烏蘭察布飛灰再循環(huán)

飛灰再循環(huán)改造方案

目前大部分流化床鍋爐存在實際運(yùn)行煤質(zhì)和初始設(shè)計煤質(zhì)偏差較大、實際運(yùn)行煤質(zhì)灰分達(dá)不到設(shè)計煤質(zhì)的灰分要求，造成鍋爐內(nèi)循環(huán)灰量不足，灰的循環(huán)倍率達(dá)不到設(shè)計值。循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行本質(zhì)是傳質(zhì)和傳熱，循環(huán)灰量不足就沒法實現(xiàn)傳質(zhì)和傳熱，鍋爐運(yùn)行時料層的熱量傳遞不上去，會對鍋爐運(yùn)行造成以下危害：①爐膛下部床溫過高而爐膛出口溫度偏低，爐膛上下溫差大，床溫超溫，鍋爐帶負(fù)荷能力差；②飛灰含碳量居高不下，飛灰含碳量的高低決定了鍋爐的機(jī)械未完全燃燒熱損失，也是鍋爐燃燒效率的重要部分，循環(huán)流化床鍋爐的飛灰含碳量依煤質(zhì)不同一般在5%-20%之間，，整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差；③SNCR因鍋爐出口溫度偏低，低負(fù)荷時達(dá)不到SNCR反應(yīng)窗口溫度（SNCR合理反應(yīng)溫度850℃-950℃），造成脫硝效率低下，系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

另外，旋風(fēng)分離器分離效率低，循環(huán)灰量達(dá)不到要求，高負(fù)荷時床溫高、氮氧化物波動大，鍋爐汽溫、汽壓不穩(wěn)定。低負(fù)荷時床溫與爐膛出口溫差增大，SNCR因爐膛出口溫度偏低，不能正常投運(yùn)。在鍋爐啟動階段或者燃用低灰分煤種時，爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生灰量小，且一部分灰以飛灰的形式被除塵器收集，此部分無法參與灰循環(huán)，此時鍋爐的循環(huán)灰量達(dá)不到循環(huán)倍率，熱量集中在密相區(qū)，床溫高而稀相區(qū)、爐膛出口及煙道溫度低，相當(dāng)于減少了傳熱介質(zhì)與爐內(nèi)受熱面的換熱量，爐膛頂部及煙道煙氣溫升緩慢，影響鍋爐帶負(fù)荷。

增設(shè)飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，將電除塵的灰重新送回爐內(nèi)，增加爐內(nèi)的循環(huán)灰濃度，循環(huán)灰量變頻可調(diào)，成為分離器效率不足時的重要補(bǔ)灰手段。飛灰再循環(huán)系統(tǒng)提高爐內(nèi)循環(huán)灰濃度，高負(fù)荷時能夠降低床溫，低負(fù)荷時能夠提高爐膛出口溫度，滿足SNCR投運(yùn)要求，確保高、低負(fù)荷時NOx均排放達(dá)標(biāo)，同時將飛灰送入爐內(nèi)進(jìn)行再燃燒，又能夠降低煤耗。鍋爐啟動時，彌補(bǔ)灰量缺失問題，加快點(diǎn)爐速度，保證鍋爐快速升負(fù)荷和鍋爐帶高負(fù)荷能力。通過飛灰再循環(huán)系統(tǒng)改造后，能夠大幅度降低飛灰含碳量，同時爐內(nèi)NOx原始排放濃度能夠降低30mg/Nm3左右。

飛灰再循環(huán)系統(tǒng)的取灰點(diǎn)從電除塵灰斗倉泵出口母管取灰，設(shè)電磁開關(guān)閥，實現(xiàn)飛灰再循環(huán)系統(tǒng)與灰?guī)熘g的自由切換，利用倉泵壓力氣力輸送至爐前中間灰倉，中間灰倉頂部設(shè)有料位計、脈沖除塵器，中間灰倉底部設(shè)手動插板閥、變頻給料機(jī)，由羅茨風(fēng)機(jī)的高壓輸送風(fēng)將中間灰倉下部變頻給料機(jī)出口的飛灰輸送至爐內(nèi)。

圖2-1 飛灰再循環(huán)系統(tǒng)圖

圖2-2  飛灰再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備圖

飛灰再循環(huán)系統(tǒng)包括中間灰倉、給料機(jī)和氣力輸送等裝置。中間灰倉用于容納待循環(huán)的飛灰，中間灰倉的入口與倉泵出口相連，中間灰倉的出口與爐膛的接口通過飛灰循環(huán)管道相連，變頻給料機(jī)設(shè)置在中間灰倉下部，用于調(diào)節(jié)向爐膛輸送的飛灰量，羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)置在飛灰再循環(huán)管道上，將給料機(jī)提供的飛灰輸送至爐膛內(nèi)。

為保證飛灰再循環(huán)系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)行，在DCS中增設(shè)聯(lián)鎖保護(hù)邏輯。

表2-1 自動輸灰聯(lián)鎖保護(hù)表

表2-2 飛灰再循環(huán)系統(tǒng)啟、停步驟

三、改造后調(diào)試

改造后的調(diào)試工作是一項全新的燃燒調(diào)整理念。煤種是流化床鍋爐調(diào)試的關(guān)鍵前提，我們必須控制入爐煤的顆粒度、揮發(fā)分、灰分、熱值、含氮量、含硫量各項參數(shù)。流化床鍋爐燃燒循環(huán)倍率是流化床鍋爐確保熱效率的重點(diǎn)，分離器、返料器是關(guān)鍵設(shè)備，要確保設(shè)備正常。根據(jù)煤質(zhì)、床溫、負(fù)荷變化適當(dāng)調(diào)整返料器的風(fēng)量、風(fēng)壓。如煤灰份低，循環(huán)倍率達(dá)不到設(shè)計要求，應(yīng)投入飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，能夠提高物料循環(huán)倍率及鍋爐熱效率。

實施高效低氮技改后調(diào)試時，務(wù)必要求氧量表O2、床溫、爐內(nèi)各段煙溫、給煤量、排煙溫度、各處風(fēng)壓和煙氣壓力、汽水流量、汽溫氣壓、風(fēng)量等主要參數(shù)準(zhǔn)確可靠，以便對鍋爐技改前后性能進(jìn)行合理診斷和對比。

飛灰再循環(huán)系統(tǒng)的作用是提高鍋爐循環(huán)倍率，從而保證床溫、分離器出入口煙溫、返料器溫度在正常范圍內(nèi)，找到低氮燃燒與灰循環(huán)之間平衡點(diǎn)，為運(yùn)行調(diào)整提供精確的參考依據(jù)。

試驗時保證鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)整前記錄好DCS中鍋爐各主要參數(shù)，然后逐步投入飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，觀察鍋爐參數(shù)穩(wěn)定，鍋爐床溫、分離器出入口煙溫、返料器溫度偏差在50℃以內(nèi)，可確定為該負(fù)荷下的合適飛灰再循環(huán)量。然后記錄下DCS中鍋爐各主要參數(shù)，測量O2、NOx、CO等煙氣成份。

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