21t/h中温中压CFB污泥焚烧锅炉爆燃问题分析与措施
1. 我厂锅炉概述及燃料特性
1.1 本设备为21t/h中温中压一般废弃物焚烧炉,采用了近年发展起来的先进的循环流化床燃烧新技术和同类型锅炉运行的经验,精心设计的设备。
本体由燃烧设备、给料装置、床下天然气点火装置、分离和返料装置、水冷系统、过热器、对流管束、省煤器、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙等组成。
1.2 焚烧炉参数
1.3 设计燃料
2. 焚烧炉燃料爆燃的原因
3. 爆燃的危害
4. 爆燃因素分析
4.1 设备因素
料仓断料、棚料,给料量不受控制,或大或小;
炉前给料机卡死、故障等出现时,易造成给料中断或给料不均匀;给料机单边运行,使单台给料机负荷增加,燃料会压得更密实,料口堆积燃料的概率增加,引起燃料爆燃。
4.2 燃料因素的影响
入炉污泥设计水分为30%,低位发热量600-1600kcal/kg左右,当污泥含水率大于40%或成稀泥时候,低位发热量降低,污泥进入炉膛很难燃烧,必须和生物质燃料混烧才能持续运行。生物质燃料设计水分为20%以内,燃料的低位发热量在2300kcal/kg左右。这种水分含量及发热量的燃料,表现有较好的松散度,在炉前给料机中,阻力会小些,燃料不会被挤压得很密实。进入炉膛后,燃料在流化风的作用下,容易松散与着火。但实际燃料的水分大大超过设计值。燃料水分增加需要更多的热量来蒸发,降低了床温,密相区的燃烧减弱,易在炉床堆积燃料引发爆燃。运行表明,在燃料设计水分附近的燃料,爆燃现象很少发生。但当燃料水分上升到40%以上时,炉膛压力超过300Pa的爆燃现象增加很多。
不恰当运行方式主要有:
(1)锅炉给料管设计直径较大,燃料顺畅时,进料量非常大,难以发现,出现了氧量严重不足的时候,仍然往炉内大量进燃料,容易产生爆燃。
(2)床温不高或床温下降严重的时候,天然气助燃投用较晚,仍往炉膛大量进燃料,容易产生爆燃。
(3)炉前给料机故障或堵塞后,锅炉不减负荷,依靠单侧给料机加大进料量,造成炉膛热负荷不均,容易产生爆燃。
(4)补充床料时,造成床料大量随燃料落入炉膛,压住燃料,使其不能及时均匀燃烧,容易产生爆燃。
(5)当锅炉在较高的负荷时保护动作MFT后, 炉膛内会有很多未燃尽的燃料。这些燃料在炉内高温下会析出大量挥发份,如果操作不正确,未让这些挥发份安全排出便启动一次风机点火,极有可能引燃挥发份,并使剩余燃料迅速着火,产生爆炸。
(6)锅炉水冷壁泄露或爆管。
(7)启停天然气时,切断或启动负荷过大。
(8)返料器运行不正常,大量返料进入炉膛时。
(9)生物质加污泥掺烧时,污泥燃点颗粒度又和生物质特性不一样,一定要防止大量污泥瞬时加入炉膛,造成爆燃。
5. 预防措施
1. 运行人员上岗前,要经严格的培训,熟悉系统和设备,掌握运行规程;在同类型生物质锅炉经过实际操作训练,能根据燃烧状况及时进行燃烧调整;当出现炉膛爆燃的征兆时,会及时作出判断并采取正确的调整措施,防止爆燃进一步扩大。
运行人员在工作中,要注意力集中监盘,发现DCS上主要参数变化要有调节手段和预想。主值和现场人员沟通及时和方便。
2. 收集生物质锅炉试运期间出现的各种问题,特别是对于炉膛爆燃这种严重危及安全的现象,要认真分析和总结。在锅炉点火启动,应对运行人员进行详细交底;在锅炉启动试运期间,必须认真观察运行工况,对炉膛爆燃的预兆做出正确判断,及时正确地指导运行人员调整燃烧工况。
3. 对炉前料仓进行改造,如加装活化器及振动器,防止料仓棚料。给料机加装摄像头,确保设备安全可靠,尽避免经常断料或使设备单边运行。
4. 正常运行应采用2个进料口均匀进料。出现设备故障或堵料时,应相应降低锅炉负荷,不要把全部燃料量转移到其它设备上,防止又出现堵塞,增加 爆燃几率。
5. 现场人员要随时监视给料情况,出现棚料堵料时,要及时汇报主值,并进行疏通。
6. 尽量保证燃料的水分及热值在合理的范围内,燃料不霉变、腐烂和发酵。
7. 在锅炉冷态启动时,床温达到550℃以上,采用脉冲法进行投料,提高安全系数。床温到700℃以上时可以稳定持续给料。
8. 再退出天然气燃烧器时,锅炉要运行稳定,锅炉料层差压要适中。退出时要逐步把火焰减小到小火,此时的助燃风量最小,才能安全把燃烧器停下,避免风量大幅度波动引起正压现象。
9. 锅炉出现爆燃现象时,首先要切断燃料。可采用联锁直接关闭给料气动插板阀或二级给料。
6. 总结
由于污泥燃料加助燃的中药渣或生物质的特性,非常不利于燃料着火及稳定燃烧。针对设备缺陷进行改造,运行人员进行实际操作锻炼和培训。通过对锅炉爆燃现象分析和总结学习,采取正确的应对和调整措施,一定要杜绝锅炉爆燃事故发生。
供稿人:宁波格林兰生物质能源开发有限公司 张民强