300 MW CFB鍋爐煤種適應(yīng)性和節(jié)能降耗試驗(yàn)研究

，

(1．廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東 云浮 527300；

2. 北京巴布科克·威爾科克斯有限公司，北京 100043)

0 引 言

廣東粵電云河發(fā)電有限公司配套上海鍋爐廠有限公司開發(fā)的國產(chǎn)300 MW等級SG-1036/17.5-M4506型循環(huán)流化床(CFB)鍋爐。該型鍋爐整體采用M型布置，3臺汽冷式旋風(fēng)分離器布置在鍋爐爐膛與尾部豎井之間。

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1.2 燃料特性

表2 鍋爐燃料特性數(shù)據(jù)

續(xù)表2

2 鍋爐存在的問題

由于褐煤具有水分高、灰分低等特點(diǎn)，所以當(dāng)運(yùn)行參數(shù)不合理時(shí)，鍋爐難以建立起必要的灰循環(huán)，從而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)了一系列的問題。

(1)床溫偏高且爐內(nèi)溫度偏差大

鍋爐平均床溫為930～970 ℃，最高床溫長期保持在960 ℃左右，且床溫偏差較大。鍋爐存在結(jié)焦的危險(xiǎn)，尤其是印尼褐煤的灰熔點(diǎn)ST僅為1 080 ～1 100 ℃，結(jié)焦的危險(xiǎn)很大。同時(shí)，爐膛中部溫度約為930 ℃，而爐頂溫度僅為800/737 ℃，爐內(nèi)溫度偏差大。

(2)一次風(fēng)量大，風(fēng)室漏渣

鍋爐設(shè)計(jì)一次風(fēng)量為38萬Nm3/h，一、二次風(fēng)比為6∶4，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，滿負(fù)荷一次風(fēng)量達(dá)到46萬Nm3/h，風(fēng)帽及密相區(qū)磨損嚴(yán)重。風(fēng)室漏渣，致使床壓與一次風(fēng)量降不下來，風(fēng)機(jī)電耗大。

(3)燃褐煤成循環(huán)灰特性差

燃褐煤滿負(fù)荷時(shí)爐膛中部壓差約為1.8～2.0 kPa。替換煤種后燃煤成循環(huán)灰特性明顯增強(qiáng)，均化爐膛上下床溫的能力提高。

根據(jù)鍋爐存在的問題，對鍋爐相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。

3 燃燒調(diào)整試驗(yàn)

3.1 煤種熱重分析結(jié)果

可見，褐煤1的反應(yīng)開始溫度為186 ℃，褐煤2反應(yīng)開始溫度為205 ℃，反應(yīng)指數(shù)RI褐煤1為184，反應(yīng)指數(shù)RI褐煤2為182，屬于極易著火和燃盡特性煤種。

3.2 燃燒調(diào)整試驗(yàn)及結(jié)果分析

燃燒調(diào)整試驗(yàn)在250 MW工況下進(jìn)行，共進(jìn)行了5項(xiàng)單項(xiàng)調(diào)整，包括：一二次風(fēng)比例調(diào)整、上下二次風(fēng)比例調(diào)整、回料器運(yùn)行方式調(diào)整、床壓調(diào)整、給煤方式調(diào)整。

3.2.1 試驗(yàn)工況

一二次風(fēng)比例調(diào)整工況：6∶4、5∶5、4∶6。上下二次風(fēng)比例調(diào)整工況：7∶3、5∶5、3∶7。回料器運(yùn)行方式調(diào)整工況：增加返料風(fēng)、降低松動(dòng)風(fēng)。床壓調(diào)整工況：11 kPa、10 kPa、9 kPa。給煤方式調(diào)整工況：根據(jù)爐內(nèi)氧量場情況，均化各給煤點(diǎn)的給煤量。

3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果

綜合上述單項(xiàng)調(diào)整試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果及分析如下：

圖1 床溫變化

試驗(yàn)過程中，對11個(gè)床溫高測點(diǎn)進(jìn)行了記錄，由圖1可見，調(diào)整后11個(gè)床溫測點(diǎn)值均較調(diào)整前有所降低，降低幅度約為10～15 ℃。且無超過970 ℃的床溫測點(diǎn)。燃燒調(diào)整對于降低床溫起到了明顯的效果。

圖2 風(fēng)機(jī)總電流變化

如圖2所示，以其中一點(diǎn)為例，8月21日300 MW工況較調(diào)整前風(fēng)機(jī)總電流分別降低了62.9 A和88.9 A，平均比較降低了75.9 A。

其他時(shí)間工況與考核工況負(fù)荷相同、煤種相同。

調(diào)整試驗(yàn)后，對鍋爐效率進(jìn)行了計(jì)算，表3表明：在鍋爐的各項(xiàng)熱損失中，排煙熱損失是最主要的因素，排煙熱損失約占全部熱損失的90%。

通過燃燒調(diào)整，雖然灰渣可燃物含量下降，但由于入爐煤的灰分不高，使得固體未完全燃燒熱損失雖有所下降，但并不顯著。

通過燃燒調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了降低鍋爐床溫，降低風(fēng)機(jī)總電耗的主要目的，但進(jìn)一步提高鍋爐效率的主要方法應(yīng)是降低排煙熱損失，回收排煙余熱。

表3 鍋爐效率計(jì)算匯總表

4 結(jié) 論

(1)床壓降低，一、二次風(fēng)機(jī)電流降低，因此廠用電率下降； 250 MW負(fù)荷電耗降低505 kW。

(2)250 MW負(fù)荷，在不影響飛灰、底渣燃盡時(shí)，氧量調(diào)低至2.0%左右，鍋爐效率提高，250 MW時(shí)鍋爐效率達(dá)到了93.85%，達(dá)到同類機(jī)組領(lǐng)先水平。

(3)在保證帶負(fù)荷能力和床溫的基礎(chǔ)上，采取低床壓運(yùn)行，節(jié)約了電耗，250 MW以上工況床壓不高于9 kPa。

(4)由于床溫降低，NOX排放值較調(diào)整前降低。

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