300?MW循環流化床鍋爐低床壓啟動技術的探討及應用

李曉宏

摘 要：通過對上鍋產300 MW循環流化床鍋爐床料添加系統存在缺陷的情況，以及啟動過程的分析，對啟動前鍋爐經濟床壓的數值進行了試驗求證，并提出了利用煤倉上床料，給煤機啟動過程中隨機添加床料的新技術。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 床壓 啟動 床料

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

廣東粵電云河發電有限公司#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。與300MW等級汽輪發電機組相匹配。鍋爐采用循環流化床燃燒技術，鍋爐島式露天布置、全鋼結構。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。一次風室采用絕熱式一次風室。循環流化床以其對燃料適應性高、燃燒效率高、排污低、負荷適應性好的優點已在該廠的生產實際中得到了證實。但因循環流化床鍋爐的熱容量很大、反應遲鈍的特點，所以造成了該鍋爐啟、停時間過長的缺點。結合該廠的實際情況，主要反應在啟動過程用時過長、啟動費用高方面。另一方面，因目前電力生產所面臨的情況來看，機組的經常性調峰啟停已成常態。而該廠的上鍋300 MW循環流化床鍋爐在一次風室、風道燃燒器、以及床料添加系統等輔助系統的設計上存在缺陷，導致床下油槍無法投運，床上油槍燃燒效率低，床料添加系統耗時久、易堵塞等問題經常出現。這進一步加大了啟動的耗時和費用的上升。為解決這一問題，提出了啟動前煤倉進渣，啟動過程中邊升爐邊加床料的快速啟動技術。

1 床壓在循環流化床鍋爐運行中的重要意義

床壓是循環流化床運行中的一個重要參數。對鍋爐的正常及安全穩定運行提供最基本也是最直觀的數據表征。床壓過高，在正常運行中會造成床溫低、流化困難、風機能耗高、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點，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，在正常運行中會造成床溫高、料層吹穿流化惡化、易結焦、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是指啟動前在添加床料時只添加部分床料，啟動床壓較規定低，而在鍋爐啟動過程中邊升爐邊進行床料的補充工作。這樣大大降低啟動前的床料添加時間及勞動強度，節省啟動過程的人力成本及燃油量。

2 現狀調查及分析

2.1 不適用的床料添加系統

上鍋配套的床料添加系統，采用的是高處布置的帶中間緩沖倉式的床料添加系統。采用壓縮空氣作為動力，倉泵程控運行添加，添加口為分離器回料口。該床料添加系統主要存在斗提機故障多，添加緩慢，倉泵易堵塞、添加管路經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的添加口，通過斗提機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，中間環節過多，人工成本高。另一方面，因其添加口的布置問題，利用該系統添加床料時必須進行爐內床料的平整工作，如果通過鍋爐風組運行來進行平整的話，風組的運行必然會帶走很多床料，大大延緩床料添加用時，而通過人工進入爐膛進行平整工作的話，勞動強度高、作業環境差、用時久、人工成本將進一步加大。

2.2 有缺陷的風道燃燒器系統

上鍋配套的啟動燃燒系統為4個風道燃燒器外加6個床上油槍燃燒器。啟動過程采用床上床下聯合啟動方式。但實際情況由于設計的一次風室存在缺陷，床下的風道燃燒器無法投入，只能采用床上油槍點火方式。該廠采用的一次風室為絕熱式一次風室，風室和爐膛采用懸吊式膨脹節連接。在風道燃燒器投入運行時，因一次風溫高而多次發生一次風室膨脹節爆裂損壞的故障，故而風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踐過的添加方式除了床料添加系統之外，還有以下兩種：第一種是利用爐膛兩側人孔門進行人工添加。該添加方式雖不需要進行人工平整工作，但因人孔門的位置較高，且只有2個人孔門，速度較慢，也比較費力耗時。第二種添加方式為利用給煤機落煤管進行添加。將8臺給煤機端部人孔門打開，8個給煤口同時進行人工添加。該添加方式速度最快，但需要進行人工平整工作，人工需求量也比較大。

通過以上分析調查發現，如果需要在啟動過程中進行床料的添加工作，只能利用對煤倉進行上床料，啟動過程中啟動給煤機隨機運行，根據當時床壓情況調整床料的添加量，從而實現在整個啟動過程床壓的穩定及可控。

3 低床壓啟動安全經濟數值的確定

隨著啟動過程的進行，因煙風系統的運行，必然會造成大量床料的流失。而在啟動初期因未進行給煤或者給煤量偏低，這些補充不足以穩定床壓。通過多次啟動過程分析，我們發現，在整個啟動過程中，床壓的下降幅度大概在4 kPa左右，而此數據的表象可以認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荷，只能在較低符合運行補充床料，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的數據確定，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，達到投煤溫度點所需時間為6小時05分鐘。一直到鍋爐物料實現平衡時，鍋爐的床壓只有10.6 kPa，而這么低的床壓是不可能繼續加負荷的，事實上，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負荷下運行了4個多小時后才緩慢的開始嘗試性的加負荷。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，達到投煤的溫度點所需時間為4小時15分鐘，在投煤后利用給煤機同步進行了床料的補充的工作，此后鍋爐床壓一直穩定在12.8 kPa左右，對啟動后期鍋爐帶負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 關鍵技術及主要創造點

（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。加床料的任務少了1/4，節省人工，節省時間。

（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，措施的關鍵點在于，必須確認煤倉空倉，給煤機皮帶上面沒有煤。必須保證通過該煤倉進入爐膛的必須是床料。考慮到燃燒平衡的問題，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，根據床壓情況，增加該給煤機的轉速，進行補床料工作。通過調整給煤機轉速來進行床壓的調整，不僅方便，而且可控。

參考文獻

[1] 劉海峰，孔令佳，廖鵬，等.300MW循環流化床鍋爐低床料起動的應用及效果[J].熱力發電，2011，40（9）：56-58.

[2] 李壽軍，劉衛強.300MW循環流化床鍋爐壓火及熱態啟動操作方法探討[J].內蒙古電力技術，2011，29（3）：102-104.