| 生物質(zhì)燃燒機(jī)對(duì)中小型鍋爐燃燒調(diào)試方法的探討 |
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生物質(zhì)燃燒機(jī)對(duì)中小型鍋爐燃燒調(diào)試方法的探討 本文提出了貴州省9種類型的中小型生物質(zhì)鍋爐在燃燒方面出現(xiàn)的主要問(wèn)題及鍋爐的風(fēng)、粉測(cè)試和調(diào)整中存在的普遍情況，并就鍋爐燃燒調(diào)試的方法和步驟提出一些看法進(jìn)行探討。重點(diǎn)闡述生物質(zhì)爐的一、二、三次風(fēng)和風(fēng)粉均勻性的調(diào)試方法。還簡(jiǎn)述兩個(gè)實(shí)例：即國(guó)產(chǎn)DG3u0／100-3型鍋爐的嚴(yán)重結(jié)渣和匈產(chǎn)GANIlsol90型鍋爐的燃燒不穩(wěn)定是如何通過(guò)上述調(diào)試方法解決的。 ～、中小型生物質(zhì)鍋爐在燃燒方面的問(wèn)題 貴州省火電廠鍋爐總蒸發(fā)量為3205tlh，其中生物質(zhì)燃燒鍋爐總?cè)萘繛?075t／h，占總蒸發(fā)量的96%。鍋爐銘牌出力計(jì)有20、65、75、120、130、150、220、240、300tlh等9種20臺(tái)。多數(shù)屬于國(guó)產(chǎn)中小型高中壓鍋爐，也有匈，羅產(chǎn)品。 通過(guò)多年運(yùn)行情況表明，經(jīng)過(guò)努力，使鍋爐的出力及參數(shù)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但在鍋爐燃燒方面，長(zhǎng)期以來(lái)存在3個(gè)問(wèn)題： 1．爐膛受熱面有時(shí)結(jié)渣嚴(yán)重  爐膛結(jié)渣是各型鍋爐常會(huì)遇到的問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)曾造成渣塊封死冷灰斗而被迫停爐}塌渣威脅或砸破水冷壁管子，多起燒傷工作人員及渣粉混合物爆炸等惡性事故。 2．燃燒不穩(wěn)定 經(jīng)常滅火或是過(guò)多地消耗助燃油。這種情況發(fā)生在早期安裝的中壓鍋爐或改造過(guò)程中的鍋爐，如75、120、isot/h等型。 3．鍋爐燃燒熱效率低于設(shè)計(jì)值 ’ 這主要發(fā)生在國(guó)產(chǎn)早期的75、120、130、240tlh等中壓鍋爐上，高壓或次高壓鍋爐則基本上無(wú)此類問(wèn)題。 貴州的火電廠供生物質(zhì)情況與國(guó)內(nèi)南方幾省火電廠比較并不很復(fù)雜，基本上是按生物質(zhì)種（如煙生物質(zhì)、貧生物質(zhì)、無(wú)煙生物質(zhì)）和定礦區(qū)供生物質(zhì)的。不過(guò)來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量是常有所波動(dòng)的。我們認(rèn)為在燃燒上出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因基本上可以歸納為兩類：一是來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量有所波動(dòng)，而在燃燒操作上沒(méi)有相應(yīng)跟上。來(lái)生物質(zhì)和運(yùn)行方面管理不善，設(shè)備上又存在一些缺陷，都加劇了鍋爐燃燒不正常。二是爐型（包括生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)）與生物質(zhì)種根本不相匹配，從而引起燃燒不穩(wěn)定或熱效率偏低。顯然后一類原因引起的問(wèn)題不應(yīng)立即進(jìn)行燃燒調(diào)整，應(yīng)首先套明原因，并對(duì)鍋爐進(jìn)行慎重和正確的改造。 鍋爐測(cè)試方面的情況及調(diào)試方法的探討 生物質(zhì)爐燃燒調(diào)試的常規(guī)項(xiàng)目較多，如一、二、三次風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)率調(diào)整；總風(fēng)量或爐膛出口過(guò)？諝饬空{(diào)試I生物質(zhì)細(xì)度、負(fù)荷以及其它項(xiàng)目調(diào)試等。我們認(rèn)為：調(diào)試鍋爐都要全部完成上述項(xiàng)目不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且有的項(xiàng)目對(duì)某些鍋爐來(lái)說(shuō)既無(wú)必要也不可能進(jìn)行。但是，可以看出其中最為基本的風(fēng)、粉調(diào)整是不可缺少的。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和觀察，結(jié)合中小型鍋爐在調(diào)試上存在的具體情況，現(xiàn)就一些基本項(xiàng)目的調(diào)試方法進(jìn)行探討。 1．用“對(duì)稱等量法”調(diào)整二次風(fēng) 生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)出口二次風(fēng)速及二次風(fēng)總風(fēng)量的測(cè)試非常困難，而且測(cè)量誤差很大，這是由于二次風(fēng)的總風(fēng)道或各分支道都很短。通常我們使用皮托管或笛形管來(lái)測(cè)量風(fēng)速，但其測(cè)點(diǎn)前后直管段的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)定要求。規(guī)定要求測(cè)點(diǎn)前、后直管段的長(zhǎng)度分別為(4～7)D和(1～3)D，這對(duì)上述中小型鍋爐來(lái)說(shuō)，沒(méi)有一臺(tái)能夠全部滿足。有的采用風(fēng)平衡法求取二次風(fēng)風(fēng)量，即用總風(fēng)量減去一、三次風(fēng)等風(fēng)量獲得，這種方法的缺點(diǎn)是各個(gè)生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的二次風(fēng)速難以確定和掌握，并有較大誤差。再有，總風(fēng)量經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器、尤其經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后，漏風(fēng)量大，從而影響風(fēng)平衡的準(zhǔn)確性。如果在空氣預(yù)熱器出口測(cè)其總風(fēng)雖，同樣不具備測(cè)風(fēng)條件。  但是，另外方面，很多鍋爐的二次風(fēng)道布置得不但十分對(duì)稱，而且各二次風(fēng)管路長(zhǎng)短相差很小，只要風(fēng)門控制得當(dāng)或適當(dāng)加些均流裝置，其風(fēng)道阻力特性將會(huì)趨于一致，從而使各燃燒器對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)速也會(huì)基本一致，這點(diǎn)即成為二次風(fēng)調(diào)試中的一個(gè)較為有利的條件和依據(jù)。 二次風(fēng)的調(diào)試是風(fēng)率、總風(fēng)量等調(diào)整中最為重要甚至是唯一的調(diào)試內(nèi)容。我們采用“對(duì)稱等量法,)調(diào)試，即利用上述風(fēng)道阻力接近的特點(diǎn)，采用完全對(duì)稱地開(kāi)啟各生物質(zhì)燃燒機(jī)二次風(fēng)的風(fēng)門開(kāi)度，以保證爐膛內(nèi)基本上具有相等數(shù)睫的、完全對(duì)稱的二次風(fēng)氣流。對(duì)于旋流生物質(zhì)燃燒機(jī)二次風(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速擋板開(kāi)度也是按此原理。至于各二次風(fēng)門怎么對(duì)稱開(kāi)法，這要根拼凋試內(nèi)容、爐型、生物質(zhì)種、生物質(zhì)燃燒機(jī)形式和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而定。盡管這種調(diào)試方法得不出二次風(fēng)速、風(fēng)率的定量關(guān)系，但卻同樣能起定性調(diào)整作用。實(shí)踐證明，在無(wú)法測(cè)試二次風(fēng)的情況下，采用此法是一種比較安全、有效和簡(jiǎn)捷的調(diào)整方法。 為了準(zhǔn)確地對(duì)各二次風(fēng)實(shí)現(xiàn)“對(duì)稱等量法”調(diào)整，調(diào)試人員必須在停爐時(shí)認(rèn)真校核風(fēng)門開(kāi)度，使其各二次風(fēng)門的實(shí)際開(kāi)度和外面的開(kāi)度指示完全一致。 。 如果各二次風(fēng)能夠通過(guò)實(shí)測(cè)，然后再加以等量對(duì)稱調(diào)整，其效果將會(huì)更好。 2．用笛形管調(diào)整和拉制一次風(fēng) 一般鍋爐，特別是熱風(fēng)送粉鍋爐，布置于爐后的一次風(fēng)風(fēng)管長(zhǎng)度明顯長(zhǎng)于爐前的一次風(fēng)管，如果加上彎頭因素，顯然爐后風(fēng)管阻力大于爐前風(fēng)管阻力。例如，對(duì)DG300／100-3型鍋的12根風(fēng)管風(fēng)速進(jìn)行了實(shí)測(cè)，當(dāng)熱風(fēng)一次風(fēng)風(fēng)門基本全開(kāi)時(shí)，爐前一次風(fēng)管風(fēng)速高于爐后達(dá)6mls，個(gè)別達(dá)iom/s。 由于多數(shù)鍋爐在風(fēng)粉混合前有一定的直管段，因此，一次風(fēng)速可以較準(zhǔn)確地測(cè)定。我們可以在冷態(tài)時(shí)，預(yù)先安裝和標(biāo)定好笛形管，以便于在熱態(tài)時(shí)作快速測(cè)試和調(diào)整，利用伯努利方程和流量連續(xù)方程換算整理，可建立測(cè)點(diǎn)處笛形管的動(dòng)壓值和生物質(zhì)燃燒機(jī)出口風(fēng)速（包括一、二、三次風(fēng)速）的關(guān)系式： 除了利用上面3個(gè)式子在現(xiàn)場(chǎng)作風(fēng)速調(diào)試外，還可用帶有微處理機(jī)的數(shù)字流速儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，它能將動(dòng)壓輸入訊號(hào)直接以流速等數(shù)值顯示出來(lái)，因而使風(fēng)速調(diào)整較為方便。 一次風(fēng)調(diào)試的內(nèi)容：(1)把一次風(fēng)出口風(fēng)速調(diào)整到推薦值范圍內(nèi)。(2)把所有的一次風(fēng)速調(diào)為一致，使?fàn)t膛內(nèi)主氣流勻稱、合理。事實(shí)上一次風(fēng)不可能也沒(méi)必要經(jīng)常調(diào)試，風(fēng)率或總風(fēng)量試驗(yàn)應(yīng)主要靠二次風(fēng)調(diào)整。 3．三次風(fēng)的調(diào)整 由于我省生物質(zhì)爐絕大多數(shù)是采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，因此排粉機(jī)出口乏氣就作為三次風(fēng)完全送入爐內(nèi)燃燒。實(shí)際運(yùn)行時(shí)．為了提高制粉系統(tǒng)出力，各三次風(fēng)門都是全開(kāi)的。與一次風(fēng)管一樣，三次風(fēng)管道的長(zhǎng)度和彎頭也存在差別，因而其出口風(fēng)速也不一致。為了使?fàn)t內(nèi)氣流均勻?qū)ΨQ，減輕爐膛結(jié)渣和汽溫偏差，我們認(rèn)為其出口風(fēng)速應(yīng)盡量互相接近，只作一些有限的調(diào)整，這就是在冷態(tài)時(shí)，用皮托管把各風(fēng)管風(fēng)速調(diào)整一致（盡量接近設(shè)計(jì)風(fēng)速），即令長(zhǎng)管道的風(fēng)門始終全開(kāi)，有限地關(guān)小短管通風(fēng)門，冷態(tài)等速的風(fēng)門開(kāi)度就作為熱態(tài)運(yùn)行的依據(jù)。這樣，對(duì)制粉系統(tǒng)出力的影響很小，但可使?fàn)t內(nèi)三次風(fēng)氣流呈對(duì)稱狀態(tài)。 4．給粉量或各生物質(zhì)燃燒機(jī)生物質(zhì)濃度應(yīng)盡量一致 我們采取的措施：一是將各給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速校成一致，各給粉機(jī)之間的轉(zhuǎn)速偏差要嚴(yán)格控制在有關(guān)規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)于來(lái)粉過(guò)猛的給粉機(jī)，可采取堵掉部分給粉機(jī)葉輪體的辦法，降低一些出力使來(lái)粉均勻。二是使生物質(zhì)倉(cāng)下部的下粉擋板開(kāi)度一樣。 通過(guò)上述對(duì)一、二、三次風(fēng)及給粉的基礎(chǔ)調(diào)整，將會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)建立合理、勻稱的燃燒工況，這對(duì)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和防止?fàn)t壁結(jié)渣均很有利，在此基礎(chǔ)上再作其它項(xiàng)目的調(diào)試。 三、對(duì)燃燒調(diào)試步驟的一些看法  如何在較短的時(shí)間內(nèi)，有針對(duì)性地解決中小型生物質(zhì)爐在燃燒方面常出現(xiàn)的問(wèn)題，除了在有關(guān)方法上作些探討外，在調(diào)試步驟方面也應(yīng)有歷變動(dòng)。我們認(rèn)為可按以下幾步進(jìn)行。 1．調(diào)試前的準(zhǔn)備工作 調(diào)試人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，除了對(duì)該鍋爐的燃燒現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)安裝等方面作調(diào)查分析外，在冷態(tài)停爐時(shí)還應(yīng)檢查生物質(zhì)燃燒機(jī)是否完好、爐膛處漏風(fēng)情況，-次風(fēng)管道安裝并標(biāo)定好笛形管，二次風(fēng)道如無(wú)法安裝測(cè)風(fēng)裝置，則要嚴(yán)格校對(duì)風(fēng)門的實(shí)際開(kāi)度和指示開(kāi)度；按等速原理記下三次風(fēng)風(fēng)門開(kāi)度，校準(zhǔn)各給粉機(jī)轉(zhuǎn)速及上部的下粉擋板開(kāi)度；如有條件還可做一個(gè)簡(jiǎn)易的空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)等。 2．摸底試驗(yàn) 在原操作方式的基礎(chǔ)上做摸底試驗(yàn)，在這個(gè)運(yùn)行工況下只測(cè)不調(diào)，這時(shí)往往發(fā)現(xiàn)用風(fēng)情況不大勻稱：如實(shí)測(cè)風(fēng)速有較大差異、爐內(nèi)溫度場(chǎng)有偏斜、飛灰可燃物偏高等。 3．基本調(diào)整或初步調(diào)整 各一次風(fēng)出口風(fēng)速按前述方法迅速拉平，并控制在推薦值范圍內(nèi)，例如對(duì)四角直流燃燒器燃用貧生物質(zhì)時(shí)，其出口一次風(fēng)速為25—32m/s;各二次風(fēng)在原操作基礎(chǔ)上以多數(shù)為準(zhǔn)，然后按等量對(duì)稱法把各對(duì)應(yīng)部位的二次風(fēng)門開(kāi)得完全對(duì)稱；各三次風(fēng)門按冷態(tài)等速風(fēng)門開(kāi)度開(kāi)啟，生物質(zhì)倉(cāng)下粉擋板的開(kāi)度也要調(diào)整成一致；如果生物質(zhì)細(xì)度和過(guò)？諝庀禂(shù)遠(yuǎn)離推薦值，也應(yīng)加以調(diào)整。 這個(gè)初步調(diào)整工況應(yīng)在2～3天內(nèi)就使運(yùn)行方式漸趨于合理，而且又不使原來(lái)的操作有大的改變，因而使燃燒保持連續(xù)和穩(wěn)定。 4．純二次風(fēng)門調(diào)整 在調(diào)整時(shí)，一方面堅(jiān)持用風(fēng)要等量和對(duì)稱，另一方面盡量結(jié)合已有的成熟經(jīng)驗(yàn)作針對(duì)性調(diào)整。例如，原煙生物質(zhì)直流生物質(zhì)燃燒機(jī)遇到來(lái)生物質(zhì)的揮發(fā)分偏低時(shí)，就應(yīng)適當(dāng)關(guān)小中間部位的二次風(fēng)門，以提高生物質(zhì)濃度使著火穩(wěn)定。對(duì)老式的切圓較大的鍋爐，當(dāng)爐膛結(jié)渣較嚴(yán)重時(shí)，就應(yīng)適當(dāng)減少二次風(fēng)量和增加一次風(fēng)量，以減輕氣流偏轉(zhuǎn)刷墻。作提高熱效率試驗(yàn)時(shí)，則要作細(xì)致的多種風(fēng)門調(diào)節(jié)。二次風(fēng)的調(diào)整實(shí)際包含了風(fēng)率、總風(fēng)量、二次風(fēng)旋流強(qiáng)度等內(nèi)容。 有時(shí)為縮短整個(gè)調(diào)整時(shí)間，可先作1～2小時(shí)的觀察性調(diào)試，然后再作正式的測(cè)試和試驗(yàn)。 5．總風(fēng)量、生物質(zhì)細(xì)度、負(fù)荷以及其它試驗(yàn) 總風(fēng)量和生物質(zhì)細(xì)度的調(diào)試，建議直接在推薦值附近進(jìn)行？傦L(fēng)量試驗(yàn)即過(guò)剝空氣系數(shù)和效率等關(guān)系，實(shí)際上在二次風(fēng)調(diào)整時(shí)已涉及外，還可通過(guò)總風(fēng)壓來(lái)調(diào)整。 四、實(shí) 例 簡(jiǎn) 述 1．水城發(fā)電廠DG300/100-3型生物質(zhì)爐嚴(yán)重結(jié)渣的消除 該鍋爐系東方鍋爐廠生產(chǎn)的300t／h固態(tài)排渣爐，制粉系統(tǒng)為中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉，設(shè)計(jì)生物質(zhì)種為當(dāng)?shù)叵礋熒镔|(zhì)(V’一25～30%，W7—12%;Q品=4386kcal／kg; T2 =1250～1420).實(shí)際運(yùn)行出力一般為220～250t／h，實(shí)際生物質(zhì)種與設(shè)計(jì)生物質(zhì)種大致相同，但來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量常有所波動(dòng)。19 79年曾發(fā)生過(guò)爐膛水冷壁嚴(yán)重結(jié)渣。為此，采取了以下措施：對(duì)所有風(fēng)門及開(kāi)度指示特別是二次風(fēng)門，作了認(rèn)真的檢修和校核，以保證熱態(tài)運(yùn)行時(shí)調(diào)整可靠。一次風(fēng)安裝并標(biāo)定好12根笛形管。在熱態(tài)運(yùn)行中將其流速偏差從lOmls左右降至2m／s以內(nèi)。三次風(fēng)冷態(tài)調(diào)平，熱態(tài)按其擋板開(kāi)度操作，即短管道風(fēng)門開(kāi)度為75%，長(zhǎng)管道風(fēng)門開(kāi)度為100%。給粉機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到基本一致。生物質(zhì)倉(cāng)下粉擋板新增了開(kāi)度指示器等。經(jīng)風(fēng)、粉的勻稱調(diào)整及其它方面的調(diào)整，消除了爐膛的嚴(yán)重結(jié)渣，鍋爐熱效率也達(dá)到或略超過(guò)廠家設(shè)計(jì)的熱效率。 2．清鎮(zhèn)發(fā)電廠匈產(chǎn)GAN2150/90型鍋爐制粉系統(tǒng)改造后，初步解決了燃燒不穩(wěn)定的問(wèn)題。 詼鍋爐系匈牙利產(chǎn)品，額定蒸發(fā)量為lsot／h，汽壓為90kg/cm 2，制粉系統(tǒng)為風(fēng)扇磨直吹系統(tǒng)，設(shè)計(jì)生物質(zhì)種為貴州六枝煙生物質(zhì)(V’=28.7526}Q品=6057kcal／kg)。19 81年改造為中間儲(chǔ)倉(cāng)制鋼球磨和熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。1982年初試運(yùn)時(shí)，由于來(lái)生物質(zhì)揮發(fā)分偏低(V’- 18-22%；Q昌=4000—5300kcal/kg)，加上大量的三次風(fēng)氣流過(guò)于貼近主汽流（不僅距離近，而且下傾角大）以及操作上配風(fēng)紊亂，因而燃燒很不穩(wěn)定。每班滅火數(shù)次，助燃油消耗量劇增。 在設(shè)備未作改進(jìn)前，在運(yùn)行操作上采取了應(yīng)急措施： (1)由于原二次風(fēng)門操作較紊亂，故在停爐時(shí)作了認(rèn)真校對(duì)風(fēng)門的工作，在熱態(tài)時(shí)，全按等量對(duì)稱法調(diào)整。 (2)由于每角的上、下層生物質(zhì)管道進(jìn)入生物質(zhì)燃燒機(jī)前，又分叉為4根管道，所以每一個(gè)一次風(fēng)之間均有二次風(fēng)及不對(duì)稱的周界風(fēng)，顯然這不適于燃用低揮發(fā)分的生物質(zhì)，為此，切斷了周界風(fēng)和關(guān)小上層二個(gè)一次風(fēng)之間的二次風(fēng)和下層二個(gè)一次風(fēng)之間的二次風(fēng)，提高了生物質(zhì)濃度，以利著火和穩(wěn)定燃燒。 (3)適當(dāng)降低生物質(zhì)細(xì)度和提高球磨機(jī)出口風(fēng)溫至70—90℃。 通過(guò)以上調(diào)整，鍋爐燃燒穩(wěn)定，基本上不滅火打炮，鍋爐熱效率達(dá)到90%，略超過(guò)廠家設(shè)計(jì)值。 本文提出了貴州省9種類型的中小型生物質(zhì)鍋爐在燃燒方面出現(xiàn)的主要問(wèn)題及鍋爐的風(fēng)、粉測(cè)試和調(diào)整中存在的普遍情況，并就鍋爐燃燒調(diào)試的方法和步驟提出一些看法進(jìn)行探討。重點(diǎn)闡述生物質(zhì)爐的一、二、三次風(fēng)和風(fēng)粉均勻性的調(diào)試方法。還簡(jiǎn)述兩個(gè)實(shí)例：即國(guó)產(chǎn)DG3u0／100-3型鍋爐的嚴(yán)重結(jié)渣和匈產(chǎn)GANIlsol90型鍋爐的燃燒不穩(wěn)定是如何通過(guò)上述調(diào)試方法解決的。 ～、中小型生物質(zhì)鍋爐在燃燒方面的問(wèn)題  貴州省火電廠鍋爐總蒸發(fā)量為3205tlh，其中生物質(zhì)燃燒鍋爐總?cè)萘繛?075t／h，占總蒸發(fā)量的96%。鍋爐銘牌出力計(jì)有20、65、75、120、130、150、220、240、300tlh等9種20臺(tái)。多數(shù)屬于國(guó)產(chǎn)中小型高中壓鍋爐，也有匈，羅產(chǎn)品。 通過(guò)多年運(yùn)行情況表明，經(jīng)過(guò)努力，使鍋爐的出力及參數(shù)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但在鍋爐燃燒方面，長(zhǎng)期以來(lái)存在3個(gè)問(wèn)題： 1．爐膛受熱面有時(shí)結(jié)渣嚴(yán)重 爐膛結(jié)渣是各型鍋爐常會(huì)遇到的問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)曾造成渣塊封死冷灰斗而被迫停爐}塌渣威脅或砸破水冷壁管子，多起燒傷工作人員及渣粉混合物爆炸等惡性事故。 2．燃燒不穩(wěn)定 經(jīng)常滅火或是過(guò)多地消耗助燃油。這種情況發(fā)生在早期安裝的中壓鍋爐或改造過(guò)程中的鍋爐，如75、120、isot/h等型。 3．鍋爐燃燒熱效率低于設(shè)計(jì)值 ’ 這主要發(fā)生在國(guó)產(chǎn)早期的75、120、130、240tlh等中壓鍋爐上，高壓或次高壓鍋爐則基本上無(wú)此類問(wèn)題。 貴州的火電廠供生物質(zhì)情況與國(guó)內(nèi)南方幾省火電廠比較并不很復(fù)雜，基本上是按生物質(zhì)種（如煙生物質(zhì)、貧生物質(zhì)、無(wú)煙生物質(zhì)）和定礦區(qū)供生物質(zhì)的。不過(guò)來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量是常有所波動(dòng)的。我們認(rèn)為在燃燒上出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因基本上可以歸納為兩類：一是來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量有所波動(dòng)，而在燃燒操作上沒(méi)有相應(yīng)跟上。來(lái)生物質(zhì)和運(yùn)行方面管理不善，設(shè)備上又存在一些缺陷，都加劇了鍋爐燃燒不正常。二是爐型（包括生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)）與生物質(zhì)種根本不相匹配，從而引起燃燒不穩(wěn)定或熱效率偏低。顯然后一類原因引起的問(wèn)題不應(yīng)立即進(jìn)行燃燒調(diào)整，應(yīng)首先套明原因，并對(duì)鍋爐進(jìn)行慎重和正確的改造。 鍋爐測(cè)試方面的情況及調(diào)試方法的探討 生物質(zhì)爐燃燒調(diào)試的常規(guī)項(xiàng)目較多，如一、二、三次風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)率調(diào)整；總風(fēng)量或爐膛出口過(guò)？諝饬空{(diào)試I生物質(zhì)細(xì)度、負(fù)荷以及其它項(xiàng)目調(diào)試等。我們認(rèn)為：調(diào)試鍋爐都要全部完成上述項(xiàng)目不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且有的項(xiàng)目對(duì)某些鍋爐來(lái)說(shuō)既無(wú)必要也不可能進(jìn)行。但是，可以看出其中最為基本的風(fēng)、粉調(diào)整是不可缺少的。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和觀察，結(jié)合中小型鍋爐在調(diào)試上存在的具體情況，現(xiàn)就一些基本項(xiàng)目的調(diào)試方法進(jìn)行探討。 1．用“對(duì)稱等量法”調(diào)整二次風(fēng) 生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)出口二次風(fēng)速及二次風(fēng)總風(fēng)量的測(cè)試非常困難，而且測(cè)量誤差很大，這是由于二次風(fēng)的總風(fēng)道或各分支道都很短。通常我們使用皮托管或笛形管來(lái)測(cè)量風(fēng)速，但其測(cè)點(diǎn)前后直管段的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)定要求。規(guī)定要求測(cè)點(diǎn)前、后直管段的長(zhǎng)度分別為(4～7)D和(1～3)D，這對(duì)上述中小型鍋爐來(lái)說(shuō)，沒(méi)有一臺(tái)能夠全部滿足。有的采用風(fēng)平衡法求取二次風(fēng)風(fēng)量，即用總風(fēng)量減去一、三次風(fēng)等風(fēng)量獲得，這種方法的缺點(diǎn)是各個(gè)生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的二次風(fēng)速難以確定和掌握，并有較大誤差。再有，總風(fēng)量經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器、尤其經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后，漏風(fēng)量大，從而影響風(fēng)平衡的準(zhǔn)確性。如果在空氣預(yù)熱器出口測(cè)其總風(fēng)雖，同樣不具備測(cè)風(fēng)條件。 但是，另外方面，很多鍋爐的二次風(fēng)道布置得不但十分對(duì)稱，而且各二次風(fēng)管路長(zhǎng)短相差很小，只要風(fēng)門控制得當(dāng)或適當(dāng)加些均流裝置，其風(fēng)道阻力特性將會(huì)趨于一致，從而使各燃燒器對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)速也會(huì)基本一致，這點(diǎn)即成為二次風(fēng)調(diào)試中的一個(gè)較為有利的條件和依據(jù)。 二次風(fēng)的調(diào)試是風(fēng)率、總風(fēng)量等調(diào)整中最為重要甚至是唯一的調(diào)試內(nèi)容。我們采用“對(duì)稱等量法,)調(diào)試，即利用上述風(fēng)道阻力接近的特點(diǎn)，采用完全對(duì)稱地開(kāi)啟各生物質(zhì)燃燒機(jī)二次風(fēng)的風(fēng)門開(kāi)度，以保證爐膛內(nèi)基本上具有相等數(shù)睫的、完全對(duì)稱的二次風(fēng)氣流。對(duì)于旋流生物質(zhì)燃燒機(jī)二次風(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速擋板開(kāi)度也是按此原理。至于各二次風(fēng)門怎么對(duì)稱開(kāi)法，這要根拼凋試內(nèi)容、爐型、生物質(zhì)種、生物質(zhì)燃燒機(jī)形式和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而定。盡管這種調(diào)試方法得不出二次風(fēng)速、風(fēng)率的定量關(guān)系，但卻同樣能起定性調(diào)整作用。實(shí)踐證明，在無(wú)法測(cè)試二次風(fēng)的情況下，采用此法是一種比較安全、有效和簡(jiǎn)捷的調(diào)整方法。 為了準(zhǔn)確地對(duì)各二次風(fēng)實(shí)現(xiàn)“對(duì)稱等量法”調(diào)整，調(diào)試人員必須在停爐時(shí)認(rèn)真校核風(fēng)門開(kāi)度，使其各二次風(fēng)門的實(shí)際開(kāi)度和外面的開(kāi)度指示完全一致。 。 如果各二次風(fēng)能夠通過(guò)實(shí)測(cè)，然后再加以等量對(duì)稱調(diào)整，其效果將會(huì)更好。 2．用笛形管調(diào)整和拉制一次風(fēng) 一般鍋爐，特別是熱風(fēng)送粉鍋爐，布置于爐后的一次風(fēng)風(fēng)管長(zhǎng)度明顯長(zhǎng)于爐前的一次風(fēng)管，如果加上彎頭因素，顯然爐后風(fēng)管阻力大于爐前風(fēng)管阻力。例如，對(duì)DG300／100-3型鍋的12根風(fēng)管風(fēng)速進(jìn)行了實(shí)測(cè)，當(dāng)熱風(fēng)一次風(fēng)風(fēng)門基本全開(kāi)時(shí)，爐前一次風(fēng)管風(fēng)速高于爐后達(dá)6mls，個(gè)別達(dá)iom/s。 由于多數(shù)鍋爐在風(fēng)粉混合前有一定的直管段，因此，一次風(fēng)速可以較準(zhǔn)確地測(cè)定。我們可以在冷態(tài)時(shí)，預(yù)先安裝和標(biāo)定好笛形管，以便于在熱態(tài)時(shí)作快速測(cè)試和調(diào)整，利用伯努利方程和流量連續(xù)方程換算整理，可建立測(cè)點(diǎn)處笛形管的動(dòng)壓值和生物質(zhì)燃燒機(jī)出口風(fēng)速（包括一、二、三次風(fēng)速）的關(guān)系式： 除了利用上面3個(gè)式子在現(xiàn)場(chǎng)作風(fēng)速調(diào)試外，還可用帶有微處理機(jī)的數(shù)字流速儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，它能將動(dòng)壓輸入訊號(hào)直接以流速等數(shù)值顯示出來(lái)，因而使風(fēng)速調(diào)整較為方便。 一次風(fēng)調(diào)試的內(nèi)容：(1)把一次風(fēng)出口風(fēng)速調(diào)整到推薦值范圍內(nèi)。(2)把所有的一次風(fēng)速調(diào)為一致，使?fàn)t膛內(nèi)主氣流勻稱、合理。事實(shí)上一次風(fēng)不可能也沒(méi)必要經(jīng)常調(diào)試，風(fēng)率或總風(fēng)量試驗(yàn)應(yīng)主要靠二次風(fēng)調(diào)整。 3．三次風(fēng)的調(diào)整 由于我省生物質(zhì)爐絕大多數(shù)是采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，因此排粉機(jī)出口乏氣就作為三次風(fēng)完全送入爐內(nèi)燃燒。實(shí)際運(yùn)行時(shí)．為了提高制粉系統(tǒng)出力，各三次風(fēng)門都是全開(kāi)的。與一次風(fēng)管一樣，三次風(fēng)管道的長(zhǎng)度和彎頭也存在差別，因而其出口風(fēng)速也不一致。為了使?fàn)t內(nèi)氣流均勻?qū)ΨQ，減輕爐膛結(jié)渣和汽溫偏差，我們認(rèn)為其出口風(fēng)速應(yīng)盡量互相接近，只作一些有限的調(diào)整，這就是在冷態(tài)時(shí)，用皮托管把各風(fēng)管風(fēng)速調(diào)整一致（盡量接近設(shè)計(jì)風(fēng)速），即令長(zhǎng)管道的風(fēng)門始終全開(kāi)，有限地關(guān)小短管通風(fēng)門，冷態(tài)等速的風(fēng)門開(kāi)度就作為熱態(tài)運(yùn)行的依據(jù)。這樣，對(duì)制粉系統(tǒng)出力的影響很小，但可使?fàn)t內(nèi)三次風(fēng)氣流呈對(duì)稱狀態(tài)。 4．給粉量或各生物質(zhì)燃燒機(jī)生物質(zhì)濃度應(yīng)盡量一致 我們采取的措施：一是將各給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速校成一致，各給粉機(jī)之間的轉(zhuǎn)速偏差要嚴(yán)格控制在有關(guān)規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)于來(lái)粉過(guò)猛的給粉機(jī)，可采取堵掉部分給粉機(jī)葉輪體的辦法，降低一些出力使來(lái)粉均勻。二是使生物質(zhì)倉(cāng)下部的下粉擋板開(kāi)度一樣。 通過(guò)上述對(duì)一、二、三次風(fēng)及給粉的基礎(chǔ)調(diào)整，將會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)建立合理、勻稱的燃燒工況，這對(duì)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和防止?fàn)t壁結(jié)渣均很有利，在此基礎(chǔ)上再作其它項(xiàng)目的調(diào)試。 三、對(duì)燃燒調(diào)試步驟的一些看法 如何在較短的時(shí)間內(nèi)，有針對(duì)性地解決中小型生物質(zhì)爐在燃燒方面常出現(xiàn)的問(wèn)題，除了在有關(guān)方法上作些探討外，在調(diào)試步驟方面也應(yīng)有歷變動(dòng)。我們認(rèn)為可按以下幾步進(jìn)行。 1．調(diào)試前的準(zhǔn)備工作 調(diào)試人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，除了對(duì)該鍋爐的燃燒現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)安裝等方面作調(diào)查分析外，在冷態(tài)停爐時(shí)還應(yīng)檢查生物質(zhì)燃燒機(jī)是否完好、爐膛處漏風(fēng)情況，-次風(fēng)管道安裝并標(biāo)定好笛形管，二次風(fēng)道如無(wú)法安裝測(cè)風(fēng)裝置，則要嚴(yán)格校對(duì)風(fēng)門的實(shí)際開(kāi)度和指示開(kāi)度；按等速原理記下三次風(fēng)風(fēng)門開(kāi)度，校準(zhǔn)各給粉機(jī)轉(zhuǎn)速及上部的下粉擋板開(kāi)度；如有條件還可做一個(gè)簡(jiǎn)易的空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)等。 2．摸底試驗(yàn) 在原操作方式的基礎(chǔ)上做摸底試驗(yàn)，在這個(gè)運(yùn)行工況下只測(cè)不調(diào)，這時(shí)往往發(fā)現(xiàn)用風(fēng)情況不大勻稱：如實(shí)測(cè)風(fēng)速有較大差異、爐內(nèi)溫度場(chǎng)有偏斜、飛灰可燃物偏高等。 3．基本調(diào)整或初步調(diào)整 各一次風(fēng)出口風(fēng)速按前述方法迅速拉平，并控制在推薦值范圍內(nèi)，例如對(duì)四角直流燃燒器燃用貧生物質(zhì)時(shí)，其出口一次風(fēng)速為25—32m/s;各二次風(fēng)在原操作基礎(chǔ)上以多數(shù)為準(zhǔn)，然后按等量對(duì)稱法把各對(duì)應(yīng)部位的二次風(fēng)門開(kāi)得完全對(duì)稱；各三次風(fēng)門按冷態(tài)等速風(fēng)門開(kāi)度開(kāi)啟，生物質(zhì)倉(cāng)下粉擋板的開(kāi)度也要調(diào)整成一致；如果生物質(zhì)細(xì)度和過(guò)剩空氣系數(shù)遠(yuǎn)離推薦值，也應(yīng)加以調(diào)整。 這個(gè)初步調(diào)整工況應(yīng)在2～3天內(nèi)就使運(yùn)行方式漸趨于合理，而且又不使原來(lái)的操作有大的改變，因而使燃燒保持連續(xù)和穩(wěn)定。 4．純二次風(fēng)門調(diào)整 在調(diào)整時(shí)，一方面堅(jiān)持用風(fēng)要等量和對(duì)稱，另一方面盡量結(jié)合已有的成熟經(jīng)驗(yàn)作針對(duì)性調(diào)整。例如，原煙生物質(zhì)直流生物質(zhì)燃燒機(jī)遇到來(lái)生物質(zhì)的揮發(fā)分偏低時(shí)，就應(yīng)適當(dāng)關(guān)小中間部位的二次風(fēng)門，以提高生物質(zhì)濃度使著火穩(wěn)定。對(duì)老式的切圓較大的鍋爐，當(dāng)爐膛結(jié)渣較嚴(yán)重時(shí)，就應(yīng)適當(dāng)減少二次風(fēng)量和增加一次風(fēng)量，以減輕氣流偏轉(zhuǎn)刷墻。作提高熱效率試驗(yàn)時(shí)，則要作細(xì)致的多種風(fēng)門調(diào)節(jié)。二次風(fēng)的調(diào)整實(shí)際包含了風(fēng)率、總風(fēng)量、二次風(fēng)旋流強(qiáng)度等內(nèi)容。 有時(shí)為縮短整個(gè)調(diào)整時(shí)間，可先作1～2小時(shí)的觀察性調(diào)試，然后再作正式的測(cè)試和試驗(yàn)。 5．總風(fēng)量、生物質(zhì)細(xì)度、負(fù)荷以及其它試驗(yàn) 總風(fēng)量和生物質(zhì)細(xì)度的調(diào)試，建議直接在推薦值附近進(jìn)行。總風(fēng)量試驗(yàn)即過(guò)剝空氣系數(shù)和效率等關(guān)系，實(shí)際上在二次風(fēng)調(diào)整時(shí)已涉及外，還可通過(guò)總風(fēng)壓來(lái)調(diào)整。 四、實(shí) 例 簡(jiǎn) 述  1．水城發(fā)電廠DG300/100-3型生物質(zhì)爐嚴(yán)重結(jié)渣的消除 該鍋爐系東方鍋爐廠生產(chǎn)的300t／h固態(tài)排渣爐，制粉系統(tǒng)為中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉，設(shè)計(jì)生物質(zhì)種為當(dāng)?shù)叵礋熒镔|(zhì)(V’一25～30%，W7—12%;Q品=4386kcal／kg; T2 =1250～1420).實(shí)際運(yùn)行出力一般為220～250t／h，實(shí)際生物質(zhì)種與設(shè)計(jì)生物質(zhì)種大致相同，但來(lái)生物質(zhì)質(zhì)量常有所波動(dòng)。19 79年曾發(fā)生過(guò)爐膛水冷壁嚴(yán)重結(jié)渣。為此，采取了以下措施：對(duì)所有風(fēng)門及開(kāi)度指示特別是二次風(fēng)門，作了認(rèn)真的檢修和校核，以保證熱態(tài)運(yùn)行時(shí)調(diào)整可靠。一次風(fēng)安裝并標(biāo)定好12根笛形管。在熱態(tài)運(yùn)行中將其流速偏差從lOmls左右降至2m／s以內(nèi)。三次風(fēng)冷態(tài)調(diào)平，熱態(tài)按其擋板開(kāi)度操作，即短管道風(fēng)門開(kāi)度為75%，長(zhǎng)管道風(fēng)門開(kāi)度為100%。給粉機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到基本一致。生物質(zhì)倉(cāng)下粉擋板新增了開(kāi)度指示器等。經(jīng)風(fēng)、粉的勻稱調(diào)整及其它方面的調(diào)整，消除了爐膛的嚴(yán)重結(jié)渣，鍋爐熱效率也達(dá)到或略超過(guò)廠家設(shè)計(jì)的熱效率。 2．清鎮(zhèn)發(fā)電廠匈產(chǎn)GAN2150/90型鍋爐制粉系統(tǒng)改造后，初步解決了燃燒不穩(wěn)定的問(wèn)題。 詼鍋爐系匈牙利產(chǎn)品，額定蒸發(fā)量為lsot／h，汽壓為90kg/cm 2，制粉系統(tǒng)為風(fēng)扇磨直吹系統(tǒng)，設(shè)計(jì)生物質(zhì)種為貴州六枝煙生物質(zhì)(V’=28.7526}Q品=6057kcal／kg)。19 81年改造為中間儲(chǔ)倉(cāng)制鋼球磨和熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。1982年初試運(yùn)時(shí)，由于來(lái)生物質(zhì)揮發(fā)分偏低(V’- 18-22%；Q昌=4000—5300kcal/kg)，加上大量的三次風(fēng)氣流過(guò)于貼近主汽流（不僅距離近，而且下傾角大）以及操作上配風(fēng)紊亂，因而燃燒很不穩(wěn)定。每班滅火數(shù)次，助燃油消耗量劇增。 在設(shè)備未作改進(jìn)前，在運(yùn)行操作上采取了應(yīng)急措施： (1)由于原二次風(fēng)門操作較紊亂，故在停爐時(shí)作了認(rèn)真校對(duì)風(fēng)門的工作，在熱態(tài)時(shí)，全按等量對(duì)稱法調(diào)整。 (2)由于每角的上、下層生物質(zhì)管道進(jìn)入生物質(zhì)燃燒機(jī)前，又分叉為4根管道，所以每一個(gè)一次風(fēng)之間均有二次風(fēng)及不對(duì)稱的周界風(fēng)，顯然這不適于燃用低揮發(fā)分的生物質(zhì)，為此，切斷了周界風(fēng)和關(guān)小上層二個(gè)一次風(fēng)之間的二次風(fēng)和下層二個(gè)一次風(fēng)之間的二次風(fēng)，提高了生物質(zhì)濃度，以利著火和穩(wěn)定燃燒。 (3)適當(dāng)降低生物質(zhì)細(xì)度和提高球磨機(jī)出口風(fēng)溫至70—90℃。 通過(guò)以上調(diào)整，鍋爐燃燒穩(wěn)定，基本上不滅火打炮，鍋爐熱效率達(dá)到90%，略超過(guò)廠家設(shè)計(jì)值。 |
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