沸騰爐的運(yùn)行操作

1、沸騰爐的運(yùn)行操作2 f7 j8 l/ T9 z6 Y一、沸騰爐的工作特點(diǎn)' X8 F$ s, q4 % m       爐排上的煤粒受到來自爐排下方向上吹的風(fēng)力，當(dāng)此風(fēng)力略大于煤粒的重力和摩擦阻力時(shí)，煤粒被吹起。由于煤粒形狀是不規(guī)則的，因此煤粒的受力也在不斷變化。如果風(fēng)力調(diào)整得合適，可使煤粒在一定的高度內(nèi)翻騰跳躍；風(fēng)力過大時(shí)，煤粒將被吹走；若風(fēng)力過小，煤粒在爐排上處于靜止?fàn)顟B(tài)而不能浮起，因此風(fēng)力過大或過小，都起不到沸騰的作用。為了獲得沸騰燃燒，須將煤粒直徑控制在一定范圍內(nèi)，并根據(jù)煤粒大小將風(fēng)速控制在一定范圍內(nèi)，這就是沸騰爐的工作特點(diǎn)。( d+ p

2、9 K$ T% A& R. X4 c       二、沸騰爐的點(diǎn)火操作9 q$ J2 & p% E' M4 E& f5 I! # o       用木柴等引燃物將爐床上的爐料加溫，使料層逐步達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)的溫度，以保證連續(xù)送入爐膛的煤能夠正常燃燒?，F(xiàn)將點(diǎn)火步驟簡述如下：* U. l; (   m. u$ w       1檢查爐膛內(nèi)部，應(yīng)無結(jié)焦和雜物。% a. S/ s- M% W$     

3、  2在爐排上鋪一層爐渣，其粒度與燃煤相似，厚度約為300毫米(mm)，然后放置引燃木柴，木柴直徑小于100毫米(mm)，長為500700毫米(mm)。用油棉紗等引火物點(diǎn)燃木柴，使?fàn)t內(nèi)均勻預(yù)熱。8 Y' j) H: _% Q2 U;        3關(guān)閉風(fēng)道門，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，使?fàn)t膛產(chǎn)生負(fù)壓。4 Q6 I- O0 W7 ( Y       4啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，稍開啟送風(fēng)門，使炭火層稍有跳動(dòng)，但應(yīng)注意風(fēng)量的控制使炭火不要被爐渣掩埋，否則將導(dǎo)致炭火熄滅。+ N! v1 8 P% p- t5  

4、60;    5從爐門向炭火層均勻撒布煙煤屑，并逐漸增大風(fēng)量，提高料層的溫度。3 R, * B! t6 + h) M       6隨料層溫度的升高，相應(yīng)增加送風(fēng)量。當(dāng)達(dá)到正常運(yùn)行的“最小風(fēng)速”時(shí)，可暫不增加送風(fēng)量，用撒人煙煤屑的數(shù)量來控制爐溫升高的速度。, |/ u1 A# o9 * G- Y+ s1        7當(dāng)爐料溫度在達(dá)到600700(暗紅色)之前，應(yīng)使溫度升得較快，同時(shí)增加風(fēng)量使風(fēng)速較快地超過“最小風(fēng)速”，以免發(fā)生“低溫結(jié)焦”。料層溫度達(dá)到600700后，應(yīng)盡量使溫度平穩(wěn)地上升，

5、以免造成“高溫結(jié)焦”。當(dāng)料層溫度達(dá)到800850時(shí)，即將爐門關(guān)閉，并開動(dòng)給煤機(jī)按正常運(yùn)行送入給煤量，監(jiān)視燃燒情況，直至燃燒穩(wěn)定即告點(diǎn)火成功。7 B. b3 x$ q* h* . s0 s       三、沸騰爐的運(yùn)行調(diào)整操作7 U7 l( N2 h2 w8 _# b3 o1 y       要使沸騰爐能正常運(yùn)行，其關(guān)鍵在于正確調(diào)節(jié)沸騰層的送風(fēng)量，控制風(fēng)速、風(fēng)箱靜壓和沸騰層的溫度。1 V* 1   l; Y4 f+ ?       1送風(fēng)量的調(diào)節(jié) 

6、 要保持沸騰燃燒持續(xù)進(jìn)行，關(guān)鍵在于沸騰層風(fēng)速適當(dāng)。運(yùn)行時(shí)，送風(fēng)量控制在使料層所有煤粒都被吹動(dòng)的最小風(fēng)速(臨界速度)和煤粒開始被吹出沸騰層(帶出速度)之間，否則難以正常運(yùn)行。風(fēng)速過小，有可能使?fàn)t料結(jié)焦；風(fēng)速過大，將會(huì)增加排煙熱損失和固體未完全燃燒熱損失而降低鍋爐熱效率，再之，會(huì)使?fàn)t料不斷減少，料層減薄，降低料池蓄熱能力而破壞沸騰燃燒正常運(yùn)行。0 V, z( Q# b( l- c. D       2風(fēng)箱靜壓的調(diào)節(jié)沸騰段料層越厚阻力越大，送風(fēng)阻力增大，使送風(fēng)量下降而引起沸騰層風(fēng)速下降，影響沸騰燃燒正常運(yùn)行。料層過薄，容易出現(xiàn)“火口”和“溝流”，引起

7、沸騰層結(jié)焦而無法運(yùn)行下去。3 t* t0 t$ C6 R& ( O2 E       不同煤種的料層，因煤的密度不同，其阻力近似值見表66。( L# Z) N% R5 w, K# ) d       表66 每100mm料層阻力近似值4 y) L5 R$ H8 W5 : F" p  C煙煤   680730Pa. ?) j2 y$ W+ v6 J( 無煙煤 830880Pa! ' ; h/ e; i煤矸石 9801080Pa; k: ?! N: 6

8、V( L       運(yùn)行時(shí)注意觀察風(fēng)箱壓力計(jì)的壓力指示變化，隨時(shí)掌握沸騰層的情況，當(dāng)沸騰正常時(shí)，壓力計(jì)液面應(yīng)有輕微波動(dòng)，其波動(dòng)幅度約100帕(Pa)相當(dāng)于10毫米水柱(mmH2O)。若壓力計(jì)液面波動(dòng)緩慢且波動(dòng)幅度很大，可能是冷灰過多、沸騰層阻力過大。此時(shí)，應(yīng)從冷灰管放出一部分爐料和清除沉積在爐底的石塊和焦渣，以排除故障使沸騰工況恢復(fù)正常。4 9 |, I6 4 # C       3沸騰層溫度的調(diào)節(jié)  料層溫度一般應(yīng)比灰渣開始變形時(shí)的溫度低100150。料層溫度過高，容易結(jié)焦；溫度過低，又容易

9、滅火。& e" O& u5 R# 8 t       料層溫度發(fā)生波動(dòng)的主要原因是風(fēng)量和煤量發(fā)生變動(dòng)，如風(fēng)、煤配合不當(dāng)，給煤不均勻，都會(huì)使料層溫度發(fā)生變化。為使燃燒盡可能迅速和完全，最好將料層的溫度在允許的范圍內(nèi)盡量提高。燃燒煙煤時(shí)，料層溫度應(yīng)控制在850950；燃燒無煙煤時(shí)，料層溫度應(yīng)控制在9501050。燃燒煙煤時(shí)，當(dāng)控制風(fēng)量在“最小風(fēng)速”運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將料層溫度適當(dāng)降低，以防止結(jié)焦。煙煤著火溫度低，調(diào)節(jié)和控制比較方便。  A8 y1 d" p4 & _    

10、   燃燒無煙煤和煤矸石時(shí)，由于著火溫度高，所需要的燃燒時(shí)間又長，因此，若采用增減供煤量來調(diào)節(jié)爐溫的做法，很難控制爐溫，當(dāng)爐溫降到800以下時(shí)，還可能滅火或結(jié)焦，故對(duì)燃燒無煙煤的鍋爐，主要靠司爐人員精心操作，密切注視溫度儀表，發(fā)現(xiàn)爐溫下降時(shí)，應(yīng)立即加快給煤機(jī)轉(zhuǎn)速l2分鐘(min)后恢復(fù)原來轉(zhuǎn)速，等待23分鐘(min)看爐溫是否上升。若一次不行，可連續(xù)進(jìn)行幾次，但每次調(diào)節(jié)后都要等待一會(huì)兒看爐溫是否上升。一般采用這種方法調(diào)節(jié)，爐溫通常能很快上升。" n( K- J, D$ u. Y+ Q! u; W( W9 W0 b       四、料層

11、結(jié)焦的處理方法% a- 4 F3 x/ * Y+ O       1高溫結(jié)焦  由于給煤過多或在啟動(dòng)后料層太薄，可能使料層溫度急劇升高而引起高溫結(jié)焦。處理方法有以下兩種：' 6 X: K4 O- 2 H. N3 L- t)        (1)向風(fēng)箱送入飽和蒸汽，促使沸騰料層降低溫度。5 ?2 K7 Y" 2 h, W6 n       (2)采用大風(fēng)量給風(fēng)迫使料層降低溫度。此法對(duì)燃燒煙煤效果明顯，而對(duì)燃燒無煙煤則效果不好，有時(shí)反而會(huì)使?fàn)t

12、溫繼續(xù)升高。# q7 ,   $ L) q" ?* m% j       若采用加大風(fēng)量的方法時(shí)，要相應(yīng)開大引風(fēng)，以防止?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生正壓而向爐外噴火。3 V% Y/ G* + g       2低溫結(jié)焦的處理, N" n7 P. W9 s5 G0 z9 I       (1)對(duì)于小型沸騰爐，其布風(fēng)板面積較小，可用火鉤將劇烈燃燒的部分料層扒開，并將焦塊扒出爐外，再繼續(xù)啟動(dòng)。* B/ # k% R%      &#

13、160; (2)對(duì)于布風(fēng)板面積較大的沸騰爐，如出現(xiàn)火口，可在短時(shí)間內(nèi)加大風(fēng)量，以高風(fēng)速將劇烈燃燒的部分料層沖散，以避免相互粘結(jié)而惡化沸騰燃燒，促使料層溫度均勻升高。  v" n8 W% S' f+        五、沸騰爐的停爐操作0 j: V+ d9 K) E, ( 7 F7 _# z& _       1暫進(jìn)停爐(壓火停爐)的操作6 l/ i; Q& h$ P- e) M2 p" u$ q       (1)

14、停止給煤機(jī)，待料層溫度降低50時(shí)，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)門和鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)。操作時(shí)動(dòng)作要快，風(fēng)門要嚴(yán)，因此關(guān)閉風(fēng)機(jī)時(shí)必須關(guān)閉風(fēng)門。, O* d$ s4 8 % W+ t* f/ ?       (2)迅速將風(fēng)門擋板、看火孔門等關(guān)嚴(yán)，防止冷風(fēng)竄人爐膛而加速料層散熱溫度下降過快。壓火期間需控制料層溫度降低的速度。  w/ m- X3 V2 f$ M  i       (3)當(dāng)壓火時(shí)間過長時(shí)，燃用煙煤的料層溫度不應(yīng)低于700，燃用無煙煤的料層溫度不應(yīng)低于800，否則須啟動(dòng)一次，使料層溫度回升，然

15、后再進(jìn)行壓火。) b1 f! W& c& c, : l       2暫時(shí)停爐后的啟動(dòng)運(yùn)行的操作4 _- K" |' g$ R( Y8        (1)燃用煙煤時(shí)，料層溫度又在700以上；燃用無煙煤時(shí)，料層溫度又在800以上時(shí)，可直接啟動(dòng)運(yùn)行。% 5 ?6 1 F: A. u% m& I" t       (2)當(dāng)料層溫度較低，應(yīng)將料層中溫度低的表層用火耙扒出爐外，留下300500毫米(mm)厚的料層，開啟引風(fēng)機(jī)，然后用

16、小風(fēng)量吹動(dòng)，并加入適量煙煤屑引火，促使料層溫度升高，同時(shí)逐漸增加鼓風(fēng)量；當(dāng)達(dá)到能使料層全部吹動(dòng)沸騰的最小風(fēng)速時(shí)，料層溫度又高于800時(shí)，即可關(guān)閉爐門，開動(dòng)給煤機(jī)，過渡到正常運(yùn)行階段。. & H8 * k3 x% d       (3)若料層溫度保持較高，料層中沒有焦塊，可開啟引風(fēng)機(jī)，再開啟鼓風(fēng)機(jī)，直接將送風(fēng)量增加到略高于料層全部沸騰的最小風(fēng)速以上，再開動(dòng)給煤機(jī)，使?fàn)t溫迅速升高，逐漸達(dá)到正常運(yùn)行階段。2 G( $ w1 l4 ?% M! p7 h1 T;        3正常停爐的操作先停止給煤機(jī)，繼續(xù)鼓風(fēng)待

17、料層中的煤基本燒完，當(dāng)料層溫度降到700以下時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門、鼓風(fēng)機(jī)，最后關(guān)閉引風(fēng)機(jī)，使?fàn)t膛自然冷卻。沸騰燃燒3 N% b- g5 w+ H一、沸騰燃燒的特點(diǎn)- ?6 k1 T) ( D. F1 B0 W9 C根據(jù)國內(nèi)外試驗(yàn)研究的結(jié)果和運(yùn)行實(shí)踐，沸騰燃燒有其他燃燒方式所不具備的一系列特點(diǎn)。* G! S4 t+ L# ?* t) _( p. k1.幾乎能適應(yīng)各種不同品質(zhì)的煤; r' X" q1 s% ; l3 " o9 U1 B沸騰燃燒不僅適用于高水分褐煤、高灰分煙煤和揮發(fā)分低于5的無煙煤，而且在設(shè)計(jì)合理、調(diào)整恰當(dāng)?shù)那闆r下，能穩(wěn)定地燃用灰分70的煤矸石和石煤，以及油頁

18、巖等劣質(zhì)燃料。很多沸騰鍋爐所用的燃料是低位發(fā)熱值為4186kJkg左右的石煤、煤矸石和油頁巖，目前還有用沸騰爐燃燒焦屑和城市垃圾的。$ T, D; z0 N6 9 s2.燃燒效率高0 Y+ s+ U& p. e' X8 A沸騰爐爐內(nèi)煤炭和空氣混合強(qiáng)烈，燃燒得到有效地強(qiáng)化，可以在過量空氣系數(shù)較低的條件下完全燃燒，爐渣含碳量一般在3以下，燃燒效率高。) I" n! S1 R% B2 L0 i3.低污染物排放# q- F3 % I+ c1 x1 b% n' ) w沸騰燃燒通常是在較低溫度下(爐膛溫度僅為750950)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，NOx的生成量可減少50。若在燃料中

19、添加石灰石脫硫，燃料中所含硫分的95以上可以脫掉。沸騰爐的飛灰比較多，需要多級(jí)除塵，經(jīng)多級(jí)除塵后，也可把粉塵排放量控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。- i, ?0 ' R8 r* Q- H- _4 2 s4.沸騰層內(nèi)埋管受熱面吸熱強(qiáng)烈) t5 . V  E% Q2 Z; k沸騰爐一般都在沸騰層布置了埋管受熱面，埋管除從煙氣中吸收輻射熱和對(duì)流換熱外，還受熾熱物料撞擊的放熱，綜合傳熱系數(shù)可達(dá)233290W(m2·)。由于沸騰燃燒具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，不僅作為劣質(zhì)煤燃燒的有效方法受到重視，而且作為一種技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理和環(huán)境友好的煤炭燃燒方式受到極大關(guān)注。. ?0 r9 y;

20、 T1 e6 1 J+ w) 7 q二、沸騰燃燒的基本原理: x) 5 . V; N0 |6 z/ C9 I; P沸騰過程，或稱流態(tài)化過程，是指固體煤粒在氣體或液體作用下變成流化狀態(tài)的過程。流體通過固體煤粒床層后，隨著流體流速的不斷增加，床層的狀態(tài)將發(fā)生一系列變化。流速較低時(shí)，固體顆?；静粍?dòng)，這時(shí)床層稱為固定床；速度增大后顆粒就互相離開，并有少量顆粒在一定范圍內(nèi)振動(dòng)，這時(shí)床層稱為膨脹床；當(dāng)速度增加到全部顆粒懸浮在流體中，這時(shí)狀態(tài)稱為臨界流化狀態(tài)，此時(shí)流體的流速被稱為臨界速度。為了便于比較和計(jì)算，流體流速都按空截面來計(jì)算。進(jìn)入臨界流化狀態(tài)以后，就開始形成沸騰床燃燒過程。, t5 c! I3 e

21、! T  w5 O% M流體的速度再增加，床層進(jìn)一步膨脹，當(dāng)流速增加超過一定限度時(shí)，固體顆粒就被流體帶走，從沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣力輸送，這一流體流速稱為極限速度，只有在臨界速度和極限速度之間，床層才能保持穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，而沸騰爐的運(yùn)行風(fēng)速和燃燒率的調(diào)節(jié)也只能限于這一范圍內(nèi)。0 L3 S( I& x* T& m( r1 # c  u在結(jié)構(gòu)上，爐膛由沸騰層和懸浮段組成。沸騰層包括柱形垂直段和倒錐形擴(kuò)散段。沸騰層以上到爐膛出口是較高的懸浮段，其分界線為灰溢流口的中心線，中心線距布風(fēng)板高度一般在14001500mm。沸騰層中的溫度稱為床溫，一般在90

22、0左右，沸騰段內(nèi)布置一部分受熱面，稱為埋管受熱面。, 0 z) F; x$ E5 S& k8 T風(fēng)帽式爐排又稱布風(fēng)板，它起爐排和布風(fēng)的雙重作用，是沸騰爐的主要部件。布風(fēng)板為一塊鋼板或鑄鐵板，板上按等邊三角形或等腰三解形布置了很多孔。每個(gè)孔上都裝有一個(gè)風(fēng)帽，最常用的風(fēng)帽為蘑菇形風(fēng)帽。高壓風(fēng)從風(fēng)室經(jīng)布風(fēng)板上風(fēng)帽的側(cè)向小孔送出，與上升氣流呈交叉形式，通常小孔風(fēng)速控制在3545ms。風(fēng)帽小孔以下直至布風(fēng)板敷設(shè)一層耐火混凝土，以保護(hù)布風(fēng)板，布風(fēng)裝置的作用是均勻布風(fēng)和擾動(dòng)床料，風(fēng)室一般采用等壓風(fēng)室結(jié)構(gòu)，使各截面的上升速度相同，從而達(dá)到整個(gè)風(fēng)室配風(fēng)均勻，風(fēng)室內(nèi)的空氣流速一般控制在1.5ms以下。4

23、9 F' I- s  g這種沸騰爐也經(jīng)常被稱為鼓泡式全沸騰爐，主要是因?yàn)樵跉夤滔到y(tǒng)中，床層擾動(dòng)激烈，床內(nèi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)顆粒較少的氣泡和顆粒較多的乳化相，這種床層被稱為鼓泡流化床。) t# k6 b6 V" x$ ?6 k- s懸浮段的氣流速度較低，以利于較大顆粒盡量地自由沉降，落回沸騰層；同時(shí)也使在懸浮段燃燒的細(xì)粒延長停留時(shí)間。懸浮段的四周均可布置水冷壁，段內(nèi)溫度約700左右。然后，攜帶較多灰分的熱煙氣，離開爐膛，進(jìn)入對(duì)流受熱面。0 - z* F# e) |* e, s沸騰爐的燃燒效率較低，造成燃燒效率低的主要原因是飛灰多，而且飛灰中可燃物高，使固體不完全燃燒

24、損失過大。. r. u- Y# P8 I4 g0 & P+ i沸騰爐埋管磨損嚴(yán)重，特別是埋管的彎頭部分磨損更為嚴(yán)重。雖然曾采用多種方法加以減輕，但都沒能徹底防止，有些措施的采用，又會(huì)引起傳熱系的降低。& C9 Y5 j% R! c) - f/ S& v3 A沸騰爐排煙的粉塵量大，用石灰石脫硫，其利用率低，脫硫效果也較差，這是由于較細(xì)的石灰顆粒很容易被吹走，而較粗的顆粒在脫硫過程中由CaO變成CaSO4，其分子尺寸明顯增大，在其表面因形成CaSO4層而阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。. r4 c%   P' ! n% L最后，沸騰爐向大型化發(fā)展遇到困難。沸騰

25、爐每平方米面積可產(chǎn)生24th蒸汽，1臺(tái)200th的工業(yè)鍋爐需床面積80100m2。這樣大的床面積，使鍋爐布置、給煤均勻性等都復(fù)雜化。這些困難影響了沸騰爐的進(jìn)一步發(fā)展，取而代之的是性能更加優(yōu)異的新型流化床循環(huán)流化床。沸騰鍋爐* s) A# m7 I0 X, E# w5 O2 y4 U0 V* j+ F8 E沸騰鍋爐的工作原理是將破碎到一定粒度的煤末，用風(fēng)吹起，在爐膛的一定高度上成沸騰狀燃燒。煤在沸騰爐中的燃燒，既不是在爐排上進(jìn)行的，也不是像煤粉爐那樣懸浮在空間燃燒，而是在沸騰爐料床上進(jìn)行的。沸騰爐的突出優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)煤種適應(yīng)性廣，可燃燒煙煤、無煙煤、褐煤和煤矸石。它的另一個(gè)好處在于使燃料燃燒充分，從

26、而提高燃料的利用率。沸騰料層的平均溫度一般在850一1050，料層很厚，相當(dāng)于一個(gè)大蓄熱池，其中燃料僅占5左右，新加入的煤粒進(jìn)入料層  沸騰爐# ) m) * P& z! U/ j, v+ N5 G后就和溫度高幾十倍的灼熱顆粒混合，因此能很快燃燒，故可應(yīng)用煤矸石代替。生產(chǎn)實(shí)踐表明，利用含灰分高達(dá)70、發(fā)熱量僅754MJkg的煤矸石，鍋爐運(yùn)行正常40一50的熱可直接從床層接收。! O: H/ Q( _& " " 5 ( S. * b' O! N 工作原理+ Z$ d8 D/ n) s4 e固體燃料在爐內(nèi)被向上流動(dòng)的氣流托起，在一定的

27、高度范圍內(nèi)作上下翻滾運(yùn)動(dòng)，并以流態(tài)化(或稱沸騰)狀態(tài)進(jìn)行燃燒的爐膛，又稱流化床燃燒爐。沸騰燃燒方式也用于其他的爐窯中。沸騰燃燒方式的特點(diǎn)既不像在層燃爐中那樣將固體燃料靜止地放在爐排上燃燒；也不像在室燃爐中那樣將液體、氣體或磨成細(xì)粉狀的固體燃料懸浮在爐膛空間中燃燒，而是把固體燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在爐內(nèi)以類似沸騰的狀態(tài)燃燒。在中國，沸騰爐用煤的粒度一般為8毫米以下。- D- l% s! - h" v+ j編輯本段相關(guān)歷史2 R: M4 v! ( P" , Q$ z% ?固體物料流態(tài)化技術(shù)在1921年由德國的F.溫克勒爾提出，首先用在化學(xué)和冶金工業(yè)中。50年代開始，它被移植到鍋爐的燃燒領(lǐng)域，并獲得了發(fā)展。爐內(nèi)一般為常壓，稱為常壓沸騰爐。各國發(fā)展的沸騰爐各有不同。英國的沸騰爐主要燃用高熱值煙煤，目的在于縮小鍋爐體積。美國的沸騰爐燃用高硫分高熱值煙煤，目的在于減少排煙中 SOX和NOX等污染物質(zhì)。中國、捷克斯洛伐克和波蘭等國著重研究燃用劣質(zhì)燃料的沸騰爐。增壓沸騰