生物質(zhì)鍋爐給料系統(tǒng)堵料問題分析及對策

1、<p>　　生物質(zhì)鍋爐給料系統(tǒng)堵料問題分析及對策</p><p>　　摘要：分析了生物質(zhì)鍋爐給料系統(tǒng)熱態(tài)調(diào)試階段堵料原因，并從機務(wù)、控制等方面著手給出了相應的處理方法，保證了調(diào)試工作的順利進行，也為同類生物質(zhì)鍋爐調(diào)試運行提供了參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；上料系統(tǒng)；堵料；停爐 </p><p>　　中圖分類號：TK223 文獻標識碼： A

2、</p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　隆回縣凱迪綠色能源開發(fā)有限公司1×30MW機組配套鍋爐為凱迪自主研發(fā)的120t/h的高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐，型號為KG120-540/13.34-FSWZ1。爐前給料系統(tǒng)設(shè)備由江蘇朝陽液壓機械集團有限公司制造。在凱迪同類型電廠調(diào)試過程中，由于爐前給料系統(tǒng)設(shè)計不夠完善，燃料加工質(zhì)量不符合要求，

3、以及燃料低位發(fā)熱量低、潮濕和纏繞性強等原因，使爐前給料系統(tǒng)在熱態(tài)調(diào)試期間經(jīng)常出現(xiàn)卡、堵料，在堵料嚴重時，變頻器過力矩保護動作跳螺旋給料機，造成鍋爐運行不穩(wěn)定、嚴重時需要停爐處理。在調(diào)試過程中對爐前給料系統(tǒng)進行技術(shù)攻關(guān)和改造，現(xiàn)堵料停爐的問題基本解決，保證了熱態(tài)調(diào)試的順利進行。 </p><p><b>　　1.概述 </b></p><p>　　給料系統(tǒng)采用爐前給料，

4、是一種全新的設(shè)計，采用無爐前料倉加料塞式給料方式，燃料由兩條皮帶直接運至爐前分料機，經(jīng)2個分料螺旋后進入4臺雙螺旋給料機，再由雙螺旋給料機送入鍋爐的四個給料口。每條皮帶對應兩臺給料機，四臺雙螺旋給料機的給料量能滿足BMCR工況時消耗燃料量的132%的需要。詳見圖1所示，在給料螺旋后端有一段約1100mm的料塞段。 </p><p>　　爐前給料機采用變頻調(diào)速,變頻器采用施耐德產(chǎn)品，能接受DCS指令，并具有轉(zhuǎn)速和電

5、流信號反饋至DCS，為保護設(shè)備安全，在堵料嚴重時，變頻器過力矩保護動作跳機，然后，就地控制爐前給料機能反轉(zhuǎn)，以松動燃料。 </p><p>　　2.問題的分析和判斷 </p><p>　　爐前給料機堵料主要是在料塞位置，當料塞形成后，燃料不能順利從給料槽進入爐膛，而在料塞處結(jié)團，越積越緊，從而導致螺旋給料機力矩保護動作跳閘。而現(xiàn)場給料機未設(shè)計捅料孔，給料機堵料跳閘后，只能停爐后打開給料機頂

6、蓋人工清料處理。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)造成爐前給料機堵料并可能導致停爐的主要原因分析如下： </p><p>　　2.1 燃料品質(zhì)達不到設(shè)計要求 </p><p>　　根據(jù)鍋爐設(shè)計燃料和校核燃料成分見下表： </p><p>　　種類 設(shè)計燃料 校核燃料1 校核燃料2 </p><p>　　項目 名稱 符號 單位 </p><p

7、>　　工業(yè)分析 揮發(fā)份 Vdaf % 81.37 85.6 77.1 </p><p>　　灰分 Aar % 7.30 3.408 9.52 </p><p>　　水分 Mar % 28.69 40.8 19.83 </p><p>　　元素分析 收到基碳 Car % 30.23 27.87 32.80 </p><p>　　收到基氫

8、Har % 4.29 3.69 4.88 </p><p>　　收到基氧 Oar % 28.8 23.36 32.51 </p><p>　　收到基氮 Nar % 0.64 0.84 0.44 </p><p>　　收到基硫 Sar % 0.052 0.048 0.056 </p><p>　　合計 tot % 100 100 100 <

9、;/p><p>　　低位發(fā)熱值 Qar.net MJ/kg 10.692 9.54 11.82 </p><p>　　Kcal/kg 2554 2280 2823.4 </p><p>　　現(xiàn)場到貨的燃料來源種類較多，主要有：稻殼、杉木邊角料、秸稈、建筑模板、碎木料和已發(fā)酵雜料等，現(xiàn)對料場不同種類燃料進行檢驗，并對用于熱態(tài)調(diào)試的混合料進行綜合分析；結(jié)果發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)場混合料含

10、水量近60%，低位發(fā)熱量不到2000Kcal/kg；而設(shè)計燃料水分為28.69%，低位發(fā)熱量為2554 Kcal/kg?，F(xiàn)場燃料品質(zhì)低于設(shè)計要求。在調(diào)試過程中，當燃料品質(zhì)變差時，堵料頻率將大幅提高。 圖二：現(xiàn)場堆積的燃料 </p><p>　　2.2 給料機設(shè)計不合理 </p><p>　　料塞段長度原設(shè)計長度為1100mm，根據(jù)已調(diào)試完成的同類電廠的運行經(jīng)驗，在試運過程中該段經(jīng)常發(fā)生堵料

11、，即使是品質(zhì)較高的谷殼、木屑等燃料亦堵；而現(xiàn)場到貨的燃料水分大，雜物多，發(fā)熱量低，在投料試運過程中，經(jīng)常在料塞處發(fā)生堵料；在清理堵料時，必須在停爐壓火后打開料塞管上部的鉸鏈式密封門進行人工清理，由于料塞特別緊，清理時間一般需要8~10小時，嚴重影響了調(diào)試進度。 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)與業(yè)主、廠家等各方共同分析，并對松滋、雙峰等同類型機組進行考察，一致認為給料機料塞長度設(shè)計過長是導致堵料的主要原

12、因。 </p><p>　　2.3過力矩保護設(shè)定值過大 </p><p>　　在爐前給料系統(tǒng)調(diào)試過程中，雖然對給料機本身進行了改造及優(yōu)化，但堵料問題仍然無法完全避免。當堵料發(fā)生時，螺旋給料機負載增加，DCS畫面上電流突然增大，就地由于料塞處堵死，而電機力矩保護未馬上動作，螺旋繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使料塞越來越緊，并是設(shè)備發(fā)生劇烈的振動，對設(shè)備本身特別是給料機軸承有較大損傷。 </p>&

13、lt;p>　　經(jīng)查螺旋給料機變頻器默認電機保護力矩為300%，在開始發(fā)生輕微堵料電機電流指示增加至力矩保護動作，一般需要3~5分鐘，而根據(jù)運行經(jīng)驗，運行人員很難發(fā)現(xiàn)電流變化并做出相應的操作；而當保護動作而跳給料機時，就地給料機已經(jīng)劇烈振動1~2分鐘，而且料塞特別緊，必須在壓火后開料塞管上部密封門進行清理。 </p><p>　　因此，電機保護力矩設(shè)定值過大，間接損傷了設(shè)備，并影響了調(diào)試進度，需要進行修改。既

14、要保證料塞能正常形成，是給料機不會經(jīng)常性跳閘；又要保證在設(shè)備發(fā)生劇烈振動前跳閘，且料塞不能過緊，在跳閘后可通過捅料孔將料塞捅通，而不需要停爐處理。 </p><p>　　3.改進方案及實施 </p><p>　　針對爐前給料系統(tǒng)堵料原因的分析和判斷，我們在調(diào)試過程中從運行操作、管理、設(shè)備改造等方面采取了切實可能的對策，并取得了較好的效果；具體如下： </p><p>

15、;　　3.1根據(jù)燃料情況調(diào)整燃燒 </p><p>　　燃料品質(zhì)主要受生物質(zhì)燃料來源及季節(jié)等客觀因素影響，現(xiàn)場無法控制，燃料品質(zhì)難以達到設(shè)計要求，根據(jù)現(xiàn)場料場儲料情況采取以下措施： </p><p>　　1）要求電廠化驗人員提供及時準確的燃料成份報告； </p><p>　　2）盡量使用混合料，保持燃料成分相對穩(wěn)定； </p><p>　　3

16、）根據(jù)燃料分析報告，當工業(yè)分析成分達到設(shè)計要求時，可逐漸提高鍋爐運行參數(shù)，當燃料水分高于50%，或低位發(fā)熱值低于設(shè)計值較多時，應采取控制燃料的加入量，增加撥料風量，加強爐前給料機力矩參數(shù)監(jiān)控等措施，防止堵料。 </p><p>　　3.2改造爐前螺旋給料機 </p><p>　　根據(jù)分析及判斷，確認料塞長度過長時引起堵料的主要原因，開采取加長螺旋給料機螺旋長度進而縮短料塞長度；而當料塞長度

17、減少后，將降低原設(shè)計料塞防止回火的功能；進而采取了在回火擋板處增加重錘，及上下限位的措施，具體入下： </p><p>　　1）加長螺旋給料機螺旋300mm，料塞長度由1100mm改至800mm； </p><p>　　2）在螺旋給料機料塞位置左右兩側(cè)分別開一個200×100mm的捅料孔； </p><p>　　3）螺旋給料機出口料塞蓋板增加重錘，并加上下

18、限位。 </p><p>　　圖三：螺旋給料機改造圖 </p><p>　　經(jīng)上述改造，螺旋給料機基本適應了隆回項目所到燃料的特性；既可以保證料塞能正常形成，防止回火，又能保證正常運行時料塞不至于太緊，在萬一發(fā)生堵料的情況下，可以通過捅料孔在不停爐的情況下進行疏通。 </p><p>　　3.3 爐前螺旋給料機入口氣動閘板門邏輯修改： </p><

19、;p>　　爐前螺旋給料機入口氣動閘板門設(shè)計邏輯為：當爐前螺旋給料機出口溫度≥120℃時，聯(lián)鎖自動關(guān)閉。 </p><p>　　綜合考慮對螺旋給料機改造后，料塞長度由1100mm變更為800mm，實際料塞長度減少了300mm，為杜絕因螺旋給料機的料塞蓋板在鍋爐運行中不能完全鎖死，高溫煙氣從蓋板處反竄而導致的火災隱患，經(jīng)與業(yè)主協(xié)商，對爐前螺旋給料機入口氣動閘板門邏輯進行了修改如下： </p>&l

20、t;p>　　3.3.1 爐前螺旋給料機入口氣動閘板門自動關(guān)閉條件：（或邏輯） </p><p>　　爐前螺旋給料機出口溫度≥120℃； </p><p>　　爐前螺旋給料機停止。 </p><p>　　3.3.2 爐前螺旋給料機入口氣動閘板門保護關(guān)閉條件： </p><p><b>　　鍋爐MFT信號。 </b>&

21、lt;/p><p>　　經(jīng)邏輯修改，有效的保證了在鍋爐運行過程中發(fā)生爆燃及設(shè)備事故時，螺旋給料機入口氣動閘板門能夠及時關(guān)閉，從而避免了皮帶燒毀、人身傷害等火災事故。 </p><p>　　3.4 根據(jù)現(xiàn)場情況修改變頻器力矩保護參數(shù) </p><p>　　由于變頻器力矩保護參數(shù)已設(shè)定默認值為300%，且現(xiàn)場無法修改，為確定合適的力矩保護參數(shù)，我們分以下三步來實現(xiàn)： <

22、;/p><p>　　第一步：根據(jù)現(xiàn)場情況，要求廠家對變頻器二次控制部分線路進行修改，從而達到可在變頻器上現(xiàn)場修改力矩參數(shù)的目的。 </p><p>　　圖四：變頻器二次控制部分修改圖 </p><p>　　第二步：原來的電流信號改成力矩信號送至集控室畫面，已便于運行人員監(jiān)視。 </p><p>　　第三步：確定現(xiàn)場燃料適用的變頻器力矩保護參數(shù)為8

23、0%，確定過程如下： </p><p>　　經(jīng)變頻器力矩保護參數(shù)修改，最終確定了合適了力矩參數(shù)，在調(diào)試過程中爐前螺旋給料機可以連續(xù)運行，當因給料不均勻或燃料品質(zhì)太差等因素引起的堵料跳機時，在捅料孔處可以將料塞捅通，從而保證了鍋爐的連續(xù)穩(wěn)定運行。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語 </b></p><p>　　隆回凱迪生物質(zhì)電廠爐前給料系

24、統(tǒng)在上料調(diào)試初期運行不正常，以至于調(diào)試工作經(jīng)常中斷。通過對爐前螺旋給料機的改造，基本解決了爐前給料系統(tǒng)堵料的問題，而且在萬一發(fā)生堵料的情況下，也采取了設(shè)定合適的力矩保護值的措施，保證了在堵料發(fā)生時，可以不必壓火停爐清理；有效保證了調(diào)試工作的順利進行，并且為機組正常投產(chǎn)運行打好了基礎(chǔ)。相關(guān)經(jīng)驗將通過凱迪業(yè)主方在凱迪同類型機組調(diào)試過程中應用和推廣，也希望能給同類型生物電廠運運行提供參考。 </p><p><b