降低300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫分析

劉宏強(qiáng)

摘 要：云浮C廠兩臺(tái)機(jī)組是上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1036/17.5-M4506，亞臨界參數(shù)、帶再熱、單汽包自然循環(huán)、島式布置、全鋼架支吊結(jié)合的循環(huán)流化床鍋爐。與300MW等級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配。鍋爐主要由單爐膛、3個(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器、前墻8點(diǎn)給煤，同時(shí)配備床上、床下燃燒器。自投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐運(yùn)行基本正常，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)缺陷以及技術(shù)不成熟，鍋爐長(zhǎng)期保持高床溫、大風(fēng)量運(yùn)行，由此引發(fā)不少問(wèn)題：文章從300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫高實(shí)際狀況尋找原因，從運(yùn)行控制到燃料控制，通過(guò)技術(shù)改造解決問(wèn)題。從而為同類型300MW循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放控制提供參考和積累經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床；床溫；控制措施

引言

循環(huán)流化床鍋爐近年得到國(guó)內(nèi)的認(rèn)可，在經(jīng)濟(jì)性上燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高和負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)勢(shì)。在環(huán)保清潔方面具有NOx排放低、可實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程中直接脫硫等對(duì)控制污染有重要意義。云浮C廠兩臺(tái)機(jī)組均為上海鍋爐廠具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300MW循環(huán)流化床機(jī)組；自投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐運(yùn)行基本正常，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)缺陷以及技術(shù)不成熟，鍋爐長(zhǎng)期保持高床溫、大風(fēng)量運(yùn)行，由此引發(fā)不少問(wèn)題：本文從300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫高實(shí)際狀況尋找原因，從運(yùn)行控制到燃料試驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)改造解決問(wèn)題。從而為同類型300MW循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放控制提供參考和積累經(jīng)驗(yàn)。

1 床溫高的問(wèn)題

1.1 控制300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫的意義

床溫是指循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)的床層溫度，分為上層床溫和下層床溫。它是反映爐內(nèi)燃燒狀態(tài)的重要參數(shù)，床溫的控制直接影響鍋爐的燃燒穩(wěn)定和燃料的結(jié)焦性以及脫硝、脫硫效率（爐內(nèi)脫硫方式時(shí)）。

1.2 300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫高產(chǎn)生的問(wèn)題

云浮C廠兩臺(tái)機(jī)組均為上海鍋爐廠具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300MW循環(huán)流化床機(jī)組；分別于2010年7月和8月投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐運(yùn)行基本正常，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)缺陷以及技術(shù)不成熟，鍋爐長(zhǎng)期保持高床溫、大風(fēng)量運(yùn)行，由此引發(fā)不少問(wèn)題：

（1）床溫高、風(fēng)機(jī)出力大，能耗大。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷N≥250MW時(shí)，平均床溫都保存在≥930℃一次風(fēng)量基本都保持≥410KNm3/h、兩側(cè)風(fēng)機(jī)電流基本保持在230-250A。二次風(fēng)量基本都保持≥300KNm3/h、兩側(cè)風(fēng)機(jī)電流基本保持在110-125A。這反應(yīng)出機(jī)組運(yùn)行中為保證床層流化及控制床溫，風(fēng)機(jī)出力均保持較高，導(dǎo)致高電耗。

（2）床溫高且不平均，部分單點(diǎn)高，難以判斷爐內(nèi)真實(shí)燃燒狀況。造成配風(fēng)混亂。

（3）一次風(fēng)量大，風(fēng)速高，摩擦系數(shù)增大。容易造成四管泄漏。

（4）風(fēng)量過(guò)大，排煙溫度高，鍋爐熱損失大。

（5）NOx排放量超標(biāo)。據(jù)設(shè)計(jì)循環(huán)流化床鍋爐床溫控制在850-900之間NOx的生成最少。在床溫普遍≥930℃的情況下。由于在設(shè)計(jì)初期的國(guó)家NOx排放指標(biāo)沒(méi)有那么嚴(yán)格（400mg/Nm3），所以沒(méi)有配套脫硝裝置，導(dǎo)致NOx排放經(jīng)常超標(biāo)（排放指標(biāo)200mg/Nm3）。通過(guò)不定期的采樣，同整個(gè)數(shù)據(jù)記錄的對(duì)比，平均每天NOx排放超標(biāo)平均時(shí)間達(dá)18小時(shí)。

2 控制措施和效果

通過(guò)分析，總結(jié)云浮C廠300MW循環(huán)流化床鍋爐床溫過(guò)高主要有以下三點(diǎn)原因：

（1）循環(huán)物料少，流化風(fēng)配風(fēng)不合理。

（2）床層床料粒徑配比不合理。通過(guò)不定期抽樣發(fā)現(xiàn)床料粒

徑≥8mm的占據(jù)30-48%，且不均勻，粒度過(guò)粗過(guò)多。

（3）風(fēng)帽設(shè)計(jì)不合理。布風(fēng)會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，加劇風(fēng)帽磨損，造成流化不均。

通過(guò)技術(shù)控制和設(shè)備改造，我們采取下面四個(gè)措施，得到比較明顯效果。

（1）控制返料器風(fēng)量配比，合理分配回料閥松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)配風(fēng)。并制作典型工況操作卡指導(dǎo)操作。

原回料閥松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)配風(fēng)比例不合理，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整后，松動(dòng)風(fēng)調(diào)整門(mén)開(kāi)度規(guī)定為30%，返料風(fēng)調(diào)整門(mén)開(kāi)度規(guī)定為95%以上，以保證回料閥立管差壓建立和循環(huán)料的返料正常。在稀相區(qū)差壓不大于1.5KPa的情況下，松動(dòng)風(fēng)門(mén)不作運(yùn)行調(diào)整。

（2）從控制床層顆粒度入手，在原本設(shè)計(jì)上沒(méi)有設(shè)置爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)，所以通過(guò)摻燒常規(guī)爐渣來(lái)改善床料的均勻性。同時(shí)在配煤中加入高灰分的煙煤，蓄高床壓后進(jìn)行排渣，是床料的大顆?？梢酝ㄟ^(guò)冷渣系統(tǒng)排出，一達(dá)到床層顆粒置換和控制的效果。降低的風(fēng)量，減少了風(fēng)機(jī)損耗，也降低風(fēng)帽和爐管的磨損。

（3）對(duì)風(fēng)帽（大直徑鐘罩改進(jìn)型風(fēng)帽）進(jìn)行技改，改變風(fēng)帽開(kāi)孔數(shù)和開(kāi)孔方向。達(dá)到減少布風(fēng)盲區(qū)。減少風(fēng)帽的磨損，降低因?yàn)轱L(fēng)帽磨損造成風(fēng)室漏渣，流化不均。還進(jìn)一步降低一次風(fēng)量，減少風(fēng)機(jī)電耗。

（4）通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整入爐煤顆粒度配比，在源頭把關(guān)。這是我們主要采取的措施：通過(guò)縮小部分二級(jí)破碎機(jī)錘頭間隙和篩網(wǎng)網(wǎng)眼尺寸，減小大顆粒比例和加強(qiáng)采樣監(jiān)測(cè)，從源頭上控制入爐煤顆粒度分布，控制1-6mm份額最大85%的要求，顆粒度≥8mm的從占據(jù)30-48%縮小至15-20%，合理分配顆粒比例；采樣監(jiān)測(cè)工作更細(xì)致化，增加不同的取樣點(diǎn)，并形成實(shí)時(shí)報(bào)表。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）床壓降低，一、二次風(fēng)機(jī)電流降低，飛灰可燃物低，氧量可繼續(xù)降低至2.0%左右，因此廠用電率下降。

（2）250MW負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)，隨著床壓的降低，爐內(nèi)循環(huán)物料量減少，但隨著顆粒度比例的控制調(diào)節(jié)，床溫仍維持>915℃，確保飛灰及底渣燃盡，同時(shí)保證單點(diǎn)不超過(guò)960℃。

（3）滿負(fù)荷一次風(fēng)量達(dá)到46萬(wàn)Nm3/h風(fēng)室不漏渣，上層平均床溫低于920℃，單點(diǎn)最高床溫低于960℃。

（4）科學(xué)試驗(yàn)合理的入爐煤顆粒度配比，并嚴(yán)格按照要求把關(guān)；既有利于控制床溫，也有利于分級(jí)燃燒控制NOx濃度。

（5）通過(guò)摻燒常規(guī)爐渣和高灰分煙煤，使是流化床鍋爐床溫和床壓可控性提高。

（6）床壓和床溫的降低，減少了一、二風(fēng)量，使?fàn)t內(nèi)摩擦系數(shù)降低，四管泄漏幾率降低。減少流化床鍋爐因泄漏造成非停的次數(shù)。提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性。

（7）提供了180MW至300MW負(fù)荷條件下鍋爐最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)操作卡；經(jīng)考察運(yùn)行，節(jié)電效果明顯。

（8）隨著床壓的適當(dāng)優(yōu)化降低，系統(tǒng)阻力降低，一、二次風(fēng)機(jī)電流有所降低，一、二次風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)耗電率環(huán)比下降0.69%，鍋爐熱效率提高了0.5-0.8%。使得在機(jī)組停運(yùn)及負(fù)荷率環(huán)比下降的情況下，廠用電率、供電標(biāo)煤耗大幅下降。此項(xiàng)工作估計(jì)能使供電標(biāo)煤耗下降4g/kw.h，按#5、6機(jī)組利用小時(shí)5000h計(jì)算，每年可標(biāo)準(zhǔn)煤

12000t。

參考文獻(xiàn)

[1]岑可法，倪明江.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998.

[2]閻維平，于希寧.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制過(guò)程分析[J].鍋爐技術(shù)，2001（12）.

[3]李云峰，王化躍，石業(yè)鵬.淺析循環(huán)流化床鍋爐床溫的調(diào)整[J].山東煤炭科技，2008（6）.

[4]李鵬飛，趙明，賽俊聰，等.300MW循環(huán)流化床鍋爐動(dòng)態(tài)特性的試驗(yàn)研究[J].熱能動(dòng)力工程，2014（5）.

[5]王錕.循環(huán)流化床鍋爐床溫及汽溫調(diào)整[J].能源與節(jié)能，2013（8）.

[6]丁勇富，何映光.30萬(wàn)千瓦循環(huán)流化床鍋爐床壓、床溫的控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007（35）.