循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度偏低治理方案

李自凡

（中國平煤神馬集團(tuán)平頂山信息通信技術(shù)開發(fā)公司，河南 平頂山 467021）

循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度偏低治理方案

李自凡

（中國平煤神馬集團(tuán)平頂山信息通信技術(shù)開發(fā)公司，河南 平頂山 467021）

文章詳細(xì)分析了造成某循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度偏低的原因，采取的相應(yīng)治理方案，及系統(tǒng)改造后使用效果等，通過本文的討論，為鍋爐運行中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象分析判斷及處理提供了參考。

鍋爐；主汽溫度偏低；治理方案

中國平煤神馬集團(tuán)某公司2臺循環(huán)流化床鍋爐分別于2010年10月、2011年4月陸續(xù)建成投運。鍋爐額定蒸汽壓力：5.29MPa，額定流量：130t/h，額定溫度 485℃。鍋爐產(chǎn)汽主要供給該公司 120萬t/a真空制鹽系統(tǒng)生產(chǎn)用汽。根據(jù)制鹽系統(tǒng)生產(chǎn)所需，鍋爐蒸發(fā)量一般保持90t/h左右，主蒸汽溫度410℃左右即可滿足生產(chǎn)需要。兩臺鍋爐自投運至2013年上半年一直運行平穩(wěn)。2013年9月，兩臺12MW抽氣背壓汽輪發(fā)電機(jī)相繼投入試運，汽輪機(jī)額定進(jìn)氣溫度：470℃（+10℃～-15℃）。自汽輪發(fā)電機(jī)投運后，發(fā)現(xiàn)鍋爐主汽溫度偏低，一般維持在 390℃～410℃之間，雖采用多種方式調(diào)整，但效果不明顯。

若主蒸汽溫度長期低于正常參數(shù)值運行，將給汽輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運行帶來很大隱患：

1）發(fā)電機(jī)功率不變，主汽溫度下降，將會引起蒸汽流量增大，各監(jiān)視段壓力升高，末級葉片過負(fù)荷。

2）汽耗增加，經(jīng)濟(jì)效益降低。根據(jù)公司背壓機(jī)組的溫度對功率的修正曲線圖可知，當(dāng)溫度下降5℃，功率降低100kW。

3）蒸汽溫度大幅度降低，將會引起末級葉片濕度增加，加劇了末級葉片的沖蝕作用。以汽機(jī)背壓壓力為0.5MPa時為例，對應(yīng)的飽和蒸汽溫度為152℃，要求末級葉片的蒸汽溫度不能低于飽和蒸汽溫度的過熱度60℃，也就是212℃，如果主汽溫度降低造成末級葉片溫度低于 212℃，將有可能造成末級葉片的濕氣沖蝕發(fā)生，直接威脅到汽輪機(jī)的安全運行。

鍋爐供汽溫度達(dá)不到要求，不但對生產(chǎn)造成安全隱患，而且制約了汽輪機(jī)發(fā)電量，增加了發(fā)電成本，沒有達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化運行。所以，汽輪發(fā)電機(jī)組投運后，針對鍋爐供汽溫度偏低不能滿足生產(chǎn)參數(shù)需求的問題，該公司進(jìn)行立項攻關(guān)。經(jīng)多方研究分析，根據(jù)設(shè)備特點和煤質(zhì)特性，采取了行之有效的運行調(diào)整方式和改造方案，徹底解決了鍋爐供汽溫度偏低不能滿足安全生產(chǎn)的問題，并在實際生產(chǎn)運營中收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 原因分析及處理措施

1.1 原因分析

為保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運行，針對鍋爐蒸汽溫度達(dá)不到使用參數(shù)的問題，該公司積極組織技術(shù)骨干從鍋爐運行方式、風(fēng)煤配比、料層厚度控制、燃料發(fā)熱量等方面進(jìn)行全面分析，主要原因有以下幾點：

1）運行方式有待調(diào)整優(yōu)化

按照鍋爐原來的運行方式，不帶汽輪發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的蒸汽直接供給制鹽系統(tǒng)，排煙溫度大多維持在 150℃～155℃左右，負(fù)荷高時，排煙溫度可達(dá)160℃以上。而鍋爐額定排煙溫度為140℃，相比熱損失大，降低了鍋爐熱效率。因此，運行方式有待調(diào)整。

2）汽包內(nèi)的部分汽水分離器加速帽脫落，影響汽水分離效果

汽包內(nèi)的部分離器采用旋風(fēng)分離作為粗分離裝置，波形板分離器作為細(xì)分離。拆開汽包兩側(cè)人孔門，對汽包內(nèi)部全面檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有約 1/3的上部加速帽脫落，造成汽水分離效果不好，使飽和蒸汽沒有完全分離，大量的汽水混合物進(jìn)入低溫過熱器，可造成汽包出口到低過進(jìn)口蒸汽溫度低于正常值10℃～20℃。

3）過熱器積灰嚴(yán)重

鍋爐用煤主要以該集團(tuán)八礦原煤、田洗、八洗中煤為主，灰份、硫份含量較高，鍋爐后豎井吸熱管道表面易積灰，且無法及時清理，影響鍋爐受熱面吸熱，造成過熱蒸汽溫度偏低。

1.2 處理措施

針對以上原因，該公司采取了以下初步調(diào)整措施：

1）調(diào)整運行方式。加大一次風(fēng)量，減少二次風(fēng)量，使鍋爐上部減少吸熱面積，少產(chǎn)生飽和蒸汽，相對于過熱器來說，汽量減少，吸熱面不變，溫度相應(yīng)會有所升高。同時，采用打開爐門，用鐵錘震打過熱器，使粘附到過熱器管道壁上的積灰脫落，增加吸熱效率。采用此方法，可以相對提高蒸汽溫度15℃～20℃，但效果不明顯，進(jìn)一步利用如下3）的措施可提高更多溫度。

2）針對汽包內(nèi)部分離器的問題，組織安裝人員對分離器重新定位安裝加固分離器上帽和下部分離筒，使分離器效果達(dá)到規(guī)定值。分離器安裝完成后，起動鍋爐發(fā)現(xiàn)，在負(fù)荷相同的情況下，低過進(jìn)口飽和汽在低過內(nèi)過熱并升溫10℃左右，主蒸汽溫度提高10℃左右。

3）利用停爐時間，人工進(jìn)入鍋爐后豎井，用壓縮空氣對吸熱管道進(jìn)行清灰，采用該方法在鍋爐起動后，蒸汽溫度可以提升到 470℃左右，但是經(jīng)過2～3天的運行后，溫度又逐漸回落420℃左右，并持續(xù)保持該狀態(tài)。

4）選派專技人員去河北邢臺等同類型電廠參觀學(xué)習(xí)，聘請專家教授進(jìn)行研究、分析。經(jīng)多次調(diào)試和探索，結(jié)合實際運行經(jīng)驗，得出結(jié)論：

由于公司鍋爐物料循環(huán)倍率高，所用的煤質(zhì)灰分含量高，造成煙氣含灰量大，致使高低溫過熱器表面大量積灰，傳熱效率下降。現(xiàn)兩臺鍋爐沒有裝吹灰器，無法及時清灰造成蒸汽溫度偏低。原因查找清楚后，經(jīng)公司研究決定對鍋爐尾部煙道系統(tǒng)進(jìn)行改造，加裝吹灰器。

2 吹灰器的工作原理及安裝后運行效果

方案確定后，經(jīng)篩選該公司選擇了氣脈沖吹灰器。

該吹灰器利用可燃?xì)怏w爆燃原理，在氣體爆燃瞬間形成的高能沖擊波和伴隨爆燃產(chǎn)生的劇烈聲響以及熱清洗效應(yīng)等，作用在預(yù)熱器冷段的受熱面上，這樣不僅能將預(yù)熱器表面的積灰吹掉，還能造成波形板之間的振動，避免了因結(jié)露引起的波形板之間粘連、結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。它的主要消耗能源為乙炔氣體，罐裝高壓乙炔氣體減壓后，經(jīng)過管道、電磁閥、調(diào)節(jié)閥、流量孔板和混合器進(jìn)入到燃燒室，當(dāng)乙炔氣體占混合氣體百分比大于可燃?xì)怏w著火濃度的下限時，點火后形成火焰，能量隨即釋放。間隔一定（大約8s左右）時間，燃燒室內(nèi)將再次充滿混合氣體，點火后再次燃燒，重復(fù)循環(huán)。如果點火失敗，混合氣體則從輸出管溢出，隨煙氣一同排出，不會因積存出現(xiàn)安全隱患。用氣脈沖吹灰器操作方法簡便、安全、吹灰效果明顯。

2013年3月，該公司利用2號爐停爐機(jī)會，在2號爐過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器處安裝了12組吹灰器。2號鍋爐于3月28日起動，起爐后，蒸汽溫度最高達(dá)到511℃，而后基本保持在460℃左右，最低降至 440℃，隨后在運行中起動吹灰器進(jìn)行吹掃鍋爐受熱面，汽溫再次升至 480℃左右。根據(jù) 3月28日至5月20日，2號爐的運行狀況，鍋爐蒸汽基本維持在440℃～480℃，汽輪機(jī)機(jī)前主汽溫度基本保持在430℃～470℃（如果吹掃時間稍長，汽溫會高于 480℃，兩次吹掃間隔稍長，汽溫又回落至440℃）。

經(jīng)過近2個月的實踐檢驗，用脈沖式吹灰器對鍋爐間斷進(jìn)行吹灰操作，可以使鍋爐蒸汽提升50℃～60℃左右.維持在420℃～470℃區(qū)間，滿足了汽輪機(jī)對蒸汽的溫度要求，保證了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行。而且，吹灰器投運后，鍋爐的耗煤量大幅下降，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

下面是汽輪機(jī)投運以來鍋爐沒有調(diào)整（2012年11月）、調(diào)整試驗（2013年2月）、安裝吹灰器（2013年4月）的運行對比數(shù)據(jù)。

表1 運行參數(shù)統(tǒng)計表（統(tǒng)計時間按照30天720h計算）

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

1）沒有進(jìn)行運行方式調(diào)整以前，耗煤量24.96t/h，調(diào)整期間耗煤量24.08t/h，安裝吹灰器后，耗煤量23.21t/h，調(diào)整前與安裝后，節(jié)省燃煤1.65t/h，年運行時間按照7200h計算，每年可節(jié)約用煤11880t左右（發(fā)熱量為3000大卡/kg），降低成本300萬元左右。

2）當(dāng)主汽溫度在 410℃～460℃區(qū)間，溫度每升高 10℃，負(fù)荷增加 200kW左右，照此計算，每小時可多發(fā)電 800kW·h，每年可多發(fā)電 576萬kW·h，增加效益100多萬元。

3）排煙溫度降低 15℃以上，發(fā)電廠能源消耗量和污染排放量相對減少10%左右。

3.2 安全效益分析

1）加裝吹灰器后，提高了鍋爐主汽溫度，使汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度達(dá)到了汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運行要求，對汽輪機(jī)的安全運行、結(jié)構(gòu)部件性能穩(wěn)定等提供了保證。

2）吹灰器投用后，能有效、及時地清理了積灰、積垢、可燃物，提高鍋爐受熱面的傳熱效率，降低了排煙溫度，達(dá)到節(jié)能目的，保證了鍋爐安全穩(wěn)定運行。

4 結(jié)論

本文通過對循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度偏低治理方案的多方探索與實踐，最后根據(jù)設(shè)備特點和煤質(zhì)特性，采用了行之有效的改造方案，解決了鍋爐供汽溫度偏低不能滿足安全生產(chǎn)的問題，在實際生產(chǎn)運營中收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]黃煥椿.發(fā)電廠熱力設(shè)備[M].北京: 水利電力出版社, 1985.

[2]任永紅.循環(huán)流化床鍋爐使用培訓(xùn)教材[M].北京:中國電力出版社, 2007.

[3]邵和春.汽輪機(jī)運行[M].2版.北京: 中國電力出版社, 2006.

[4]李懷新, 王興和, 尹民權(quán), 等.淺談氣脈沖吹灰器在鍋爐預(yù)熱器/省煤器上的應(yīng)用[C]//全國電力行業(yè)循環(huán)流化床機(jī)組技術(shù)交流服務(wù)協(xié)作網(wǎng)年會, 2008: 864-865.

Exploration and Application on Recover of Low Main Steam Temperature in Circulating Fluidized Bed Boiler

Li Zifan
(Pingdingshan Coal, China Shenma Group Information and Communication Technology Development Company, Pingdingshan, He’nan 467021)

The article analyzes in detail the reason of low main steam temperature ina circulating fluidized bed boiler.We discussed the control scheme of the default, and the utilization effect after reforming the system.By the introduction, a reference can be provided for judgement and analysis of anomalies in the operation of fluidized bed boilers.

fluidized bed boiler; low main steam temperature; harness

李自凡（1974-），女，河南省平頂山人，工程師，主要從事培訓(xùn)工作。