淺談300 MW CFB鍋爐加床料系統(tǒng)的優(yōu)化

劉宇昌

(山西平朔煤矸石發(fā)電有限責任公司,山西 朔州 036800)

0 引言

某電廠2×300 MW CFB鍋爐為亞臨界、一次中間再熱循環(huán)流化床鍋爐，島式布置，高強度螺栓連接，全鋼構架懸吊結構。本鍋爐采用鋼結構支撐的設備還有爐后煙道布置的一臺四分倉容克式空氣預熱器、爐膛兩側分別布置的旋風分離器、回料器、外置式換熱器及冷渣器（2臺風水冷渣器，2臺滾筒式冷渣器）各4臺，鍋爐的輸煤系統(tǒng)由廠外皮帶輸送至爐前煤倉，煤倉內燃料經(jīng)4臺皮帶給煤機、刮板給煤機分別送至布置在爐膛兩側墻上的2路爐膛給煤口和回料腿上的8路給煤口，給至爐內燃燒。

1 鍋爐添加床料的必要性

根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐物料循環(huán)的基本工作原理，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒過程實際上是鍋爐床料及其給入的燃料（包括燃料煤、石灰石脫硫劑、鍋爐底渣等等）在爐內燃燒室，經(jīng)分別從爐膛的底部和側墻送入的一、二次送風，在物料的不斷循環(huán)過程中，氣體對爐膛內床料顆粒的作用力與顆粒的重力相平衡，粗重的粒子在燃燒室下部燃燒，細粒子在燃燒室上部燃燒； 被吹出燃燒室的細粒子物料經(jīng)分離器收集后返送回爐內再燃燒，如此反復循環(huán)可以看出循環(huán)流化床鍋爐的燃燒過程實際上就是物料循環(huán)的過程，所以循環(huán)流化床鍋爐在啟動前必須在爐膛及回料器內加入啟動床料，以建立最初的物料平衡，確保鍋爐安全、平穩(wěn)啟動運行。

2 運行過程中存在的問題

2.1 原加床料系統(tǒng)的不足

該廠2×300 MW CFB鍋爐啟動前的加床料工作自投產(chǎn)以來，一直采用勞動力較為繁重的人工加床料方式。人工加床料工作用工密集、工作量大、日完成工作量卻有限，所以會產(chǎn)生用時較長、同時還會耗費大量的人力和物力且，對鍋爐的環(huán)境也會造成一定的污染，更嚴重的是有時會因為加床料工作不能及時完成而延期機組的啟動時間。

傳統(tǒng)的人工加床料工作一般是靠人工從鍋爐零米層將床料通過袋裝后再搬運到到鍋爐26米層高的二級給煤機平臺，通過二級給煤機檢修人孔給入爐膛內，如此裝料過程大大增加了人員的勞動強度，同時裝料過程中不免產(chǎn)生大量的灰塵，將嚴重污染周圍的環(huán)境衛(wèi)生及工作人員的身體健康，并且經(jīng)統(tǒng)計顯示，如按該廠鍋爐爐膛設計尺寸及鍋爐啟動要求計算，一般要求鍋爐布風板上床料鋪設厚度為850mmm左右，總重量約500多噸，按此重量的床料量計算，一般加床料工作（包括前期床料的準備工作及向爐膛內加床料等）都需要20多名工人工作1天以上才可能按期完成。

在遇到機組大修后啟動等特殊情況下，一般會安排較多的熱態(tài)啟動試驗，由于機組啟動過程長，床料也將會損失嚴重，所以在啟動過程中將需不斷地補充床料，而此種工況下，根本無法靠人工添加床料方式來實現(xiàn)，無法有效補充床料的損失，床料不斷損失后，勢必會造成鍋爐床壓下降、床溫升高，這樣對循環(huán)床鍋爐啟動勢必會帶來大面積結焦的可能性，引發(fā)嚴重后果。

2.2 石灰石氣力輸送系統(tǒng)可靠性差

該廠2×300 MW CFB 鍋爐原設計的脫硫系統(tǒng)為爐內噴石灰石粉脫硫，每臺鍋爐設2套石灰石粉氣力輸送系統(tǒng)，每套輸送設備按正常工作均能滿足一臺爐的鍋爐噴鈣要求，一般情況下為一用一備，兩套互為備用。石灰石粉輸送系統(tǒng)的設計輸送能力不小于33.5t/h，但在實際運行中，由于鍋爐原設計石灰石系統(tǒng)的石灰石輸送管路設置距離長、彎頭多，經(jīng)常發(fā)生彎頭處磨穿泄漏；還有由于壓縮空氣管網(wǎng)壓力低，經(jīng)常容易發(fā)生堵管現(xiàn)象；石灰石氣力輸送系統(tǒng)的氣動控制閥也經(jīng)常容易發(fā)生卡澀現(xiàn)象，處理時間一般較長，導致石灰石不能連續(xù)給入鍋爐，使得石灰石系統(tǒng)運行可靠性差，不能滿足爐內脫硫的要求。

3 新增爐前物料輸送系統(tǒng)

應鍋爐脫硫環(huán)保數(shù)據(jù)的要示，該廠2×300 MW CFB 鍋爐每爐都新增一套爐前物料輸送系統(tǒng)，正常運行時，通過一個新增容量為130t的粉倉將石灰石由一個下料給料機落入皮帶輸送機上的，石灰石粉輸送皮帶機的設計輸送能力約40t/h，足以滿足鍋爐脫硫的石灰石量，保證了循環(huán)流化床鍋爐爐內脫硫的可靠性。

同時為保證鍋爐的正常啟動過程中對床壓及各參數(shù)控制的要求，該鍋爐每次點火前加床料必須保證床壓加到10KPa以上，這樣雖滿足了鍋爐啟動及正常運行時的要求，但是在啟動過程中，鍋爐各風機耗能也就隨之增大，不能滿足經(jīng)濟運行的要示，勢必使我們想到如能在啟動過程中循序漸進地加入床料，這樣即能保證鍋爐的安全穩(wěn)定啟動，又能降低啟動電耗能損失。

新增的爐前物料輸送系統(tǒng)為床料的添加提供了更加便利的途徑，采用本系統(tǒng)鍋爐在啟動前給爐膛加床料是通過在其鍋爐渣倉底部接的一根直徑300mm的斜管利用自然重力落到皮帶輸送機的下料口，再通過一臺鏈式斗提機,直接將床料輸送到給煤平臺的#1FU鏈式輸送機上，然后再經(jīng)過#2FU鏈式輸送機落到#1、#2螺旋給料機上，通過螺旋給料機將床料送到埋刮板給煤機上,再經(jīng)埋刮板給煤機向爐膛添加床料。

4 新增爐前物料輸送系統(tǒng)的優(yōu)點

新增爐前物料輸送系統(tǒng)從以下幾方面證實了其優(yōu)勢，并在兩臺鍋爐上得到普遍的應用，為機組的運行可靠性提供了保障。

（1）在鍋爐啟動前，減輕了人工加床料工作的勞動強度，省去了人工加床料工作的直接費用（其中包括人工工資費用等），同時也改善了周圍設備環(huán)境衛(wèi)生，更重要的是節(jié)約了加床料的時間約10小時以上，為設備檢修贏取了更多的時間或為啟動機組提前啟動得到了更大的保障（2）循環(huán)流化床鍋爐啟動過程中，通過新增的加床料系統(tǒng)可以隨時向爐內補充床料，使床壓控制更加靈活，更有利于鍋爐的燃燒調整，也減少啟動耗油量，節(jié)省了啟動費用（3）在鍋爐正常運行時，通過加床料系統(tǒng)送入爐內脫硫劑量的增加，所以大大減輕了石灰石氣力輸送，提高了石灰石氣力輸送系統(tǒng)設備運行的可靠性，同時也更保證了爐內的脫硫效果（4）新加床料系統(tǒng)的系統(tǒng)簡單、運行故障率小，且投資相對較?。ㄅc氣力輸送系統(tǒng)比較）、檢修維護方便、系統(tǒng)運行可靠性高。

5 結論

新增爐前物料輸送系統(tǒng),保證了循環(huán)流化鍋爐正常運行時向爐內添加石灰石脫硫劑的多樣性,，提高了循環(huán)流化床鍋爐石灰石系統(tǒng)運行的可靠性，保證了爐內脫硫效率；與此同時還大大提高鍋爐啟動前向爐膛加床料工作的速度和可靠性，并在鍋爐啟動過程也可隨時向爐內補充床料，提高了鍋爐加床料的及時性和靈活性。