生物质循环流化床锅炉床温高分析和防范措施

生物质循环流化床 锅炉床温高分析和防范措施

魏帅

广东粤电湛江生物质发电有限公司 广东 湛江 524033

[内容摘要]：生物质循环流化床锅炉床温高会造成水冷壁结焦，排渣系统故障，威胁机组安全生产。针对生物质发电厂运行中出现床温高的难题，通过对广东粤电湛江生物质发电厂的锅炉研究分析，提出了控制床温高的技术措施，保障了生物质发电厂长周期安全运行。

[关 键 词]：生物质发电厂 床温高 结焦 技术措施

一 电厂简介

广东粤电湛江生物质发电有限公司是目前国内单机容量最大的生物质直燃的电厂，总装机容量为2×50MW。其燃用的生物质燃料较为广泛，有蔗渣、蔗叶、树头、木尾、建筑废料、木粒等。近年来，由于本单位燃料收集市场已经相对成熟，燃料的品质已经跃上了新台阶，机组的主要矛盾已经从燃料短缺转向机组的长周期运行。其中生产运行中出现床温高的异常工况已经成为机组长周期安全运行的拦路虎之一。根据本人在生物质发电厂一线的运行工作经验，对其影响因素作了分析研究，并提出了相应的调整措施，从而促进实现生物质流化床锅炉长周期安全运行。

二 锅炉设备简要

本厂采用循环流化床直接燃烧技术。烟风系统采用平衡通风的方式，通过匹配引风机与一次风机和二次风机的出力来平衡炉膛的压力。由一次风机送出的一次冷风分二路送入炉膛：第一路，经过空预器加热后，通过热风道经布风板下一次风室通过风帽进入炉膛，使炉内床料沸腾向上流化，同时也向炉膛下部密相区提供一定的氧气供燃料燃烧。在热风道管路上还布置有两只风道点火燃烧器；第二路，经过空气预热器加热后的热风，用于水平烟道（分离器入口前的下部区域布置风帽的方式）作水平烟道松动风，目的是防止水平烟道积灰。在锅炉点火起动时，利用点火燃烧器加热床料和点着物料。此外，两支油枪的火检探头冷却也使用少量的一次冷风。二次风由二次风机提供，主要是补充炉内燃料燃烧的氧量并加强物料的掺混，调整炉内温度场的分布，防止局部烟气温度过高，抑制NOx的生成。二次风机出来的风经过空预器加热后，分两路送入炉膛：第一路，从炉膛前、后墙不同高度作二次风送入炉内助燃；第二路，经下料管作燃料的输送风、播料风进入炉膛。在700℃的床温下，空气与燃料在炉膛密相区结合，并释放出部分热量；未燃尽的物料被烟气携带进入炉膛上部稀相区内进一步燃烧。

三 机组运行概况

现机组在运行超2月（60天）后，锅炉床温就会出现大幅度提升的情况。在满负荷（50MW）工况下，床下平均温度一般会超过800℃，床中、床上温度也会有明显提高，普遍接近800℃。但运行中床温经常超过850℃，但最多升到870℃左右即可稳定运行，机组未见其他异常。一直以来机组的入炉燃料有甘蔗渣，散树皮，碎树皮，木粒，建筑废料等，整体燃料水分较低。同时机组运行周期超60天后，冷渣机往往会出现进口堵塞的现象，未能达到有效完全疏通，事后停炉后也证明冷渣机进口确实存在有大块异物堵塞的情况。

图一床温高时相关参数

图二床温高时相关参数

四 床温高分析

1、机组运行时间长，炉内循环物料中大颗粒物料多，且废木料等建筑废料含铁杂质偏多，排不出的铁质物质容易聚团影响流化，杂物在风帽周围聚集也会使风帽堵塞或者改变风向，致使锅炉运行流化工况变差。

2、入炉燃料整体把控管理较好。进厂燃料整体水分较低，厂区库存的湿树皮不多，入炉燃料品质较好，两台锅炉床温整体都有上升趋势。

3、运行周期拉长。冷渣机进口堵塞时间较长，锅炉排渣不畅通不均衡，导致床料中大块物料较多且不均匀。虽然一直采用置换床料的方式来改变炉内床料有效成分，但是排渣系统堵塞频发，影响流化床锅炉床料的置换效果。

五 调整建议及控制措施

1. 根据图一和图二的一次风量变化及流化床锅炉床温控制原理，适当提高一次风量可以降低床温，因此在出现床温偏高时可以适当增加一次风量。

2、由以上两图的床压、负荷影响程度的对比，可以看出维持稍高床压对机组负荷影响的时间较短，建议平时运行时保持9-9.8Kpa左右床压，但要密切留意冷渣机运行情况，避免床压无法控制的情况出现。

3、长期单侧冷渣机运行，会导致炉内两侧物料偏差，长期不排渣侧大颗粒的物料偏多，会影响锅炉流化状况。因此运行中要尽量保持两台冷渣机均匀排渣，监控到位，有问题及时通知检修人员跟踪处理。

4、运行中若发现床温出现升高趋势时，及时加强入炉燃料的调配，保持入炉燃料水分适中，通过合理的燃料配比，适当增加破碎效果较好的碎树皮使用量，减少废木料等干料的配比比例。如若床温无法段时间控制，适当降低机组负荷，尽量控制床温不超870℃运行。

5、加强床料置换的工作。通过改造筛渣机，增加筛分量，运行中各班组及时向锅炉添加炉渣。并采购一定量的河沙，继续加大锅炉床料添加置换。

6、废木料，特别是含铁质多的建筑废料，入炉的铁质等物质无法有效排出，会聚团及堵塞风帽，对锅炉流化影响较大，因此要更加合理地掺配料。确保树皮类湿燃料与干料按照比例充分混合均匀后才上料，配料上料不能出现不混或者混料不均匀，从而导致短时间内集中大量上流动性较好的干燃料引起床温突然升高降负荷。

本文通过对生物质发电厂锅炉床温高的分析，并结合生产一线实际运行工况，总结出了循环流化床运行中床温高的原因，并提出有效的控制措施，能有效地解决生物质发电厂锅炉床温高的异常状况，保证了生物质循环流化床锅炉长周期运行，提升了生物质流化床锅炉的安全性，实现了更高的经济效益。

参考文献

[1]张殿军，陈之航. 生物质燃烧技术的应用[J]. 能源研究与信息，1999，15（3）

[2]杨勇平、董长青、张俊姣《生物质发电技术》。北京:中国水利水电出版社，2007

[3]中国电力科学研究生物质能研究室《生物质能及其发电技术》。中国电力出版社，2008.