國產1036T/H循環流化床鍋爐深度降低氧量燃燒技術的研究與應用

林錦平（廣東粵電云河發電有限公司，廣東云浮 527300）

國產1036T/H循環流化床鍋爐深度降低氧量燃燒技術的研究與應用

林錦平
（廣東粵電云河發電有限公司，廣東云浮 527300）

云河發電有限公司運行人員通過在床料中添加AB廠（常規燃煤鍋爐）的煤渣以降低爐膛整體床溫，改變一、二次風的比例（降低一次風量，增加二次風量）、調整二次風上下層分門保證燃煤充分混合燃燒，均衡8臺給煤機給煤確保床溫不出現大偏差等深度降低氧量燃燒技術措施，達到降低廠用電、節能增效的目的，同時使飛灰可燃物和氮氧化物排放大大降低，取得非常明顯經濟效益，值得推廣應用。

循環流化床鍋爐 降低氧量 燃燒 研究與應用

循環流化床燃燒是一種新型的高效、低污染清潔燃煤技術。其具有燃料適應廣、燃燒效率高、NOX排放低等諸多優勢。在900℃左右的床溫下，燃料和空氣在爐膛密相區內混合，煤粒在流態化狀況下進行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁受熱面進行熱交換。煙氣攜帶大量的物料自下而上從爐膛上部的后墻出口切向進入三個旋風分離器，在旋風分離器中進行煙氣和固體顆粒的分離，分離后潔凈的煙氣由分離器中心筒出來依次進入尾部煙道內的低溫過熱器（低溫再熱器）、省煤器和空氣預熱器，此時煙溫降至140℃左右排出鍋爐；被分離器捕集下來的固體顆粒通過立管，由“U”型回料器及回料腿直接送回到爐膛，從而實現循環燃燒。因此固體物料（灰、未燃燼碳）在整個循環回路反復循環燃燒，燃料的燃燒效率大大提高，燃料的適應范圍十分廣。

1 主要設備介紹

云浮發電廠#5、#6爐是上海鍋爐廠生產的SG-1036/17.5-M4506，亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環、循環流化床鍋爐。鍋爐主要由單爐膛、3個高溫絕熱旋風分離器、3個回料閥、尾部對流煙道、4臺冷渣器和1個回轉式空預器等部分組成。

爐膛采用單爐膛布風板結構，爐膛內蒸發受熱面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墻結構。采用水冷布風板，大直徑鐘罩式風帽，具有布風均勻、防堵塞、防結焦和便于維修等優點。在爐膛上部后側布置有3個內徑9.2m的高溫絕熱旋風分離器，外殼由鋼板制造，內襯絕熱材料及耐磨耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。

鍋爐采用兩次配風，一次風從爐膛底部一次風室、布風板及風帽進入爐膛，爐膛底部設有鋼板式一次風室（內側敷設有耐火澆筑料），懸掛在爐膛水冷壁下集箱上。二次風分別從燃燒室前后墻錐體部分分上下兩層進入爐膛。鍋爐采用前墻集中給煤方式，8個給煤口沿寬度方向均勻布置在前墻水冷壁下部。

2 深度降低氧量燃燒技術研究與應用

自投產以來至2 01 5年3月份，根據上海鍋爐廠的要求，在180MW以上負荷時，我廠#5、#6爐爐膛出口氧量一直以2.0%為低限值。由于循環流化床鍋爐在燃用劣質煤方面能力突出，且#5、#6爐均以燒印尼煤為主，煤種的變化和氧量的這些要求在一定程度上給了我們空間進行優化。

隨著低氧燃燒技術的發展，我廠各技術人員對流化床設備熟悉程度的增加，通過對流化床燃燒技術的不斷摸索總結和長期不斷的調整觀察、數據對比，可知在確保燃煤充分燃燒、飛灰可燃物在合理的范圍內和爐膛床溫不超限的前提下，致力使爐膛出口氧量下降，可達到減少一、二次風機和引風機電耗，降低廠用電、節能增效的目的，也可使氮氧化物排放降低以符合環保要求。

在#5、#6爐日常運行期間，我廠運行部利用循環流化床運行穩定、蓄熱量大和不易滅火等優點，摸索著把爐膛出口煙氣含氧量由低限2.0%降低到1.5%，以進一步降低廠用電率和氮氧化物的生成。我們總結和制定出#5、#6爐一系列的技術措施和運行參數控制，使氧量降低到1.5%的同時床溫、飛灰可燃物和氮氧化物排放等參數在可控范圍內，并將其制成控制表，指導各值班員執行。

3 深度降低氧量技術措施

（1）每班在上煤過程中均勻摻入20噸AB廠的合格煤渣，置換出床料中顆粒較大的爐渣，在不同的負荷下使床壓保持在最優值，避免床壓過高增加一次風機出力，增加廠用電，若床壓過低，會使床溫過高。如在180MW負荷時，要求床壓保持在12.-12.5kPa之間，床壓高于上限值0.3 kPa即12.8kPa時開始排渣，排渣時要求4臺冷渣器全部啟動進行均勻排渣，排低至下限值后停止排渣，通過此措施以降低爐膛整體床溫。

（2）改變一、二次風的比例：降低一次風量，增加二次風量；調整二次風上下層分門開度保證燃煤與空氣充分混合燃燒。如在250MW負荷時，一次風量由原來450-470 kNm3/h降低至440-460kNm3/h，且要求其盡量靠下限運行；規定此負荷下空預器出口二次風壓大于5kPa，上、下層總二次風門保持在45、65的開度，通過提高二次風壓和增加的二次風與煤充分混合燃燒，增強燃燒效率；規定床上油槍風門A-D、E-F保持在20、30的開度以保證不燒毀油槍噴嘴，在降低非主要燃燒風量的同時確保設備安全。

（3）均衡8臺給煤機給煤確保床溫不出現較大偏差：要求8臺給煤機的給煤量不能相差超過2噸，使落煤均勻；制定出《C廠給煤機落煤管定期烘干敲打清煤技術措施》：在負荷低于230MW時，逐臺停運給煤機后打開其下閘門，通過熱風對落煤管積煤進行烘干，并用大錘敲打落煤管外壁，清除落煤管的積煤，保證給煤機落煤管不堵煤，確保給煤機落煤正常均勻。

（4）通過配合西安熱工院做燃燒優化試驗，吸收先進的技術，科學分析，得出回料器最佳工作狀況：回料器返料風門、松動風門和錐段吹掃風門分別調整為100、30、5開度，以確?；亓掀髟谧罴压ぷ鳡顟B，保證3個回料器返料和落料的正常，使爐膛床溫均勻。

通過運用以上深度降低氧量的燃燒技術措施，使得爐膛出口氧量由低限2.0%降為1.5%運行后，我們觀察并記錄穩定工況時調整前后一、二次風機及引風機總電流，飛灰可燃物和氮氧化物排放等相關數據，在各負荷下調整前后數據如下：以#6爐為例：

表1 調整前后數據

我們隨機抽取了#6爐調整前與調整后的各4個月的飛灰可燃物、氮氧化物數據。如表2、表3所示：

表2 飛灰可燃物數據

4 結語

由表1數據可知氧量由低限2.0%降為1.5%后，6KV電機一、二次風機和引風機電流有了明顯的下降，滿負荷時調整后平均每小時電流下降33.625A，節約電量：1.732*6000*33.625=349.431千瓦時；

按2015年#6機可利用小時數4500小時算，全年可節約電量：349.431*4500=1572439.5千瓦時；

按0.5元每千瓦時算，#6機全年可節省：1572439.5*0.5 =786219.75元；

則#5、#6兩臺機組每年可節省約158萬元。

由表2飛灰可燃物數據對比可知，使用深度降低氧量燃燒技術后，由于二次風比例和二次風壓增加，加強了爐內空氣與煤的混合，使爐內可燃物燃燒得更充分，飛灰可燃物由1.505下降到0.852，降低了0.653。查閱相關資料可知300MW機組飛灰含碳量每下降1%，煤耗可節省1.23g/kwh，通過降低飛灰可燃物使我廠發電煤耗降低：0.653*1.23=0.80319g/kWh；

#6機全年發電量按11億度電算，即可節約標煤：0.80319* 1.1*109kwh=883.509T；

煤價按700元/噸算，可節約資金：1452.798*700=618456.3元；則#5、#6兩臺機組每年可節省約124萬元。

表3 250MW穩定工況時氮氧化物生成濃度數據

通過數據對比證明，此深度降低氧量燃燒技術可行，節能效果顯著，于是我們將其列入了云電運部［2015］14號《#5、6機組運行成本、環保、節能在線指標競賽辦法》中的“實時在線節能指標考核”氧量考核項上：

各爐考核基準值（平均值）為：氧量＞1.5%時，得基礎分5分。當某臺爐氧量值低于1.5%時，延時15分鐘后按低氧燃燒進行考核。

通過深度降低氧量燃燒調整后，可使我廠#5、#6機組每年節約資金282多萬元，且氮氧化物排放有了明顯降低，經濟、社會效益非常明顯，值得推廣應用。

［1］蔣敏華.大型循環流化床鍋爐技術［M］.北京:中國電力出版社，2009（7）.

［2］劉德昌.流化床燃燒技術［M］.北京:中國電力出版社，1995.

［3］周寶欣.循環流化床鍋爐技術問答［M］.北京:中國電力出版社，2006 （6）.

［4］屈衛東.循環流化床鍋爐設備及運行［M］.河南:河南科學技術出版社，2002（6）.

［5］云河發電有限公司300MW循環流化床鍋爐運行規程.