某热电厂240t循环流化床锅炉节能改造方案.ppt
路江鸿,XXX热电厂240-CFB循环流化床锅炉节能改造技术方案,13918101292,Sunday,March 5,2023,2,锅炉改造解决方案,1,2,APC优化控制的解决方案及指标,供货范围,4,4,炉内脱硫解决方案,现场调试曲线记录解析,目 录,一、锅炉改造解决方案,（1）锅炉需要不需要改造？为什么要改造？锅炉效率是否能够达到或接近设计值？锅炉出力是否能够达到或接近BMCR？无效床存量是否过大？当前使用煤种是否远远偏离设计煤种和（或）校核煤种？流化的均匀性是什么样的？锅炉磨损是否比以前增大？锅炉回料是否流畅？确定流化风没有反串？锅炉空床阻力是多少？密相区差压是多少？悬浮段差压是多少？,Sunday,March 5,2023,4,循环流化床锅炉改造机理：(1)循环流化床采用的定态设计理论；流化床锅炉受热面的设计以及换热系数、换热方式的设计是基于设计煤种和校核 煤种来设计的；(2)当循环流化床锅炉的使用煤种偏离设计煤种或校核煤种时，由于换热不足而带不上 负荷，锅炉效率下降，无效床存量增大，锅炉磨损量增大，特别是锅炉密相区及卫 燃带上、下区域磨损加剧，还就有可能造成锅炉辅机出力降低的现象。(3)循环流化床锅炉流化态的平衡是一种动态平衡，循环流化床锅炉改造的目的就是通 过改变布风板风帽的几何结构，使循环流化床锅炉在当前使用煤种的情况下，达到 新的动态平衡，同时降低无效床存量，优化床压降，即可以维持快速流化状态，保 证传热性能要求，又降低过渡区物料浓度，减轻受热面磨损及风机电耗并获得最高 燃烧效率。,循环流化床锅炉改造机理,Sunday,March 5,2023,5,循环流化床锅炉改造机理（动态平衡）,Sunday,March 5,2023,6,循环流化床锅炉改造机理（床料调整对锅炉的影响）,Sunday,March 5,2023,7,减少无效床层量对换热系数影响,7,Sunday,March 5,2023,循环流化床的流化态形成实际上是一种动态平衡，-当空床阻力偏低时，造成一次风量大，但动压低，流化效果差；-无效床层量过大时，一次风机电耗高，炉膛磨损大；根据清华大学岳光溪教授的实验结果，对240t/h_CFB锅炉，料层高度一般控制在3-3.5Kpa为好，床压一般控制在6-6.5Kpa为好；降低床压，减少无效床层量对换热系数影响有限，试验结果如下：,从实验结果来看，风室压力的变化，对相对辐射换热系数及相对对流换热系数影响不大。,8,循环流化床锅炉改造机理（风道阻力特性与风量的关系）,Sunday,March 5,2023,9,新风帽,原来风帽,循环流化床锅炉改造机理（风帽几何尺寸变化对比示意图）,Sunday,March 5,2023,10,循环流化床锅炉流化态动态平衡重要参数控制点,Sunday,March 5,2023,11,（2）锅炉改造解决方案概述：薄床压技术：提高燃烧效率、减少一次风机电耗、降低无效床存量，减小磨损。定态设计理论；使用煤种偏离设计煤种时，通过改变布风板风帽的几何结构，使循环流化床锅炉在当前 使用煤种的情况下，达到新的动态平衡。风帽改造：改变风帽的开孔率，增大一次风速，提高空床阻力，提高流化的均匀性。改变石灰石入炉口位置；二次风与石灰石入口分开，脱硫剂从给煤口进入，减少二次风阻力，提高二次风流量；返料量的调整和监控：旋风筒下部直管段上装一块压力表及压力变送器，对返料风压进行监控；同时适当的调 整返料风压力，防止返料风压过高，回料器反串。,一、锅炉改造解决方案,Sunday,March 5,2023,12,微正压运行，-90pa提高到+50Pa运行，烟气在离开炉膛时灰粒子的扬析作用加强，一次风的 夹带作用增强，炉内灰粒子浓度上升，对炉内水冷壁面的传热作用加强，炉内内 循环倍率升高，提高了锅炉受热面的换热系数，提高了炉内的热利用率。同时，灰粒子在炉内的停留时间延长，燃尽度提高，燃烧效率上升，飞灰可 燃物下降；炉压上升，引风机的电耗下降；二次风的流动阻力上升，二次风量稍有下降，二次风机电耗下降。烟气在炉内及尾部烟道的流动速度降低，受热面的磨损下降。适当提高床温（900-920）：有助于提高燃烧效率。降低尾部烟道的烟气含氧量；燃尽度提高，燃烧效率上升；同时，过剩空气系数降低，烟气流速降低，烟气流速降低10%，对尾部烟道的磨 损降低50%。,一、锅炉改造解决方案,（3）效果 提高循环流化床锅炉的循环倍率；提高燃烧效率充分接触燃烧，提高热交换效率，降低灰渣含碳量 流化的均匀性提高，同时降低了一次风机电耗 减小二次风道阻力，提高二次风出力 延长石灰石在炉膛内反应时间；脱硫效率越高,一、锅炉改造解决方案,二、炉内脱硫的解决方案,（1）脱硫超标的原因 燃料含硫量的提高：原设计煤种含硫量：0.39%，Ca/S=2.3-2.5，0.68t/h，脱硫效率80%；当前煤种含硫量：1.0%，3-5t/h，含硫量超标：（国标SO2：400mg/Nm3，2t/h，84%）石灰石粒径分布，颗粒小于0.5mm偏多，二次风压刚性大，很多石灰石未反应 便直接被烟气带走了。床温偏低不利于脱硫,二、炉内脱硫的解决方案,（2）脱硫超标的解决方案 脱硫剂的选择：建议优选 白云石，白云石的空隙率大，其脱硫反应性比石灰石好；如果采用石灰石作为脱硫剂，建议石灰石粒径分布：0.5-1mm范围内的 颗粒占50%以上；石灰石颗粒过细（小于0.5mm）过多时，影响脱硫效果；床温对脱硫效果的影响：基于当前煤种，建议锅炉在启动后做一个测试，测试范围：900-915，以便选择最佳脱硫温度 脱硫剂加入位置：建议改到给煤口处,循环流化床锅炉燃烧控制系统的特点归纳起来主要有以下几方面地问题：大滞后：被控对象响应较慢，滞后时间长，惯性大；强耦合：被控变量之间相互影响，交叉耦合；强干扰：被控对象扰动因素多，扰动无序且频繁；多目标：多个被控变量的目标与 目标之间相互制约。,三、APC优化控制及指标,结论：1、在DCS控制系统中，常规的PID控制解决不了多变量，大惯性，强耦合的工况；2、自适应控制也解决不了大惯性、多变量的工况；,17,APC优化控制的主要控制方法：采用矩阵优化运算解决耦合问题；采用预测模型解决非线性和滞后问题；采用反馈校正提高抗干扰性和鲁棒性；优化控制和常规控制实现无扰切换。,三、APC优化控制及指标,稳定性,经济性,卡边运行,Sunday,March 5,2023,18,三、APC优化控制及指标,HOLLiAS-APC,APC-优化控制软件,Sunday,March 5,2023,19,主要优化控制回路：（共十四调控制回路）锅炉母管压力优化控制；锅炉主蒸汽压力优化控制；锅炉主蒸汽温度优化控制锅炉一级喷水减温优化控制；锅炉给水及汽包水位优化控制；锅炉燃烧优化控制,三、APC优化控制及指标,锅炉燃烧优化控制，包括如下子系统：锅炉给煤量优化控制；锅炉一次风量优化控制；锅炉二次风量优化控制；锅炉床温优化控制；锅炉一次风压优化控制；锅炉二次风压优化控制；锅炉炉膛压力优化控制；锅炉床压优化控制；,Sunday,March 5,2023,20,优化控制回路主要控制指标：（保证值）,三、APC优化控制及指标,Sunday,March 5,2023,21,APC优化控制产生的效益：,三、APC优化控制及指标,Sunday,March 5,2023,22,年经济效益汇总表,Sunday,March 5,2023,23,四、供货范围,表1；设备供货清单：,Sunday,March 5,2023,24,五、现场调试曲线记录解析：威海热电厂240t/hCFB锅炉24小时调节曲线,Sunday,March 5,2023,25,负荷曲线,机前压力,保德神东电厂2#135MW_CFB机组；连续降25MW负荷；机前压力变化曲线：（约40分钟）,Sunday,March 5,2023,26,负荷曲线,机前压力,总给煤量,保德神东电厂2#135MW_CFB机组；8小时间段的；负荷；给煤量；机前压力的变化曲线,Sunday,March 5,2023,27,母管压力控制精度0.15MPa,主汽流量变化量为50t/h,母管压力及锅炉燃烧控制连续4小时运行记录曲线：,
