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运维电力苏丹吉利4电站锅炉燃烧石油焦安全运行技术研究
发布时间:2013-04-16 14:36:17

     苏丹吉利4电站2*55MW机组项目是由北京CMEC总承包,锅炉是由东方锅炉股份有限公司生产制造,属于单炉膛,单汽包、无中间再热、自然循环、平衡通风、半露天布置的高温高压CFB锅炉,设计100%全燃石油焦。
     石油焦是苏丹中石化喀土穆炼油厂的副产品,其主要特点是挥发份低、含硫量低、含碳量高、热值高,易破碎,基本无灰分,含有钒、镍等重金属和钾、钠等碱金属,多孔隙结构,属海绵焦。其主要成份如下表:

     针对石油焦以上成分含量的特点,试运中我们特别注意做到了以下几个方面的准备和运行调整,从而保证了此次全燃石油焦的顺利成功:

     第一,启动床底料的配制。CFB锅炉对床料的配置要求是很高的,因为它是点火过程中的重要环节,预热时间、给焦时机等操作都是以此为依据的,底料不同,操作方式就不同,一般床底料是根据不同燃料的发热量,按一定比例的燃料与炉渣配制而成,并且,床底料的大小及均匀性直接影响点火的难易、成败和经济性的好坏。而在苏丹,我们只有选用河砂这种惰性物质来做床底料,并且河砂的筛选规格严格控制在了1mm以下,另外,颗粒也做到了大小分布适当,既有小颗粒(小于0.3mm)作为初期的点火源,又有大颗粒(大于0.6mm)作为后期维持床温以及作为维持循环物料之用。

     第二,认真做好流化试验,维持合适的静止床料层高度。在开始往炉膛加床底料之前,彻底的对锅炉进行了检查,认真做好布风板空床阻力试验,记录不同风量下的空床阻力值,以便运行中根据床压的变化来估算料层厚度。做流化试验时,特别注意了边角等处的流化情况,记录下维持床底料微流化以及全部流化时的总风量,送风机电流,挡板开度等数据,作为我们开始点火以及正常燃烧时的参考值。此次我们的料层厚度控制在550~600mm,完全流化时的风量为70000m3/h,料层差压7.5Kpa。
 
     第三,合理搭配床下和床上油枪,保证投焦温度。为了保证床温达到投焦温度点(560℃以上),我们连续运行床下两只油枪,床上两只油枪来保持投焦床温。之后,开始投焦,第一次先启动一台给焦机进行5分钟,20%的给焦量(2t/h),之后停止给焦,此时床温是先降后升的,床温大约能增加20℃,氧量由15%下降至13%,维持10分钟左右,等到床温有下降、氧量又开始上升时,再进行第二次的投焦,时间为10分钟,保持给焦量不变,静待20分钟,床温明显上升增加40℃左右,之后再进行第三次投焦,时间延长15分钟,静待床温继续增加,氧量减小,观察这一趋势,直至完全运行一台给焦机。这样,就建立起一台给焦机给焦量与床温上升和氧量下降的一个动态的平衡关系,稳定床温后,可撤出床上一只油枪的运行。同样的方法,增加其它给焦机运行,撤出床上第二只油枪以及床下的两只油枪运行,此后,维持床温800~850℃,氧量8%左右。在此燃烧过程中要注意配风、给焦和停油枪之间的切换,注意监视炉膛出口含氧量的变化,因为它的变化比床温更能及时准确地反映点火过程中以及正常运行中床内燃烧温度的实际情况。完全燃烧石油焦时一次风量提至8万左右。

     第四,保持合理的床层流化质量和床料,维持较高的床压。河砂作为床底料较之平常的煤渣作为床底料不同,河砂的比热不,吸热放热速度快,给焦量稍有变化就会造成床温波动。运行中床压波动很大,这就要求我们正确地判断,及时地调整给砂量和适时的调整给焦量,从而保证床压波动(8kPa)在一定的较高范围内稳定,避免床料因流化质量不好而造成低温或者是高温结焦。

     第五, 运行中合理调整,防止石油焦的结焦。由于石油焦和砂混合后生成一种共熔物的灰熔点较低,在燃烧过程中,非常容易结焦,特别是在点火初期,当添加一定量的石油焦进入炉膛后,注意观察,静待其完全燃烧后,才能进行第二次或者是第三次的投焦,否则,极易造成石油焦在炉膛内的积聚,从而造成其爆燃,这是在锅炉点火初期需要特别要注意的。正常运行中,严格控制床温不超过920℃,注意炉内的总风量和焦量的合理配比,维持炉膛负压在-100Pa以内。增负荷时,一定要先加风后加焦,减负荷时,先减风后减焦,保持锅炉燃烧稳定,防止炉内石油焦爆燃和结焦。

     综上几点,石油焦作为CFB锅炉发电的燃料,在其全燃烧过程中,是能够充分燃烧,完全燃尽的,同时也能够满足锅炉基本出力的。

     吉里四电站锅炉是苏丹的首台循环流床锅炉,也是非洲第一台燃石油焦循环流化床锅炉。针对石油焦这一炼油行业中的副产品,在非洲许多国家,产油量大,但其它工业落后,石油焦没有得到合理的应用,有的甚至堆积如山成了环境污染的废弃物,西北发电这一技术的成功在非洲有很广阔的市场前场,值得以后大力推广。

 

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