300?MW循環(huán)流化床鍋爐低床壓啟動技術(shù)的探討及應(yīng)用

李曉宏

摘 要：通過對上鍋產(chǎn)300 MW循環(huán)流化床鍋爐床料添加系統(tǒng)存在缺陷的情況，以及啟動過程的分析，對啟動前鍋爐經(jīng)濟(jì)床壓的數(shù)值進(jìn)行了試驗求證，并提出了利用煤倉上床料，給煤機(jī)啟動過程中隨機(jī)添加床料的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐 床壓 啟動 床料

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0021-02

廣東粵電云河發(fā)電有限公司#5、#6爐是上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1036/17.5-M4506，亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐。與300MW等級汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配。鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，鍋爐島式露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)。鍋爐主要由單爐膛、3個高溫絕熱旋風(fēng)分離器、3個回料閥、尾部對流煙道、4臺冷渣器和1個回轉(zhuǎn)式空預(yù)器等部分組成。爐膛采用單爐膛布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墻結(jié)構(gòu)。采用水冷布風(fēng)板，大直徑鐘罩式風(fēng)帽。一次風(fēng)室采用絕熱式一次風(fēng)室。循環(huán)流化床以其對燃料適應(yīng)性高、燃燒效率高、排污低、負(fù)荷適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)已在該廠的生產(chǎn)實(shí)際中得到了證實(shí)。但因循環(huán)流化床鍋爐的熱容量很大、反應(yīng)遲鈍的特點(diǎn)，所以造成了該鍋爐啟、停時間過長的缺點(diǎn)。結(jié)合該廠的實(shí)際情況，主要反應(yīng)在啟動過程用時過長、啟動費(fèi)用高方面。另一方面，因目前電力生產(chǎn)所面臨的情況來看，機(jī)組的經(jīng)常性調(diào)峰啟停已成常態(tài)。而該廠的上鍋300 MW循環(huán)流化床鍋爐在一次風(fēng)室、風(fēng)道燃燒器、以及床料添加系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)的設(shè)計上存在缺陷，導(dǎo)致床下油槍無法投運(yùn)，床上油槍燃燒效率低，床料添加系統(tǒng)耗時久、易堵塞等問題經(jīng)常出現(xiàn)。這進(jìn)一步加大了啟動的耗時和費(fèi)用的上升。為解決這一問題，提出了啟動前煤倉進(jìn)渣，啟動過程中邊升爐邊加床料的快速啟動技術(shù)。

1 床壓在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的重要意義

床壓是循環(huán)流化床運(yùn)行中的一個重要參數(shù)。對鍋爐的正常及安全穩(wěn)定運(yùn)行提供最基本也是最直觀的數(shù)據(jù)表征。床壓過高，在正常運(yùn)行中會造成床溫低、流化困難、風(fēng)機(jī)能耗高、鍋爐磨損增大等一系列問題，在啟動過程中，過高的床壓會大大延緩鍋爐投煤的時間參數(shù)點(diǎn)，造成啟動燃油量增加及延長啟動時間等問題。另一方面床壓過低，在正常運(yùn)行中會造成床溫高、料層吹穿流化惡化、易結(jié)焦、超溫爆管等一系列問題，在啟動過程中，過低的床壓會造成床層下部溫度難以提升，而初期投煤時保證給煤著火的關(guān)鍵就在于下次床溫，這就造成投煤后給煤不燃燒，大量堆積在床料下部，后期必然引起鍋爐爆燃的嚴(yán)重后果。所以在啟動前鍋爐添加床料多少將直接影響啟動過程的耗時。

該文提出的低床壓啟動技術(shù)是指啟動前在添加床料時只添加部分床料，啟動床壓較規(guī)定低，而在鍋爐啟動過程中邊升爐邊進(jìn)行床料的補(bǔ)充工作。這樣大大降低啟動前的床料添加時間及勞動強(qiáng)度，節(jié)省啟動過程的人力成本及燃油量。

2 現(xiàn)狀調(diào)查及分析

2.1 不適用的床料添加系統(tǒng)

上鍋配套的床料添加系統(tǒng)，采用的是高處布置的帶中間緩沖倉式的床料添加系統(tǒng)。采用壓縮空氣作為動力，倉泵程控運(yùn)行添加，添加口為分離器回料口。該床料添加系統(tǒng)主要存在斗提機(jī)故障多，添加緩慢，倉泵易堵塞、添加管路經(jīng)常性堵塞等很多問題。一方面，添加床料時必須人工將床料加至斗提機(jī)的添加口，通過斗提機(jī)將床料提升至高位的渣倉，之后才可以通過倉泵將床料送至爐膛，中間環(huán)節(jié)過多，人工成本高。另一方面，因其添加口的布置問題，利用該系統(tǒng)添加床料時必須進(jìn)行爐內(nèi)床料的平整工作，如果通過鍋爐風(fēng)組運(yùn)行來進(jìn)行平整的話，風(fēng)組的運(yùn)行必然會帶走很多床料，大大延緩床料添加用時，而通過人工進(jìn)入爐膛進(jìn)行平整工作的話，勞動強(qiáng)度高、作業(yè)環(huán)境差、用時久、人工成本將進(jìn)一步加大。

2.2 有缺陷的風(fēng)道燃燒器系統(tǒng)

上鍋配套的啟動燃燒系統(tǒng)為4個風(fēng)道燃燒器外加6個床上油槍燃燒器。啟動過程采用床上床下聯(lián)合啟動方式。但實(shí)際情況由于設(shè)計的一次風(fēng)室存在缺陷，床下的風(fēng)道燃燒器無法投入，只能采用床上油槍點(diǎn)火方式。該廠采用的一次風(fēng)室為絕熱式一次風(fēng)室，風(fēng)室和爐膛采用懸吊式膨脹節(jié)連接。在風(fēng)道燃燒器投入運(yùn)行時，因一次風(fēng)溫高而多次發(fā)生一次風(fēng)室膨脹節(jié)爆裂損壞的故障，故而風(fēng)道燃燒器只能不采用。而床上燃燒器對床料的加熱效率較差，可利用熱量較低，從而導(dǎo)致了啟動過程時間久、耗油多的問題。

2.3 床料添加的各種方式

目前該型號鍋爐可采用并已實(shí)踐過的添加方式除了床料添加系統(tǒng)之外，還有以下兩種：第一種是利用爐膛兩側(cè)人孔門進(jìn)行人工添加。該添加方式雖不需要進(jìn)行人工平整工作，但因人孔門的位置較高，且只有2個人孔門，速度較慢，也比較費(fèi)力耗時。第二種添加方式為利用給煤機(jī)落煤管進(jìn)行添加。將8臺給煤機(jī)端部人孔門打開，8個給煤口同時進(jìn)行人工添加。該添加方式速度最快，但需要進(jìn)行人工平整工作，人工需求量也比較大。

通過以上分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果需要在啟動過程中進(jìn)行床料的添加工作，只能利用對煤倉進(jìn)行上床料，啟動過程中啟動給煤機(jī)隨機(jī)運(yùn)行，根據(jù)當(dāng)時床壓情況調(diào)整床料的添加量，從而實(shí)現(xiàn)在整個啟動過程床壓的穩(wěn)定及可控。

3 低床壓啟動安全經(jīng)濟(jì)數(shù)值的確定

隨著啟動過程的進(jìn)行，因煙風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，必然會造成大量床料的流失。而在啟動初期因未進(jìn)行給煤或者給煤量偏低，這些補(bǔ)充不足以穩(wěn)定床壓。通過多次啟動過程分析，我們發(fā)現(xiàn)，在整個啟動過程中，床壓的下降幅度大概在4 kPa左右，而此數(shù)據(jù)的表象可以認(rèn)為整個啟動過程會造成大概1/4床料的流失。如果在初期添加床料不足，在后期床壓過低時，因床溫高而造成鍋爐難以帶負(fù)荷，只能在較低符合運(yùn)行補(bǔ)充床料，提升床壓。下面通過該廠兩次啟動過程的典型分析來說明低床壓啟動技術(shù)的數(shù)據(jù)確定，見表1。

啟動過程一：

在此次啟動過程中，初始啟動床壓為16.1 kPa，達(dá)到投煤溫度點(diǎn)所需時間為6小時05分鐘。一直到鍋爐物料實(shí)現(xiàn)平衡時，鍋爐的床壓只有10.6 kPa，而這么低的床壓是不可能繼續(xù)加負(fù)荷的，事實(shí)上，為了提高床壓，降低床溫增加鍋爐出力，該次啟動過程在120 MW負(fù)荷下運(yùn)行了4個多小時后才緩慢的開始嘗試性的加負(fù)荷。最后該次啟動總用時23小時24分鐘，使用燃油47T，而此時間還不包括啟動前進(jìn)行床料添加所用的時間。

啟動過程二：

在此次啟動過程中，初始啟動床壓為13.5 kPa，達(dá)到投煤的溫度點(diǎn)所需時間為4小時15分鐘，在投煤后利用給煤機(jī)同步進(jìn)行了床料的補(bǔ)充的工作，此后鍋爐床壓一直穩(wěn)定在12.8 kPa左右，對啟動后期鍋爐帶負(fù)荷能力沒有絲毫影響。最后整個啟動過程用時15小時25分鐘，使用燃油26.5 t。

4 關(guān)鍵技術(shù)及主要創(chuàng)造點(diǎn)

（1）啟動前的床料添加只加150 t（原來我們一直都是加200 t）。這樣啟動后床壓大概在13 kPa左右。加床料的任務(wù)少了1/4，節(jié)省人工，節(jié)省時間。

（2）保持一個煤倉空倉情況下，加100 t左右床料。通過燃料皮帶直接將床料加至煤倉，措施的關(guān)鍵點(diǎn)在于，必須確認(rèn)煤倉空倉，給煤機(jī)皮帶上面沒有煤。必須保證通過該煤倉進(jìn)入爐膛的必須是床料?？紤]到燃燒平衡的問題，建議加床料至中間的煤倉。

（3）鍋爐可以投煤后，及時啟動床料煤倉下的給煤機(jī)，根據(jù)床壓情況，增加該給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行補(bǔ)床料工作。通過調(diào)整給煤機(jī)轉(zhuǎn)速來進(jìn)行床壓的調(diào)整，不僅方便，而且可控。

參考文獻(xiàn)

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