搜索
生物质直燃循环流化床锅炉燃料输送系统问题及改造高伟张卫东吴以军中节能(宿迁)生物质能发电有限公司江苏宿迁223800摘要：本文对中节能宿迁项目2×75t/h生物质直燃循环流化床锅炉，配置2台12MW汽轮发电机组，在运行初期锅炉燃料输送系统暴露的上料系统易卡塞，给料不连续、料仓燃料搭桥等现象，影响锅炉安全及正常生产的问题。提出了上料及炉前给料系统的改造方案及改造效果分析。关键词：生物质直燃、燃料、搭桥、卡塞、改造0引言中节能宿迁生物质发电示范项目于2006年12月开始点火运行。是国内首台秸秆直燃的循环流化床锅炉机组。燃料输送系统设计为：两个1500平米秸秆库、两个行吊，两个落料坑口分别对应#1两条A、B人字花纹输送皮带，带长150米，倾角为18°，带速2m/s，由55KW电机驱动，燃料经1#带传送，通过三通切换转角到24米处两条38米长，37KW电机驱动，带速为2m/s的#2A、B皮带上，经犁料器分别将燃料分配到#1、#2炉燃料仓。每台炉料仓容积为400立方米，分左右仓，每仓配置6条无轴螺旋输送燃料，共12条螺旋，每3条螺旋对应一个炉前给料口，燃料经给料螺旋送到炉前落料管（配有播料风）进入炉膛进行燃烧。因是国内首创流态化秸秆直燃项目，在设计上暴露了一些不足和缺陷。导致在运行中出现了许多问题，影响了机组连续稳定运行。因此在投产后的2年内进行了一系列的技术改造，取得了良好效果。改造内容1、#1皮带电机控制方式及与减速箱连接方式的改造原#1皮带为2条，#1A、#1B一用一备。电机功率各为55KW，控制为工频启动，电机旋转通过液力偶合器传动，经转角箱改变90℃方向带动油冷减速滚筒，使皮带运转，带速2M/S。理论设计输送燃料量60吨/H。1.1主要暴露的问题#1带在实际运行过程中因无法调整带速，不能适应输送燃料品种和密度的变化，会出现1#带上料过多进入三通、而2#带无法及时的输送走从而造成三通堵塞频频发生，造成皮带停运故障，必须花费1—2小时疏通清理积料，造成上料不足，严重影响锅炉负荷安全运行。#1皮带电机和滚筒是靠转角箱连接来驱动皮带运转。因生物质燃料较轻为达到需求输送量，上料系统基本是24小时连续运行。虽然皮带是一用一备切换运行。但在一年后还是出现转角箱故障频繁被迫进行检修的问题。此时只有一条皮带运行对同时供应两台锅炉用料是严峻的考验。也多次险些造成停炉停机事故。1.2、改造方式和结果针对以上出现的问题。对1#皮带电机控制系统进行了改造，把工频改为变频启动和调节。同时改变了传动方式，去掉转角箱，采用液力耦合器和皮带油冷滚筒直连。通过这样改造1#皮带运行速度变为可调，进入2#带的料可以控制，2#带全速运行使输送通畅，减少三通堵塞的机会，另外传动方式的改善减少了对电机启动冲击、驱动装置稳定、故障小，基本无检修。功率消耗减少、每年可节约6万KWH的电能。通过3年的实践检验完全适应输送要求。2.加装锅炉料仓导料板的技改2.1主要暴露的问题在给料仓上料中因入料口布置在料仓前后部位，导致燃料分布不均，堆积在料仓前侧或后侧、这样使螺旋给料机上燃料压力和输送不均经常造成螺旋故障和入炉燃料量的不稳定影响到锅炉负荷和安全稳定运行。2.2改造方式和结果在料仓上部入料口处，分别加装导向板，导向板用铁板制造、经计算和现场模拟以一定角度布置。可以把燃料均匀分布在螺旋的中间及四周。这样螺旋上压力和布料均匀，螺旋故障率大大降低，输送量稳定。3.加装料仓拨料器的改造3.1主要暴露的问题秸秆在料仓中极易搭桥，造成给料螺旋空转，无法保证连续稳定送料、燃料重量压在给料螺旋上造成启动和运转中阻力很大，设备跳闸频繁和磨损加剧。3.2改造方式和结果在料仓的给料螺旋上方约30厘米均匀布置16只拨料器。不仅承担燃料的重量、更主要的是可以根据搭桥情况通过变频调节拨料器转速，破坏搭桥，避免人员进入到料仓中进行处理的危险。这样燃料可以均匀地进入给料螺旋使螺旋比较顺畅地输送到炉膛，通过2年运行基本无故障。此改造已获2010年度国家实用新型专利金奖。4.螺旋给料机的改造4.1、主要暴露的问题原设计的螺旋采用10米长的进口材质无轴螺旋，因螺旋片比较单薄在输送秸秆过程中，由于物料相互缠绕挤压，造成螺旋阻力增大，非常容易堵转和螺旋片的折断，严重时夹在螺旋与托板之间，使螺旋上台或压缩，造成弹性失效，永久性变形，处理故障时间长，劳动强度高，安全隐患多等，不仅更换维修费用非常高，还造成锅炉燃烧不稳定和频繁的升降负荷。4.2改造方式和结果将进口材料改为国产材料，螺旋片的宽度和厚度加大，整体重量比原来增加了3倍，强度比原螺旋也增大，但输送量没有减少。此改造解决了给料螺旋故障率高，输送阻力大的问题，使进料连续稳定，保证了锅炉燃烧稳定。5.加装阻火遮断门的改造5.1主要暴露的问题因在低负荷和启动过程中燃烧不太稳定，造成炉膛压力波动，使高温烟气或火星反串到给料管或料仓，因生物质燃料燃点很低，非常容易引燃料仓中燃料，消防隐患很大。5.2改造方式和结果在给料螺旋出口加装阻火遮断门。此门为铰链连接两节单向门，门的顶部固定在螺旋出口，螺旋没有运行或空转时此门在重力作用下自然关闭，当螺旋输送燃料时燃料将此门推开，燃料落入落料管进入炉膛。当出现烟气反串时，在反串压力的作用下迅速关闭，反串压力愈大关闭愈严密。有效的阻止高温烟气串入料仓，避免仓内燃料着火，从而消除了安全隐患，保证人身和设备的安全。此门已获国家实用新型专利。6.四只落料门及落料管的的改造6.1主要暴露问题锅炉燃料入炉设计四个落料管。截面积为300mm*500mm。在实际运行中因秸秆密度小重量轻，要达到一定负荷入炉秸秆体积较大。这样因流通面较小，经常在落料门和落料管处堵塞。疏通堵塞尚需花费很多人力和时间，是燃料入炉的瓶颈，严重影响锅炉连续稳定高效运行。6.2改造方式和结果6.2.1将原300*500的尺寸改为500mm*500mm。按照现场实际要求采用6mm钢板进行制作。并加大膨胀密封盒的竖直长度，密封材料由原来的柔性膨胀节改造成金属密封盒加硅酸铝填料，实践证明锅炉启动后，这样极大改善了落料管的自由膨胀，并使密封盒严密不漏风与燃料。落料门开关灵活，关闭严密。改造效果良好。6.2．2将原300*500改为500mm*500mm的截面。将三路给料冷风（密封风、播料风、送料风）的一路密封风彻底废除，提高播料风和送料风压力(调整为2-3KPa)和流量达12000M3/H。并将冷风改造为用150℃一次热风。此改不仅提高了入炉空气温度更可以预热燃料。另将落料管入密相区安装角由45°调到50°。改造后锅炉运行后下料顺畅，燃料没有发生堵塞现象。燃烧很是稳定。经仪表观测和计算可以降低排烟温度3℃，每年可以节约300吨燃料。达到了改造目的。7.改造后系统流程简介秸秆库燃料→行吊抓斗→落料口→#1皮带→三通→电机及减速箱（改造）→#2皮带→电机及减速箱（改造）→卸料器→锅炉料仓→导料板（加装）→拨料器（加装）→螺旋给料机（改造）→阻火遮断门（加装）→入炉落料管（改造）→炉膛8.结论：中节能宿迁公司秸秆直燃锅炉从运行初期给料系统的不稳定到技改后长期运行表明解决了燃料堵料、搭桥、连续给料等问题。使这套输送系统完全满足了安全、正常生产需求，技改达到了预期目的。