淺談鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)方式
摘要:鍋爐燃燒工況的好壞直接影響著鍋爐機組及整個發(fā)電廠運行的安全和效益。燃燒過程是否穩(wěn)定直接關(guān)系到鍋爐運行的可靠性;鍋爐燃燒的好壞直接影響鍋爐運行的經(jīng)濟性,燃燒過程的經(jīng)濟性要求合理的風與煤粉的配合,及保證適當?shù)臓t膛溫度。
關(guān)鍵詞:鍋爐燃燒調(diào)節(jié)方式
1燃料量的調(diào)節(jié)
燃料量的調(diào)節(jié)是燃燒調(diào)節(jié)的重要一環(huán)。不同的燃燒設備和不同的燃料種類,燃料量的調(diào)節(jié)方法也各不相同。
中間儲倉式制粉系統(tǒng)的特點之一是制粉系統(tǒng)運行工況變化與鍋爐負荷并不存在直接的關(guān)系。當鍋爐負荷發(fā)生變化時,需要調(diào)節(jié)進入爐內(nèi)的燃料量,它通過投入(或停止)噴燃器只數(shù)或改變給粉機轉(zhuǎn)數(shù)、調(diào)節(jié)給粉機下粉擋板開度來實現(xiàn)的。當鍋爐負荷變化較小時,只需改變給粉機轉(zhuǎn)速就可以達到調(diào)節(jié)的目的;改變給粉機的轉(zhuǎn)數(shù)是通過平型控制器的加減完成的。當鍋爐負荷變化較大時,用改變給粉機的轉(zhuǎn)數(shù)不能滿足調(diào)節(jié)幅度的要求,則在不破壞內(nèi)燃工況的前提下,可先以投、停給粉機只數(shù)進行調(diào)節(jié),而后再調(diào)節(jié)給粉機轉(zhuǎn)數(shù),彌補調(diào)節(jié)幅度大的矛盾。若上述手段仍不能滿足調(diào)節(jié)需要時,可用調(diào)節(jié)給粉機擋板開度的方法加以輔助調(diào)節(jié)。
投、停噴燃器(相應的給粉機)運行方式的調(diào)節(jié),由于噴燃器布置方式和類型的不同,投運方式也不相同。當需投入備用的噴燃器和給粉機時,應先開啟一次風門至所需開度,對一次風管進行吹掃;待風壓正常時啟動給粉機給粉,并開啟噴燃器助燃的二次風,觀察著火情況是否正常。反之,在停用噴燃器時,則先停給粉機并關(guān)閉二次風,一次風吹掃數(shù)分鐘后再關(guān)閉,以防一次風管內(nèi)煤分沉積。為防止停用的噴燃器受熱燒壞,有時對其一、二次風門保持適當開度,以冷卻噴口。給粉機轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)的范圍不宜太大,若調(diào)至過高,則不但會因煤粉濃度過大堵塞一次風管,而且容易使給粉機超負荷和引起煤粉燃燒不完全。若轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)至過低,則在爐膛溫度不太高的情況下,由于煤粉濃度不足,著火不穩(wěn),容易發(fā)生爐膛滅火。單只增加給粉機轉(zhuǎn)數(shù)時,應先將轉(zhuǎn)數(shù)低的給粉機增加轉(zhuǎn)數(shù),使各給粉機出力力求均衡;減低給粉機轉(zhuǎn)數(shù)時,應先減轉(zhuǎn)數(shù)高的。
對于噴燃器布置在側(cè)墻的鍋爐,可先增加中間位置的噴燃器來粉,對四角布置的噴燃器鍋爐,需要相對稱的增加給粉機轉(zhuǎn)數(shù)。用投入或停止噴燃器運行的方法進行燃燒調(diào)節(jié),尚需考慮對氣溫的影響。在氣溫偏低時,投用靠爐膛后側(cè)墻的噴燃器或上排噴燃器。氣溫偏高時則停用靠爐膛后側(cè)的噴燃器或上排噴燃器。有時由煤粉倉死角處煤粉的堆積或煤粉自流等原因?qū)⒔o個別給粉機的給粉量調(diào)節(jié)帶來一定的困難。此時,對來粉量的調(diào)節(jié)將是一個細致而麻煩的工作。這就需要反復的開、停給粉機,或開關(guān)給粉機下粉擋板,用木錘敲打、振動給粉機上部空間,促使煤粉倉內(nèi)沉積的煤粉進行流動或迫使流動較大的煤粉沉積下來。這種調(diào)節(jié)操作較為笨拙、繁重,但能達到調(diào)節(jié)要求。
2鍋爐風量的調(diào)節(jié)
當外界負荷變化需要調(diào)節(jié)鍋爐出力時,隨著燃料量的改變,對鍋爐的風量也需做相應的調(diào)解。
在實際運行中,從運行的經(jīng)濟方面來看,在一定的范圍內(nèi),隨著爐內(nèi)過剩空氣系數(shù)的增加,可以改變?nèi)剂吓c空氣的接觸和混合,有利于完全燃燒,使化學未完全燃燒損失和機械未完全燃燒損失降低。但是,當過??諝庀禂?shù)過大時,則爐膛溫度的降低和燃燒時間的縮短(由于煙氣流速加快),可能使不完全燃燒損失反而有所增加。而排煙帶走的熱損失則總是隨著過??諝庀禂?shù)的增大而增加,所以當過剩空氣過大時,總的熱損失就要增加。此外,隨著爐內(nèi)過??諝庀禂?shù)的增大,使煙氣容積也相應增大,煙氣流速也提高,因而使送、引風機的耗電量也增加。
從鍋爐的安全方面來看,若爐內(nèi)過??諝庀禂?shù)過小,則會使燃料燃燒不完全,造成煙氣中含有較多的一氧化碳等可燃氣體,降低了灰分的溶點因而引起水冷壁結(jié)渣。這將會導致鍋爐運行惡化,嚴重時會被迫停爐。由于飛灰對受熱面的磨損量與煙氣流速三次方成正比,所以當過剩空氣系數(shù)過大時,將使受熱面管子和引風機葉片的磨損加劇,影響設備的使用壽命。此外,過??諝庀禂?shù)增大時,由于過剩氧量的相應增加,將使燃料中的硫分易于形成三氧化硫,煙氣露點溫度響應提高,從而使尾部煙道的空氣預熱器遭到腐蝕。
總之,風量過大或過小都會給鍋爐的安全經(jīng)濟運行帶來不良的影響。
鍋爐的風量控制是通過送風機進口導向擋板調(diào)節(jié)的。經(jīng)調(diào)節(jié)后送風機送出的風量,經(jīng)過一、二次風的配合調(diào)節(jié)才能更好的滿足燃燒的需求。一、二次風的風量分配應根據(jù)它們所起的作用進行調(diào)節(jié)。一次風量應滿足進入爐膛風粉混合物揮發(fā)分燃燒及固體焦碳質(zhì)點的氧化需要。二次風量不僅滿足燃燒的需要,而且補充一次風末段空氣量不足,更重要的是使二次風能與剛剛進入爐膛的可燃物混合,這需要有較高的二次風風速,以便在高溫火焰中起到攪拌混合的作用?;旌系迷胶?,則燃燒得越快越完全。一、二次風還可調(diào)節(jié)由于煤粉管道或噴燃器的阻力不同而造成的各噴燃器風量的偏差,以及由于煤粉管道或噴燃器中燃料濃度偏差所需求的風量。此外,爐膛內(nèi)火焰的偏斜、煙氣溫度的偏差,火焰中心的位置等均需利用風量的調(diào)節(jié)加以調(diào)整。
一次風速過高會推遲著火的時間;過低則會燒損噴燃器出口管,并可能造成一次風管內(nèi)煤粉沉積一直阻塞管道。二次風速過高或過低都可能破壞氣流與燃料的正?;旌?、攪拌,從而降低燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。噴燃器出口斷面的尺寸及流速決定了一、二、三次風量的百分率。風率的變化也將對燃燒工況有著很大的影響,當一次風率過大時,為達到風粉混合物著火溫度所需的吸熱量就要多,因而達到著火所需的時間就延長。判斷風速和風率是否適宜的標準,首先是燃燒的穩(wěn)定性,爐膛溫度的合理性,以及對過熱汽溫的影響;其次是比較經(jīng)濟指標。
3爐膛負壓的控制
爐膛負壓維持過大,會增加爐膛和煙道的漏風,引起燃燒惡化,并導致滅火。反之,若爐膛風壓變正,則高溫火焰及煙灰就要向外冒,不但會影響衛(wèi)生,燒壞設備,還會造成人身事故。
當爐內(nèi)燃燒工況發(fā)生變化或爐內(nèi)受熱面發(fā)生漏泄、爆破時必將立即引起爐膛風壓發(fā)生變化。運行實際表明,當鍋爐的燃燒系統(tǒng)發(fā)生異常情況或故障時,最先反映出來的就是爐膛風壓的變化。例如鍋爐滅火,從儀表盤上首先反映出的現(xiàn)象是爐膛風壓表的指示急劇波動并向負擺到底,然后才是水位、蒸氣流量等指示的變化。當爐膛受熱面發(fā)生爆破時,其負壓表指示向正擺到頭。
所以鍋爐運行中必須監(jiān)視好爐膛負壓,并按照不同的變化情況做出正確的判斷,據(jù)此再及時地進行必要的調(diào)節(jié)和處理。
在鍋爐運行中,燃燒所產(chǎn)生的煙氣需經(jīng)引風機及時的排入大氣中。如果排出爐膛的煙氣量等于燃燒產(chǎn)生的煙氣量,則進出爐膛的物質(zhì)保持平衡,否則爐膛風壓就要發(fā)生變化。倒如,在吸風量未增加時,增時送風量,就會使爐膛出現(xiàn)正壓。
運行中即使在送、引風調(diào)節(jié)擋板開度保持不變的情況下,由于燃燒工況總有小量的變動,故爐膛風壓也總是脈動的,反映在爐膛風壓表上就是其指針經(jīng)常在控制的左右輕微晃動。當燃燒不穩(wěn)時,爐膛風壓將產(chǎn)生強列的脈動,爐膛風壓表的指針也相應作大幅度的劇烈晃動。此種現(xiàn)象的出現(xiàn),往往是滅火的預兆。這時,必須加強監(jiān)視表計變化和檢查爐內(nèi)燃燒情況,分析原因,并及時地進行適當?shù)恼{(diào)整和處理。
在煙氣流經(jīng)煙道及各受熱面時,將會有各種阻力產(chǎn)生,這些阻力是由引風機的壓頭來克服的;同時,由于受熱面和煙道是處于引風機的進口側(cè),因此,沿著煙氣流程煙道內(nèi)的負壓是逐漸增大的。煙氣流動時產(chǎn)生的阻力大小與阻力系數(shù)、煙氣重度成正比,并與煙氣流速的平方成正比。因此,沿著煙氣流程煙道內(nèi)的負壓是逐漸增大的。
煙氣流動時產(chǎn)生的阻力大小與阻力系數(shù)、煙氣重度成正比,并與煙氣流速的平方成正比。因此,當鍋爐負荷、燃料和風量發(fā)生改變時,隨著煙氣流速的改變,負壓也相應的改變。故在不同負荷下,鍋爐各部分煙道內(nèi)的煙氣壓力是不相同的。鍋爐負荷增加,煙道各部分負壓也相應增大;反之,各部分負壓則相應減小。當受熱面管束發(fā)生結(jié)渣、積灰以至于局部堵塞時,由于通道減小,煙氣流速增加,使煙氣流經(jīng)該部分管束產(chǎn)生的阻力較大,于是出口負壓值及其壓差就相應要增大。因此,監(jiān)視煙道工況,不僅需對各處煙溫,而且還需對煙道各處的負壓變化情況,給予必要的注意。
在正常情況下,爐膛風壓和各部分煙道的負壓都有大致的變化范圍。因此,運行中如發(fā)現(xiàn)它們的指示值有不正常的變化時,即應進行分析,檢查原因,以便及時處理。