降低300MW循環流化床鍋爐床溫分析

劉宏強

摘 要：云浮C廠兩臺機組是上海鍋爐廠生產的SG-1036/17.5-M4506，亞臨界參數、帶再熱、單汽包自然循環、島式布置、全鋼架支吊結合的循環流化床鍋爐。與300MW等級汽輪發電機組相匹配。鍋爐主要由單爐膛、3個高溫絕熱旋風分離器、前墻8點給煤，同時配備床上、床下燃燒器。自投產以來，鍋爐運行基本正常，但由于經驗不足，設計缺陷以及技術不成熟，鍋爐長期保持高床溫、大風量運行，由此引發不少問題：文章從300MW循環流化床鍋爐床溫高實際狀況尋找原因，從運行控制到燃料控制，通過技術改造解決問題。從而為同類型300MW循環流化床鍋爐的安全運行、環保達標排放控制提供參考和積累經驗。

關鍵詞：300MW循環流化床；床溫；控制措施

引言

循環流化床鍋爐近年得到國內的認可，在經濟性上燃料適應性廣、燃燒效率高和負荷調節范圍大等優勢。在環保清潔方面具有NOx排放低、可實現燃燒過程中直接脫硫等對控制污染有重要意義。云浮C廠兩臺機組均為上海鍋爐廠具有自主知識產權的300MW循環流化床機組；自投產以來，鍋爐運行基本正常，但由于經驗不足，設計缺陷以及技術不成熟，鍋爐長期保持高床溫、大風量運行，由此引發不少問題：本文從300MW循環流化床鍋爐床溫高實際狀況尋找原因，從運行控制到燃料試驗，通過技術改造解決問題。從而為同類型300MW循環流化床鍋爐的安全運行、環保達標排放控制提供參考和積累經驗。

1 床溫高的問題

1.1 控制300MW循環流化床鍋爐床溫的意義

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

1.2 300MW循環流化床鍋爐床溫高產生的問題

云浮C廠兩臺機組均為上海鍋爐廠具有自主知識產權的300MW循環流化床機組；分別于2010年7月和8月投入商業運行。鍋爐運行基本正常，但由于經驗不足，設計缺陷以及技術不成熟，鍋爐長期保持高床溫、大風量運行，由此引發不少問題：

（1）床溫高、風機出力大，能耗大。當機組負荷N≥250MW時，平均床溫都保存在≥930℃一次風量基本都保持≥410KNm3/h、兩側風機電流基本保持在230-250A。二次風量基本都保持≥300KNm3/h、兩側風機電流基本保持在110-125A。這反應出機組運行中為保證床層流化及控制床溫，風機出力均保持較高，導致高電耗。

（2）床溫高且不平均，部分單點高，難以判斷爐內真實燃燒狀況。造成配風混亂。

（3）一次風量大，風速高，摩擦系數增大。容易造成四管泄漏。

（4）風量過大，排煙溫度高，鍋爐熱損失大。

（5）NOx排放量超標。據設計循環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。由于在設計初期的國家NOx排放指標沒有那么嚴格（400mg/Nm3），所以沒有配套脫硝裝置，導致NOx排放經常超標（排放指標200mg/Nm3）。通過不定期的采樣，同整個數據記錄的對比，平均每天NOx排放超標平均時間達18小時。

2 控制措施和效果

通過分析，總結云浮C廠300MW循環流化床鍋爐床溫過高主要有以下三點原因：

（1）循環物料少，流化風配風不合理。

（2）床層床料粒徑配比不合理。通過不定期抽樣發現床料粒

徑≥8mm的占據30-48%，且不均勻，粒度過粗過多。

（3）風帽設計不合理。布風會產生盲區，加劇風帽磨損，造成流化不均。

通過技術控制和設備改造，我們采取下面四個措施，得到比較明顯效果。

（1）控制返料器風量配比，合理分配回料閥松動風和返料風配風。并制作典型工況操作卡指導操作。

原回料閥松動風和返料風配風比例不合理，通過優化調整后，松動風調整門開度規定為30%，返料風調整門開度規定為95%以上，以保證回料閥立管差壓建立和循環料的返料正常。在稀相區差壓不大于1.5KPa的情況下，松動風門不作運行調整。

（2）從控制床層顆粒度入手，在原本設計上沒有設置爐內脫硫系統，所以通過摻燒常規爐渣來改善床料的均勻性。同時在配煤中加入高灰分的煙煤，蓄高床壓后進行排渣，是床料的大顆粒可以通過冷渣系統排出，一達到床層顆粒置換和控制的效果。降低的風量，減少了風機損耗，也降低風帽和爐管的磨損。

（3）對風帽（大直徑鐘罩改進型風帽）進行技改，改變風帽開孔數和開孔方向。達到減少布風盲區。減少風帽的磨損，降低因為風帽磨損造成風室漏渣，流化不均。還進一步降低一次風量，減少風機電耗。

（4）通過試驗調整入爐煤顆粒度配比，在源頭把關。這是我們主要采取的措施：通過縮小部分二級破碎機錘頭間隙和篩網網眼尺寸，減小大顆粒比例和加強采樣監測，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30-48%縮小至15-20%，合理分配顆粒比例；采樣監測工作更細致化，增加不同的取樣點，并形成實時報表。

3 結束語

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

（2）250MW負荷以下運行時，隨著床壓的降低，爐內循環物料量減少，但隨著顆粒度比例的控制調節，床溫仍維持>915℃，確保飛灰及底渣燃盡，同時保證單點不超過960℃。

（3）滿負荷一次風量達到46萬Nm3/h風室不漏渣，上層平均床溫低于920℃，單點最高床溫低于960℃。

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

（5）通過摻燒常規爐渣和高灰分煙煤，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、二風量，使爐內摩擦系數降低，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。提高機組安全經濟性。

（7）提供了180MW至300MW負荷條件下鍋爐最優運行參數操作卡；經考察運行，節電效果明顯。

（8）隨著床壓的適當優化降低，系統阻力降低，一、二次風機電流有所降低，一、二次風機及引風機耗電率環比下降0.69%，鍋爐熱效率提高了0.5-0.8%。使得在機組停運及負荷率環比下降的情況下，廠用電率、供電標煤耗大幅下降。此項工作估計能使供電標煤耗下降4g/kw.h，按#5、6機組利用小時5000h計算，每年可標準煤

12000t。

參考文獻

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