冷灰减温系统分为小循环和大循环系统,如图四和图五所示。
小循环减温系统是利用炉体旋风分离器下的返料灰,经灰冷却器将热灰(8000C)冷却至3000C左右,再由二次风吹入炉床降温,冷灰返回量由灰管上的高温调节珠阀及返料风量共同调节。
冷灰减温系统因降温介质与床料相同,又是直接吹入炉床降温,降温介质温度与床料温度相差较大,故降温效果良好而又稳定,无时间滞后,是较理想的减温系统,但小循环减温系统需增设灰冷却温,设备投资增大,而且灰冷却器只能采用冷风或冷水间接冷却,单位面积上的传热量有限,换热面积较大,设备布置比较困难。但灰冷却器可兼作送风或给水预热器,锅炉的综合热利用率较高。
3、 冷渣减温系统
冷渣减温系统是利用锅炉排出的废渣,经冷却至常温干 燥后,由循环床锅炉的给煤设备送入炉床降温。因该系统的降温介质与床料相同, 又是向炉床上直接给入,冷渣与床料的温差很大,故降温效果良好而又稳定,但因需要经锅炉给煤设备送入炉床,有一定的时间滞后。
冷渣减温系统简单实用,可以最大限度利用锅炉的原有设备,而且降温介质的来源也广,除利用循环床锅炉的炉渣外,其它类型锅炉的炉渣亦可作为降温介质。为了减少温的时间滞后,冷渣加入口应选在尽量靠近炉床处.
热风减温系统实际上就是向炉床送入过量的二次风(-1200C)以降低床温。热风系统无需增添任设备,操作简便而降温又无时间滞后,但在投入过量二次风之前应谨慎判别炉床超温时燃料所处的燃烧状态,以免产生负荷应:
当锅炉床温超温时,如炉床上的燃料已充分燃烧,此时投入过量的二次风可以有效地降低床温,而且因热风与床料温差较大,降温效果良好稳定,如炉床上燃料未充分燃烧时出现床温超不曙(一般是燃料加入过多)此时盲目投入二次风只能使燃料充分燃烧,床温加速上升而产生炉膛的高温结焦,正确地操作顺序应是,炉床放渣 ——投入过量二次 ,热风减温系统最为简便实用,但在循环床锅炉实际运行中,准确地判断炉床上燃料的燃烧状态是十分困难的。因此,热风减温系统宜与其它减系统配合设置,工程设计时奕考虑二 次风送风机的减温风富裕量。
针对循环流化床锅炉的炉床降温状况,一般是采取适量向炉床添加燃料,适量增大沸腾床底的一次送风量和床上密相区的二次送风量,使床温稳定上升的方工加以改善的。
四、超温控制方式的比较
上节术了超温控制的四种方式,四种方式各有其特点,下面就这些控制系统结合循环床锅炉的实际运行加以分折比较。
喷水(蒸汽)减温系统结构简单、操作方便,降温效果良好,但因该系统在喷水(蒸汽)时,极易造成炉渣的局部冷结以致于堵塞喷嘴,又因为减温水蒸汽的喷入量需借助锅炉的测温系统调节,一旦失调或测量不准,即可能造成减温水(蒸汽)过量喷入,使锅炉床料冷结或熄火。因此,除非锅炉配备精确可靠的测量调节系统,否则不宜在循环床的实用设计中采用喷水(蒸汽)减温系统。
冷灰小循环减温系统是在返料管上设一冷灰旁路,操作简便,降温效果良好而且稳定,是国外循环流化床锅炉常用的床温调节方式之一(如日本的三菱重工,美国的STRUTHERS WELLS公司等),该系统的关键是需设置灰冷却器,而我国在灰冷却器制造方面倘无成熟的技术和产品,故应在其制造技术完善的基础上再加以推广和应用。
冷灰大循环减温系统的降温效果与小循环送减温系统相当,特点是使用干式除尘器灰斗中的冷灰降温而不另设灰冷地器,是在灰冷却器制造技术尚未完善的条件下较好的减温系统,可以用于循环床锅炉的实用床温系统。
冷渣减温系统也是降温效果良好,操作简便实用减温系统,由于循环流化床锅炉运行需配备一套脱硫剂添加系统,故冷渣的 加入设施可与该系统一并设置,无需另增设其它设备,该减温系统的冷渣来源广泛,除循环床锅炉渣可使用外,其它锅炉炉渣也可用作降温冷渣,这也为其它炉锅的低热值炉渣的综合利用开辟了新的途径。该减温系统的实用性强,对兼有其它类型锅炉的锅炉房尤其适用。
热风减温系统操作简便,无需增设任何设备,但因炉床上的燃料燃烧状态难以确定,故该系统只可作床温关温的辅助系统使用,当床温超温时,先开启热风减温系统,如炉床温度仍有上升趋势,则应启动其它减温系统至床温恢复正常。
综上所述,要保证循环流化床锅炉的安全稳定运动,设置炉床减温系统是十分必要的,除热风减温系统为循环床锅炉所必备外(设计时应考虑二次风机的减温风富裕量),还应设置一套冷灰减温系统或冷渣减温系统。减温系统选择的原则是:当锅炉房内所有锅炉均为循环流化床锅炉时,宜设置冷灰减温系统,当锅炉房内的锅炉不全为循环床锅炉时,宜设置冷渣减温系统,以利其它类型锅炉的低热值炉渣的综合利用。
五、床温控制点选择
要控制和调节循环床锅炉的床温,及时投入床温的减温或升温系统,正确地先择测温点和控制范围是十分重要的。
为了正确直观地反映炉床温度,应在循环床的密相区至少设置两个测温点,并在循环床的过渡区(密相与稀相的交界区域)设置一个测温点用作床温的参考值。由于循环床锅炉运行时,其床上的沸腾状态很激烈,两处测温点差不会大于5℃。正因为沸腾状态激烈,为防止床料对测温元件的磨蚀,测温元件外必须加装防磨套管,套管应具有一定刚度,以避免在炉床内振动。为提高测温元件的可靠性,各测量热电偶都应是双元件的。
根据循环流化床锅炉的运行特点,床温控制范围是这样选定的:
1) 床温低温报警650-700℃;
2) 床温低温预报警750℃;
3) 正常运行床温800-900℃;
4) 床温超温预报警950℃;
5) 床温超温报警1000-1050℃,视燃煤的结焦特性而定,一般认为应低于或接近燃煤的灰熔点软化温度T2。
锅炉床温的显示应在就地和控制室各设置一套,并在控制室设置报警装置。为减轻运行人员的工作强度,除在就地设置操作设施外,还应尽量考虑在控制室设置集中遥控操作系统。