淺談300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化

李永斌

摘要：鍋爐作為電廠能量轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，一直以來受到了廣泛的關(guān)注和深入的研究，目前為止，已經(jīng)歷了無數(shù)次的鍋爐技術(shù)革新，也使電力生產(chǎn)中流入了多種類型的鍋爐產(chǎn)品。其中，循環(huán)流化床鍋爐以其煤種適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、穩(wěn)定燃燒、排污量少、易控制等諸多優(yōu)點(diǎn)而在電廠生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，因此，循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的運(yùn)行優(yōu)化直接關(guān)系著大多數(shù)火電廠的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效率，對其進(jìn)行研究具有一定的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床；鍋爐；機(jī)組；運(yùn)行優(yōu)化

1、300MW循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)優(yōu)化

順利進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程，有利于機(jī)組的快速啟動(dòng)，盡早建立鍋爐灰循環(huán)，有利于鍋爐的均勻加熱，以及機(jī)組并網(wǎng)以后的快速升負(fù)荷。在鍋爐檢修結(jié)束，風(fēng)量標(biāo)定完畢，具備添加床料條件時(shí)，提前添加好床料。得到機(jī)組啟動(dòng)命令后，確認(rèn)鍋爐保護(hù)正確投入，四個(gè)外置床錐閥在關(guān)閉位置，按順序啟動(dòng)一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)或三臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)（根據(jù)流化的需要確定），高壓流化風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，調(diào)整每個(gè)回料閥風(fēng)箱風(fēng)量，開啟外置床斜管的流化風(fēng)門，確認(rèn)每個(gè)外置床暢通后，再啟動(dòng)一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后調(diào)整左右側(cè)一次風(fēng)量在90kNm3/h左右，觀察鍋爐床壓的情況，一般要求床壓在10～11kPa左右。鍋爐點(diǎn)火時(shí)，左右側(cè)風(fēng)燃器分別先投入一支油槍，觀察爐膛溫升情況，控制床溫上升速率小于100℃，點(diǎn)火1小時(shí)后，根據(jù)爐膛的溫升情況，可再投入其它兩支油槍。期間要求任何情況下，控制風(fēng)道燃燒器溫度不大于900℃。鍋爐中部平均床溫達(dá)到350℃以后，啟動(dòng)給煤線進(jìn)行脈沖投煤，期間注意鍋爐氧量和床溫的變化情況，避免出現(xiàn)爆燃的情況。確認(rèn)投煤燃燒正常以后，可逐步增加給煤量至40～50t，同時(shí)降低風(fēng)燃器油槍的出力。待床溫升至650～700℃之間時(shí)，可逐漸停運(yùn)風(fēng)燃器油槍。通過上述啟動(dòng)過程，可以看出整個(gè)啟動(dòng)過程首先是推遲了部分輔機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，節(jié)約用電；一次風(fēng)量的調(diào)整，一次風(fēng)量維持較低水平，減少熱量帶走，風(fēng)機(jī)節(jié)電；提前投煤，提前退出油槍運(yùn)行，節(jié)約了燃料成本。

2、300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整

（1）入爐煤粒度的控制。鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，爐膛的幾何尺寸是由密相區(qū)的速度決定的，所以要得到最佳的鍋爐運(yùn)行性能必須控制燃煤的粒度。粒度大，引起排渣量大，床溫高，帶負(fù)荷能力低等問題；粒度過細(xì)，可能導(dǎo)致分離器超溫、飛灰可燃物高、床壓不能維持等問題。合理選取燃煤粒度、確定合理的流化速度使之與爐膛尺寸相配合，是提高碳粒燃燒效率以及鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要舉措。燃煤粒度的確定必須綜合考慮設(shè)計(jì)參數(shù)、安全運(yùn)行、碎煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況和冷澄器出力等多方面因素，并通過多次篩分試驗(yàn)，確定適合鍋爐入爐煤粒度控制指標(biāo)。（2）飛灰及底灰含炭量的降低。飛灰含炭量和底灰含炭量是鍋爐燃燒效率的重要參數(shù)，炭顆粒燃燒越完全，飛灰、底灰含炭量越低，主要通過合理的風(fēng)煤配合和合理的一、二次風(fēng)配合來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橐淮物L(fēng)量增加，內(nèi)循環(huán)加強(qiáng)，底澄停留時(shí)間加長，對底澄燃盡有利。但一次風(fēng)量增加同時(shí)帶來了一些負(fù)面作用，磨損增加。且一次風(fēng)量達(dá)到一定值時(shí)，床溫將降低，對底渣燃盡不利，過量空氣系數(shù)也會(huì)增加，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低。因此，需要反復(fù)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，以確定合適的一次風(fēng)量和一、二次風(fēng)比率。一次風(fēng)量對飛灰影響明顯，它在設(shè)計(jì)上占總風(fēng)量的45%（300MW負(fù)荷時(shí)，一次風(fēng)量為2×202203Nm3/h）。該循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行調(diào)節(jié)中，為了降低對受熱面管壁的磨損，將一次風(fēng)量降低到2×180000Nm3/h，后來又進(jìn)一步降低到2×165000Nm3/h，這一措施不僅對降低管壁磨損效果顯著，同時(shí)使飛灰含炭量進(jìn)一步降低，提高了鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3、機(jī)組低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行方式優(yōu)化

由于部分地區(qū)電網(wǎng)峰谷差很大，特別是后夜班低負(fù)荷時(shí)間較長，根據(jù)計(jì)劃負(fù)荷曲線加強(qiáng)與調(diào)度的溝通，確定單機(jī)負(fù)荷在低谷時(shí)段超過3h的時(shí)候，要合理安排2臺(tái)機(jī)組的出力，對減負(fù)荷機(jī)組的2臺(tái)循環(huán)水泵、二次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，采取停運(yùn)1臺(tái)的節(jié)電措施，特做如下優(yōu)化運(yùn)行：（1）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至200MW時(shí)，將準(zhǔn)備停運(yùn)側(cè)二次風(fēng)機(jī)的負(fù)荷逐漸降至空載后停運(yùn)備用。因?yàn)樵诖素?fù)荷下，保留1臺(tái)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，可保證鍋爐能正常燃燒。（2）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減至180MW以下，真空在-79kPa以上，循環(huán)水溫升小于8℃，機(jī)組其他相關(guān)參數(shù)運(yùn)行正常時(shí)，可停止1臺(tái)循環(huán)水泵。此時(shí)1臺(tái)循環(huán)水泵的循環(huán)水量已滿足機(jī)組對真空的要求。（3）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至130MW時(shí)，將同側(cè)引風(fēng)機(jī)逐漸降至空載后停運(yùn)備用。因?yàn)樵诖素?fù)荷下，保留1臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，可以正常調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)壓。（4）循環(huán)水泵、二次風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)停運(yùn)后進(jìn)行啟動(dòng)前的檢查，確保隨時(shí)具備聯(lián)投的條件，以便接到指令后能快速升負(fù)荷。（5）運(yùn)行循環(huán)水泵的冷卻水壓力低于0.1MPa時(shí)，啟動(dòng)管道泵，增加冷卻水壓力和冷卻水量，確保運(yùn)行循環(huán)水泵的安全。（6）加強(qiáng)對單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)煙系統(tǒng)的監(jiān)視與調(diào)整，特別應(yīng)防止運(yùn)行的單側(cè)風(fēng)機(jī)過電流和爐膛壓力保護(hù)動(dòng)作。

4、300MW循環(huán)流化床鍋爐輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化

風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)節(jié)流調(diào)節(jié)成本低，系統(tǒng)簡單，能源損失大，不適宜作為主要調(diào)節(jié)手段，變頻調(diào)節(jié)是一種有效經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)手段，例如某公司對兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造，通過增加電機(jī)變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)入口門全開的狀態(tài)下，采用變頻調(diào)速控制裝置，通過改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，來控制風(fēng)機(jī)的出力，降低電機(jī)電流，減少節(jié)流調(diào)節(jié)，當(dāng)變頻故障時(shí)可以直接切換至工頻運(yùn)行，具保證設(shè)備安全穩(wěn)定。采用變頻控制除了明顯的節(jié)電，還有很多優(yōu)點(diǎn)：變頻器的軟啟動(dòng)/停止功能，啟動(dòng)電流小，減小啟動(dòng)電流對電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊；變頻改造后風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門全開，減少磨損，進(jìn)一步降低風(fēng)道阻力；變頻器調(diào)節(jié)減少了風(fēng)機(jī)以及電機(jī)的機(jī)械磨損，降低了軸承、軸瓦溫度。鍋爐排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中比較大的一項(xiàng)，只有降低排煙溫度，才能降低排煙損失，通過在尾部煙道安裝低壓省煤器，來降低排煙溫度。低壓省煤器受熱面安裝于空預(yù)器出口至電除塵入口的四個(gè)上行豎直煙道內(nèi)，分甲乙兩側(cè)對稱布置，四個(gè)煙道內(nèi)各布置一組受熱面，錯(cuò)列逆流，蛇形管屏形式。低壓省煤器分兩路取水，兩路取水均電動(dòng)調(diào)整門調(diào)節(jié)流量，控制水溫85℃，給水被加熱后和加出水匯合后進(jìn)入除氧器，通過低壓省煤器回水母管總電動(dòng)調(diào)門，調(diào)整省煤器降溫幅度。通過在空預(yù)器出口豎直煙道增加低溫省煤器，平均排煙溫度由改造前的167℃可降到115℃左右，降低達(dá)50多度，節(jié)能效果非常明顯。

5、結(jié)束語

對300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化，不僅保證了運(yùn)行的安全性，還提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約運(yùn)行成本，整體上提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。循環(huán)流化床鍋爐的獨(dú)特性能決定了其良好的發(fā)展趨勢，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對循環(huán)流化床鍋爐的研究，提高運(yùn)行效率，提高能源的利用率，保證不對環(huán)境造成污染。

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（作者單位：平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）