循环流化床冷态试验

时间:2024.3.15

循环流化床锅炉冷态特性试验

[摘要]:

进行锅炉冷态特性试验是为首次锅炉点火启动、热态安全运行提供必要的控制参数。同时为掌握锅炉及主要辅机系统的冷态工作特性,并为及时发现锅炉及辅机设备在制造及安装过程中存在的缺陷提供依据。通过采用有效措施解决试验中发现的问题,以确保锅炉冷态试验指导首次点火启动、热态安全运行的目的。

循环流化床锅炉冷态特性试验项目主要包括布风板阻力的测定、料层阻力的测定、床内料层沸腾均匀性的检查和沸腾临界风量的确定等。在冷态试验过程中的工作要细致,仪器设备要精确,记录的数据要准确无误。

[关键词]:循环流化床锅炉  冷态试验  布风板阻力  料层阻力  沸腾临界风量

    循环流化床作为近年来发展迅速的一种新兴炉型,它不同于煤粉炉,具有燃料适应性好,燃烧效率高等优点,目前在国内外广泛应用于电能、热能、化工和冶金等行业。但循环流化床锅炉在燃烧方面存在着特殊性,须在首次点火之前做冷态试验,为热态运行提供有利数据。

1  布风板阻力的测定

布风板阻力是指布风板上不铺料层时的阻力。要使空气按设计要求通过布风板,形成稳定的流化床层,要求布风板具有一定的阻力。布风板阻力由风室进口端的局部阻力、风帽通道阻力及风帽小孔局部阻力组成。在一般情况下,三者中以小孔局部阻力为最大,而其它二项阻力之和仅占布风板阻力的几十分之一,因而布风板的阻力ΔP可由下式计算:

                        (N/m2)                                      (1)

式中:r :气体重度(N/m3);

w :小孔风速(m/s);

ξ :风帽阻力系数

一般冷态下风帽小孔风速取25~35m/s,在热态运行时,由于气体体积膨胀,使风帽小孔风的风速增大,但气体重度减小,两者影响总的结果,使布风板阻力热态比冷态增大。因此,在热态运行时一定考虑热风温度对风帽小孔风速及气体重度影响引起的布风板阻力修正。测定时,首先将所有炉门关闭,并将所有排渣管、放灰管关闭严密。启动鼓风机后,逐渐开大风门,缓慢地、平滑地增大风量,并且记录风量和风室静压的数据调整引风机开度,使炉膛内保持零压。一般每次增加500~1000m3 风量记录一次,一直加大到最大风量,然后再从最大风量逐渐减小,并记录相对应的风量和风压,用上行和下行的数据,并绘出空板阻力特性曲线,以备运行时估算料层的厚度。

对有主、付床结构的由于风帽和风室结构不同,应分别测定主、付床布风阻力。

2  料层阻力的测定

测定料层阻力是在布风板上铺放一定厚度的料层,象测定布风板阻力方法一样,测定不同风量的风室静压。以后每改变一次料层厚度(从300mm到700mm,每隔100mm做一次)则做一次风量——风室静压关系的测定。风室静压等于布风板阻力与料层阻力的总和,料层阻力 = 风室静压 - 布风板阻力(相同风量之下)。根据上述两个试验测定结果就可得到不同料层厚度下阻力和风量间的关系,绘制成料层阻力——风量关系曲线。

大量数据表明,在流化状态下料层阻力与流化床物料的重量有如下关系:流化床的阻力同单位面积布风板上的流化层物料的重量与流体浮力之差大致相等。即:

                  (2)

式中:ΔP :流化床层的阻力(N/m2);

G :流化床层中炉料的重量(N);

h f : 流化床层高度(m);

Fb :流化床层面积(m2);

r l、r k :炉料真实重度与空气重度(N/m3);

    ε:流化床层平均空隙率

由于r k<r l,计算时可忽略r k的影响,故,通过试验进一

步简化,采用未流化前固定床炉料的堆积重度来表示:则              

                                                            (3)

式中:h d :静止料层高度(m);

      r d  :料层堆积重度(N/m3);

      A  :由煤种决定的比例系数

各煤种的A值见下表:

当静止料层厚度hd>0.3m后,计算结果和试验数据很接近。从上式看出料层阻力与静止料层厚度成正比例关系,料层越厚,阻力越大。为简化可以用下表通过料层阻力来估算料层厚度。

下表为料层阻力近似值

3  床内料层沸腾均匀性的检查

测定时在床面上铺上颗粒为8mm以下的灰渣,铺料厚度约300~500mm,以能流化起来为准,沸腾均匀性可用两种方法检查。一种是开启鼓风机,缓慢调节风门,观察料层是否平坦,如果很平坦,说明布风均匀,如果料层表面高低不平,高处表明风量小,反之,低处表明风量大,应该停止试验,检查原因及时予以消除;另一种方法是当料层沸腾起来后,用较长的火耙对床内炉料来回耙动,如手感阻力较小,说明料层沸腾良好,布风均匀,反之,则布风不均匀或风帽有堵塞,阻力小的地方畅通,阻力大的地方有堵塞现象。

4  确定沸腾临界风量

确定沸腾临界风量,用以估算热态运行时的最低风量,这是限制循环流化床锅炉低负荷运行时的风量下限,即低于该风量就可能结焦。最低运行风量一般与床料颗粒度大小、重度及料层堆积度孔隙率有关,具体可通过冷态试验确定。

一般对于风帽式的布风板,对0~8mm炉料的鼓泡床和低携带率的循环床,冷态(20℃)空截面速度为0.7~1.0m/s,运行速度低于0.7m/s,就可能会引起局部流化不好的现象是不可取的。

对于凹形布风板的低携带率循环床或鼓泡床,由于四周的床面是倾斜的,料层厚度高于四周的料层的厚度,因此,在风帽布置的间距大小和数量是有区分的,中间地区风帽布置要比四周密。在中间地区速度仍按0.7~1.0m/s控制,而四周地区速度在0.4~0.7m/s,这种布置形式平均空截面速度仅为0.5~0.8m/s,也能达到良好沸腾。并且由于气流速度的差异在床内会形成局部地区内物料的循环,然而又有利于提高燃烧效率,减小磨损。

5          结论

冷态试验是循环流化床锅炉调试的一个重要环节,其中包括布风板阻力的测定、料层阻力的测定、床内料层沸腾均匀性的检查和沸腾临界风量的确定等项目。通过冷态试验可在点火投料之前发现燃烧系统存在的问题,予以及时消除,防止运行结焦等故障发生。还需特别指出的是,即使是同类型循环流化床锅炉,在点火投料之前也应做冷态试验,因为每台炉的数据不完全相同。

参考文献

1 岑可法,倪明江,骆仲泱等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M] .北京,中国电力出版社,2008:589~593

作  者  简  介

苏龙嘎,女,蒙古族,1982年4月出生于内蒙古阿拉善盟左旗。20##年9月一20##年7月就读于内蒙古农业大学机电工程学院农业机械化及其自动化专业,获工学学士学位;20##年8月到锡林郭勒职业学院从事机电方面的教学工作;20##年3月—20##年12月就读于内蒙古农业大学机电工程学院农业机械化专业,获农业推广硕士专业学位,正在不断学习进步中。


第二篇:220th循环流化床锅炉冷态试验方案


220t/h循环流化床锅炉冷态试验方案

1. 试验目的

1.1检查锅炉烟风系统的设计安装及其主要辅机是否存在问题;

1.2了解锅炉一、二次风特性,测试流化床临界流化风量、返料器特性等,为流化床锅炉启动及运行提供依据和参数。

2. 编制依据

2.1《电站锅炉性能试验规程》GB10184-88

2.2《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》(电力工业部,19xx年版)

2.3《火电工程启动调试工作规程》(电力工业部,19xx年版)

2.4《火电工程调整试运质量检验及评定标准》(电力工业部,

19xx年版)

2.5 武所屯电厂《锅炉运行规程》

2.6《电业安全工作规程》(热力机械部分)

2.7制造和设计部门图纸、设备安装及使用说明书等

3. 试验项目

3.1一次风侧各测风元件标定;

3.2二次风侧各测风元件标定;

3.3核实引、一次、二次、高压风机的风量和风压,是否满足流化床锅炉的需要,检查烟风系统有无泄漏;

3.4测定布风板阻力和料层阻力,绘制布风板阻力和料层阻力随风量(或风速)变化的特性曲线,确定各料层厚度下的冷态临界流化风量;

3.5检查布风装置布风均匀性;

3.6最小返料风压(或风量)试验;

4. 试验应具备的条件

4.1锅炉本体、烟风系统安装结束,并通过验收合格;

4.2一次风机、二次风机、高压风机和引风机等联合试运转合格;

4.3烟风系统的伺服机构能准确投用,开关方向正确,风门开度应做到内外一致,就地和表盘一致。手动门应开关灵活、方便;

4.4烟风系统无漏风,内部杂物清理完毕;

4.5冷态试验所需要的测点全部安装完毕,测速元件加工完毕并验收合格;

4.6与锅炉烟风系统有关的热工表计全部投用并指示正确;

4.7测点处无固定平台或扶梯者,应按试验要求搭设牢固的脚手架,各测点处应有足够的照明;

4.8试验所用仪器、材料、工具等准备完毕。

5. 试验方法和步骤

5.1烟风系统风门动态检查

试验前对系统内所有风门(一、二次风机、引风机入口风门、二次热风门、下一次风、播煤风门、启动燃烧器的配风门等)开关程序及灵活性、开关方向、远操的准确性和可靠性进行检查核对,不一致或存在缺陷,由施工单位进行消缺处理。控制台显示器上的各温度、风压、风量等应能够可靠投入。

5.2风量测量和测速元件标定

按顺序依次启动J阀风机、引风机、二次风机、一次风机、增压风机和石灰石风机,调整炉膛负压维持在-20~-30Pa。

5.2.1一次风测速元件标定

控制一次风机风量在三个工况下依次进行试验。同时调节引风机挡板,使炉膛负压保持在-20~-30Pa,测量相关的一次风道动压、静压,同时测量测速元件差压值,表盘显示值。

5.2.3二次风测速元件标定

全开二次风热风门,控制二次风机风量在三个工况下依次进行试验。炉膛负压保持在-20~-30Pa,用皮托管测量相关的二次风道动压、静压,同时测量测速元件差压值,表盘显示值。

5.2.2 返料风标定试验

调节高压风机,选三个工况用皮托管测量返料风道动压、静压,同时测量测速元件差压值。

5.3空床阻力特性试验

空床阻力特性的测定结合一次风量标定试验同时进行。试验时平滑的改变送风量,同时调整引风,使床面处负压保持为0。对应每个送风量,从风室静压计上读出当时的风室压力,一直做到一次风机风门全开(或全关)。每次读数时,都要记录风量和风室静压。

5.4返料器阻力特性试验

在布风板阻力特性试验测定的同时进行返料器阻力特性测试,从返料风阀门全关直至返料风阀门全开,选不同工况下记录返料风室压力、流量等;再逆向降低返料风量进行试验直至转速为零。

5.5料层厚度与床压关系试验

试验前用粒径为1mm以下的石英砂密封返料口,以防空气短路。然后将床料在床面上铺至500mm厚。

试验要求床料的粒径尺寸控制在0~8mm以内,平均粒径为0.8-1.5mm。试验在800mm、650mm、500mm三个厚度下进行,试验时投入引风机和一次风机,控制风量在设计运行风量,记录床压值。

5.6 临界流化风量试验

在床料厚度为800mm、650mm、500mm下测量临界流化风量,每个厚度在一次风机额定风量的20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%等工况下进行试验,并且控制炉膛负压在-20~-30Pa。每个工况稳定1分钟后进行测量和抄表。 当500mm料层阻力试验结束后,从人孔门补渣直至料层厚度为650mm进行试验。同样方式进行800mm厚度试验。

5.7 返料风最小风量试验

在炉膛内流化床上铺有大于点火时料层厚度的炉料,启动引风机、一次风机、高压风机,维持炉膛负压,打开炉膛人孔门,通过观察返料口处有无细灰下落判断是否返料。开大风门增大J阀风机风量风压,观察细灰的下落,如果细灰下落,则表明此时返料器开始返料,如果无细灰下落,则表明返料风室风压不够,此时应继续加大高压风量,直到返料口有细灰下落为止,此时记下返料器开始返料的高压风机转速值,正常运行中高压风机转速应不低于此值。

5.8 流化质量试验

在500mm料层厚度下,慢慢加大一次风量,使床料充分流化起来,经2~3分钟后,迅速停止一次风机、引风机并迅速关闭一次风机、引风机入口挡板,然后观察料层厚度的分布情况。若料层在整个布风板上分布平整,无凹陷和突起,可认为布风无明显不均匀。

6.试验记录项目

6.1风量标定过程中记录标准皮托管测试的每点动压、测量元件差压以及各风机电流、开度、风压等;

6.2 料层试验记录各工况下的炉膛各有关压力;

6.3 记录试验各工况下的风机挡板开度。

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