生物質鍋爐床溫高的原因分析及對策

溫成坤

摘 要：廣東粵電湛江生物質電廠鍋爐為高溫高壓參數、自然循環、單爐膛、平衡通風、露天布置、鋼架雙排柱懸吊結構、固態排渣循環流化床鍋爐。鍋爐在使用使用15%建筑廢料燃料后，運行時間達至60天后就會出現鍋爐床溫高，嚴重影響鍋爐的安全、經濟運行。

關鍵詞：生物質;循環流化床鍋爐;床溫;流化

序言：廣東粵電湛江生物質電廠是全世界單機容量最大的純燃用生物質燃料的電廠，總裝機容量為2×50MW。其鍋爐為高溫高壓參數、自然循環、單爐膛、平衡通風、露天布置、鋼架雙排柱懸吊結構、固態排渣循環流化床鍋爐。設計鍋爐燃用燃料為周邊地區的農林廢棄物及木材加工廠的邊角料、甘蔗渣、甘蔗葉等生物質燃料。鍋爐使用15%建筑廢料燃料后，發現鍋爐運行時間兩個月左右后，鍋爐床溫就偏高且波動較大，經常會超過設計值850℃達至920℃，嚴重影響鍋爐安全、經濟運行。下面本人根據自己的實際工作經驗及對現場運行工況的了解，分析一下造成鍋爐床溫偏高的原因及應該采取的技術措施。

一、鍋爐參數簡介：

鍋爐主要設計參數：

設計燃料：

鍋爐燃用按樹的皮、枝、葉、根和甘蔗葉、渣;木材邊角料;等農林廢棄物。

——設計燃料：50%甘蔗葉（12%水分）+20%樹皮（25%水分）+30%其它（25%水分）;

實際燃料：

鍋爐燃用按樹的皮、枝、葉、根和甘蔗葉、渣;木材邊角料等農林廢棄物及建筑廢料。

——實際燃料：35%散樹皮（40%水分）+30%碎樹皮（50%水分）+木尾%（20%水分）+建筑廢料15%（15%水分）。

#2鍋爐2020年5月17日啟動運行后，開始配燒15%建筑廢料，運行時間超過60天后，滿負荷工況下，發現床下平均溫度一般會達到830℃左右，床中、床上溫度也較之前有明顯提高，普遍接近840℃。床溫經常超過850℃（鍋爐設計要求床溫低于850℃），最多升到920℃。床溫超過900℃后鍋爐爐膛有結焦風險，嚴重影響鍋爐安全、經濟運行。鍋爐爐膛超溫時主要參數：機組負荷50.4MW、一次風量 80000Nm3/h、二次風量92000Nm3/h、床壓8.5KPa、沸下平均床溫℃、沸中平均床溫907℃、沸上平均床溫918℃。

二、鍋爐爐床溫偏高的原因分析：

1、機組運行時間長，爐內循環物料中大顆粒物料多，近段時間進行摻燒15%建筑廢料，建筑廢料含鐵偏多，排不出的鐵質物質容易聚團影響流化，鐵質物質在風帽周圍聚集也會使風帽堵塞或者改變風向，致使鍋爐流化變差。

2、進段時間天氣較好且氣溫高，來料燃料整體水分較低，庫存的碎樹皮不多，入爐燃料品質較好，鍋爐床溫整體有上升趨勢。

3、#2鍋爐A冷渣機進口堵塞時間較長，長期只能通過B冷渣機排渣，導致A側床料中大的物料較多，影響鍋爐流化。

4、#2鍋爐料倉技改后，由于一級給料機阻力較大，經過近兩個月運行，料倉底部變形嚴重，引起一級給料機（特別是C兩臺一級給料機、目前螺旋片已經部分脫落）卡料嚴重，使用流動性較差的樹皮類燃料時，頻繁卡死無法正常運行，但使用流動性較好干料時，床溫就容易偏高。

5、雖然一直采用置換床料改變爐內床料有效成分，但A冷渣器一周來一直無法有效疏通排渣，影響床料置換效果。

三、降低鍋爐床溫的措施：

1、由鍋爐爐膛超溫時主要參數、鍋爐床溫、一次風量變化及流化床鍋爐床溫控制理論，適當提高一次風量可以明顯降低鍋爐床溫;將一次風量由80km3/h增加至90km3/h。

2、由鍋爐爐膛超溫時主要參數、床壓、負荷影響程度的對比，可以看出維持稍高床壓影響機組負荷的時間較短，將鍋爐床壓由8.5Kpa提高至9.5Kpa左右;但要密切留意冷渣機運行情況，發現堵塞及時聯系處理，避免床壓過高無法控制無法控制的情況出現。

3、長期單側冷渣機運行，會導致爐內兩側物料偏差，長期不排渣側大顆粒的物料偏多，會影響鍋爐流化狀況;想盡一切辦法確保兩側冷渣機能夠正常排渣，發現問題及早解決。

4、建筑廢料，特別是含鐵質多的建筑廢料，入爐的鐵質物質無法有效排出，會聚團及堵塞風帽，對鍋爐流化影響很大。提高建筑廢料驗收標準，減少建筑廢料中鐵雜質含量;建筑廢料使用比例由15%降低至5%。

5、當班值長根據鍋爐實際運行給料和床溫數據變化情況，床溫出現升高苗頭時，及時加強#2爐入爐燃料的調配，保持入爐燃料水分適中，通過合理的燃料配比，滿足鍋爐床溫正常情況下又不影響給料機卡料，增加破碎效果較好的碎樹皮使用量10%。

6、加強床溫的監視（鍋爐中前2床溫測點反應最快），發現床溫超過830℃報警時，及時調整，通知上料班適當增加濕樹皮量，并適當降低機組負荷，盡量控制床溫不超850℃運行。

7、加強鍋爐床料置換，現篩渣機篩分出來的渣量較少，建議改造篩渣機，增加篩分量，并采購一定量的河沙，繼續加大鍋爐床料添加置換;每個值各向鍋爐添加兩鏟爐渣或河沙進行床料置換。

8、#2鍋爐技改檢修后，二次風布置發生較大變化，經過不斷摸索調整二次風上下兩層風量配比，找到對鍋爐床溫控制最有利的二次風配比運行方式，輔助降低鍋爐床溫。

9、燃運分部加強恒然上配料的管理，確保樹皮類濕燃料與干料按照比例充分混合均勻后才上料，配料上料不能出現不混或者混料不均勻，從而導致短時間內集中大量上流動性較好的干燃料引起床溫突然升高降負荷。

結語：湛江生物質電廠通過采取以上的措施后，鍋爐床溫有明顯的下降。現在機組滿負荷運行，鍋爐的床溫可有效控制在820℃以下，鍋爐安全性明顯提高，且連續運行時間也在增加，這說明我們采取的措施是有效可行的。

參考文獻：

[1] 楊勇平、董長青、張俊姣. 《生物質發電技術》.北京：中國水利水電出版社，2007

[2] 中國電力科學研究生物質能研究室.《生物質能及其發電技術》.中國電力出版社; 2008

[3]江淑琴.生物質燃料的燃燒與熱解特性[J].太陽能學報. 1995（1）：40-48.

[4]劉煥彩.流化床鍋爐原理與設計[M.].武漢.華中理工大學出版社，1988.

（廣東粵電湛江生物質發電有限公司）