生物質(zhì)鍋爐給料系統(tǒng)堵料問(wèn)題分析及對(duì)策

1、<p>　　生物質(zhì)鍋爐給料系統(tǒng)堵料問(wèn)題分析及對(duì)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(jī)務(wù)、控制等方面著手給出了相應(yīng)的處理方法，保證了調(diào)試工作的順利進(jìn)行，也為同類(lèi)生物質(zhì)鍋爐調(diào)試運(yùn)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(lèi)號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

2、</p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　隆回縣凱迪綠色能源開(kāi)發(fā)有限公司1×30MW機(jī)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(hào)為KG120-540/13.34-FSWZ1。爐前給料系統(tǒng)設(shè)備由江蘇朝陽(yáng)液壓機(jī)械集團(tuán)有限公司制造。在凱迪同類(lèi)型電廠調(diào)試過(guò)程中，由于爐前給料系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(qiáng)等原因，使?fàn)t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(yán)重時(shí)，變頻器過(guò)力矩保護(hù)動(dòng)作跳螺旋給料機(jī)，造成鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定、嚴(yán)重時(shí)需要停爐處理。在調(diào)試過(guò)程中對(duì)爐前給料系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和改造，現(xiàn)堵料停爐的問(wèn)題基本解決，保證了熱態(tài)調(diào)試的順利進(jìn)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(jì)，采用無(wú)爐前料倉(cāng)加料塞式給料方式，燃料由兩條皮帶直接運(yùn)至爐前分料機(jī)，經(jīng)2個(gè)分料螺旋后進(jìn)入4臺(tái)雙螺旋給料機(jī)，再由雙螺旋給料機(jī)送入鍋爐的四個(gè)給料口。每條皮帶對(duì)應(yīng)兩臺(tái)給料機(jī)，四臺(tái)雙螺旋給料機(jī)的給料量能滿足BMCR工況時(shí)消耗燃料量的132%的需要。詳見(jiàn)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(jī)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(hào)反饋至DCS，為保護(hù)設(shè)備安全，在堵料嚴(yán)重時(shí)，變頻器過(guò)力矩保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，然后，就地控制爐前給料機(jī)能反轉(zhuǎn)，以松動(dòng)燃料。 </p><p>　　2.問(wèn)題的分析和判斷 </p><p>　　爐前給料機(jī)堵料主要是在料塞位置，當(dāng)料塞形成后，燃料不能順利從給料槽進(jìn)入爐膛，而在料塞處結(jié)團(tuán)，越積越緊，從而導(dǎo)致螺旋給料機(jī)力矩保護(hù)動(dòng)作跳閘。而現(xiàn)場(chǎng)給料機(jī)未設(shè)計(jì)捅料孔，給料機(jī)堵料跳閘后，只能停爐后打開(kāi)給料機(jī)頂

6、蓋人工清料處理。在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)造成爐前給料機(jī)堵料并可能導(dǎo)致停爐的主要原因分析如下： </p><p>　　2.1 燃料品質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)燃料和校核燃料成分見(jiàn)下表： </p><p>　　種類(lèi) 設(shè)計(jì)燃料 校核燃料1 校核燃料2 </p><p>　　項(xiàng)目 名稱(chēng) 符號(hào) 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(jì) 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(chǎng)到貨的燃料來(lái)源種類(lèi)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(duì)料場(chǎng)不同種類(lèi)燃料進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)用于熱態(tài)調(diào)試的混合料進(jìn)行綜合分析；結(jié)果發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)場(chǎng)混合料含

10、水量近60%，低位發(fā)熱量不到2000Kcal/kg；而設(shè)計(jì)燃料水分為28.69%，低位發(fā)熱量為2554 Kcal/kg?，F(xiàn)場(chǎng)燃料品質(zhì)低于設(shè)計(jì)要求。在調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)燃料品質(zhì)變差時(shí)，堵料頻率將大幅提高。 圖二：現(xiàn)場(chǎng)堆積的燃料 </p><p>　　2.2 給料機(jī)設(shè)計(jì)不合理 </p><p>　　料塞段長(zhǎng)度原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1100mm，根據(jù)已調(diào)試完成的同類(lèi)電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在試運(yùn)過(guò)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(chǎng)到貨的燃料水分大，雜物多，發(fā)熱量低，在投料試運(yùn)過(guò)程中，經(jīng)常在料塞處發(fā)生堵料；在清理堵料時(shí)，必須在停爐壓火后打開(kāi)料塞管上部的鉸鏈?zhǔn)矫芊忾T(mén)進(jìn)行人工清理，由于料塞特別緊，清理時(shí)間一般需要8~10小時(shí)，嚴(yán)重影響了調(diào)試進(jìn)度。 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)與業(yè)主、廠家等各方共同分析，并對(duì)松滋、雙峰等同類(lèi)型機(jī)組進(jìn)行考察，一致認(rèn)為給料機(jī)料塞長(zhǎng)度設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng)是導(dǎo)致堵料的主要原

12、因。 </p><p>　　2.3過(guò)力矩保護(hù)設(shè)定值過(guò)大 </p><p>　　在爐前給料系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，雖然對(duì)給料機(jī)本身進(jìn)行了改造及優(yōu)化，但堵料問(wèn)題仍然無(wú)法完全避免。當(dāng)堵料發(fā)生時(shí)，螺旋給料機(jī)負(fù)載增加，DCS畫(huà)面上電流突然增大，就地由于料塞處堵死，而電機(jī)力矩保護(hù)未馬上動(dòng)作，螺旋繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使料塞越來(lái)越緊，并是設(shè)備發(fā)生劇烈的振動(dòng)，對(duì)設(shè)備本身特別是給料機(jī)軸承有較大損傷。 </p>&

13、lt;p>　　經(jīng)查螺旋給料機(jī)變頻器默認(rèn)電機(jī)保護(hù)力矩為300%，在開(kāi)始發(fā)生輕微堵料電機(jī)電流指示增加至力矩保護(hù)動(dòng)作，一般需要3~5分鐘，而根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行人員很難發(fā)現(xiàn)電流變化并做出相應(yīng)的操作；而當(dāng)保護(hù)動(dòng)作而跳給料機(jī)時(shí)，就地給料機(jī)已經(jīng)劇烈振動(dòng)1~2分鐘，而且料塞特別緊，必須在壓火后開(kāi)料塞管上部密封門(mén)進(jìn)行清理。 </p><p>　　因此，電機(jī)保護(hù)力矩設(shè)定值過(guò)大，間接損傷了設(shè)備，并影響了調(diào)試進(jìn)度，需要進(jìn)行修改。既

14、要保證料塞能正常形成，是給料機(jī)不會(huì)經(jīng)常性跳閘；又要保證在設(shè)備發(fā)生劇烈振動(dòng)前跳閘，且料塞不能過(guò)緊，在跳閘后可通過(guò)捅料孔將料塞捅通，而不需要停爐處理。 </p><p>　　3.改進(jìn)方案及實(shí)施 </p><p>　　針對(duì)爐前給料系統(tǒng)堵料原因的分析和判斷，我們?cè)谡{(diào)試過(guò)程中從運(yùn)行操作、管理、設(shè)備改造等方面采取了切實(shí)可能的對(duì)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(lái)源及季節(jié)等客觀因素影響，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法控制，燃料品質(zhì)難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)料場(chǎng)儲(chǔ)料情況采取以下措施： </p><p>　　1）要求電廠化驗(yàn)人員提供及時(shí)準(zhǔn)確的燃料成份報(bào)告； </p><p>　　2）盡量使用混合料，保持燃料成分相對(duì)穩(wěn)定； </p><p>　　3

16、）根據(jù)燃料分析報(bào)告，當(dāng)工業(yè)分析成分達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可逐漸提高鍋爐運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)燃料水分高于50%，或低位發(fā)熱值低于設(shè)計(jì)值較多時(shí)，應(yīng)采取控制燃料的加入量，增加撥料風(fēng)量，加強(qiáng)爐前給料機(jī)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(jī) </p><p>　　根據(jù)分析及判斷，確認(rèn)料塞長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)引起堵料的主要原因，開(kāi)采取加長(zhǎng)螺旋給料機(jī)螺旋長(zhǎng)度進(jìn)而縮短料塞長(zhǎng)度；而當(dāng)料塞長(zhǎng)度

17、減少后，將降低原設(shè)計(jì)料塞防止回火的功能；進(jìn)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(zhǎng)螺旋給料機(jī)螺旋300mm，料塞長(zhǎng)度由1100mm改至800mm； </p><p>　　2）在螺旋給料機(jī)料塞位置左右兩側(cè)分別開(kāi)一個(gè)200×100mm的捅料孔； </p><p>　　3）螺旋給料機(jī)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(jī)改造圖 </p><p>　　經(jīng)上述改造，螺旋給料機(jī)基本適應(yīng)了隆回項(xiàng)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(yùn)行時(shí)料塞不至于太緊，在萬(wàn)一發(fā)生堵料的情況下，可以通過(guò)捅料孔在不停爐的情況下進(jìn)行疏通。 </p><p>　　3.3 爐前螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)邏輯修改： </p><

19、;p>　　爐前螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)設(shè)計(jì)邏輯為：當(dāng)爐前螺旋給料機(jī)出口溫度≥120℃時(shí)，聯(lián)鎖自動(dòng)關(guān)閉。 </p><p>　　綜合考慮對(duì)螺旋給料機(jī)改造后，料塞長(zhǎng)度由1100mm變更為800mm，實(shí)際料塞長(zhǎng)度減少了300mm，為杜絕因螺旋給料機(jī)的料塞蓋板在鍋爐運(yùn)行中不能完全鎖死，高溫?zé)煔鈴纳w板處反竄而導(dǎo)致的火災(zāi)隱患，經(jīng)與業(yè)主協(xié)商，對(duì)爐前螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)邏輯進(jìn)行了修改如下： </p>&l

20、t;p>　　3.3.1 爐前螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)自動(dòng)關(guān)閉條件：（或邏輯） </p><p>　　爐前螺旋給料機(jī)出口溫度≥120℃； </p><p>　　爐前螺旋給料機(jī)停止。 </p><p>　　3.3.2 爐前螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)保護(hù)關(guān)閉條件： </p><p><b>　　鍋爐MFT信號(hào)。 </b>&

21、lt;/p><p>　　經(jīng)邏輯修改，有效的保證了在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生爆燃及設(shè)備事故時(shí)，螺旋給料機(jī)入口氣動(dòng)閘板門(mén)能夠及時(shí)關(guān)閉，從而避免了皮帶燒毀、人身傷害等火災(zāi)事故。 </p><p>　　3.4 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況修改變頻器力矩保護(hù)參數(shù) </p><p>　　由于變頻器力矩保護(hù)參數(shù)已設(shè)定默認(rèn)值為300%，且現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法修改，為確定合適的力矩保護(hù)參數(shù)，我們分以下三步來(lái)實(shí)現(xiàn)： <

22、;/p><p>　　第一步：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，要求廠家對(duì)變頻器二次控制部分線路進(jìn)行修改，從而達(dá)到可在變頻器上現(xiàn)場(chǎng)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(lái)的電流信號(hào)改成力矩信號(hào)送至集控室畫(huà)面，已便于運(yùn)行人員監(jiān)視。 </p><p>　　第三步：確定現(xiàn)場(chǎng)燃料適用的變頻器力矩保護(hù)參數(shù)為8

23、0%，確定過(guò)程如下： </p><p>　　經(jīng)變頻器力矩保護(hù)參數(shù)修改，最終確定了合適了力矩參數(shù)，在調(diào)試過(guò)程中爐前螺旋給料機(jī)可以連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)因給料不均勻或燃料品質(zhì)太差等因素引起的堵料跳機(jī)時(shí)，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(yùn)行。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語(yǔ) </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(yùn)行不正常，以至于調(diào)試工作經(jīng)常中斷。通過(guò)對(duì)爐前螺旋給料機(jī)的改造，基本解決了爐前給料系統(tǒng)堵料的問(wèn)題，而且在萬(wàn)一發(fā)生堵料的情況下，也采取了設(shè)定合適的力矩保護(hù)值的措施，保證了在堵料發(fā)生時(shí)，可以不必壓火停爐清理；有效保證了調(diào)試工作的順利進(jìn)行，并且為機(jī)組正常投產(chǎn)運(yùn)行打好了基礎(chǔ)。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)將通過(guò)凱迪業(yè)主方在凱迪同類(lèi)型機(jī)組調(diào)試過(guò)程中應(yīng)用和推廣，也希望能給同類(lèi)型生物電廠運(yùn)運(yùn)行提供參考。 </p><p><b