流化床鍋爐超低負荷運行時安全和環保對策

周顯利，孟 寧

（青島豐泰源熱電有限公司，山東 青島 266000）

青島豐泰源熱電有限公司1號58 MW循環流化床熱水鍋爐，型號為QXF58-1.6/130/70-P，設計熱效率為88.5%，設計燃料為貧煤，收到基固定碳FCar為57.62%，灰分Aar為28.82%，干燥無灰基揮發分Vdaf為12.49%，空氣干燥煤低位發熱量Qnet.ar為21 820.85 kJ/kg，設計鍋爐安全經濟運行區間額定負荷率為80%～110%。1號鍋爐在冬季采暖期間運行，青島市每年停暖日期為4月5日，在2019——2020年3月下旬的采暖期，室外溫度有時超過20℃，按照供熱曲線運行，鍋爐最低負荷運行到14 MW，為額定負荷的24.1%，整個采暖期鍋爐運行平均負荷率為43.1%，熱效率為85.6%，環境污染物全部達標排放[1]。本文主要闡述在以下方面采取應對措施。

1 在保障鍋爐安全運行方面采取措施

1）鍋爐燃燒的穩定性隨著鍋爐負荷降低，爐膛溫度下降，燃燒工況惡化，燃燒不穩。在煤種方面，青島豐泰源熱電有限公司采用神木優質煤，FCar為54.32%，Aar為13.89%，Vdaf為30.30%，Qnet.ar為23 779.82 kJ/kg，收到基全硫St.ar為0.34%，具有揮發分高、燃點低、超低負荷運行時燃燒相對穩定等特點。運行人員應加強對風煤配比的合理控制和爐膛料層的控制，保障鍋爐的安全運行。

2）青島豐泰源熱電有限公司1號鍋爐是熱水鍋爐，采取強制水循環，可以保證超低負荷運行時鍋爐水循環的安全性。

3）鍋爐在超低負荷情況下運行，爐溫低，燃燒不完全，加之煙氣流速低，使含有可燃物的飛灰易在對流煙道內積存，同時煙氣中有較多的過剩氧，為發生煙道再燃燒創造了有利條件。應盡力提高爐膛溫度，床溫控制在750～800℃，沸上床溫控制在650℃左右，定期加強放灰放渣，加強尾部受熱面的吹灰工作，同時適當控制過剩空氣系數，保障鍋爐的安全運行。

4）加強運行員工技術和責任心的培訓，加強班組之間運行經驗的交流學習。在超低負荷運行情況下，稍有疏忽或操作失誤會影響鍋爐的安全運行，導致環境污染物超標排放。需要同班員工工作中加強協調配合，司爐責任心到位，操作注重聚精會神；優化操作手段如放渣時采用兩側間斷、少量多次的放渣方式，防止因放渣過量造成床溫劇烈波動；對返料灰進行少放勤放，降低爐膛上部循環物料的濃度，達到控制床溫和降低最低鍋爐負荷的目的；適當舒解運行員工在超低負荷運行時產生的緊張、擔心、焦慮等情緒壓力。

2 在提高鍋爐熱效率方面采取措施

1）青島豐泰源熱電有限公司采用的燃料燃點低，有利于燃燒和床溫的提高，而過低的床溫會影響燃燒效率；揮發分高，更有利于達到較高的燃燒效率[2]。

2）在保障鍋爐污染物排放達標的情況下，運行人員盡量減少使用低氮風機的投入風量，可以有效提高鍋爐爐膛床溫，盡最大可能保證料層內煤炭的充分燃燒，提高鍋爐的燃燒效率。在低負荷情況下采用壓低料層來降低一次風的風量，有效地控制了一次風壓頭，使燃燒區穩定在密相區，減少揚析造成飛灰可燃物含量的升高，進一步提高鍋爐的燃燒效率。

3）根據鍋爐尾部煙道的煙溫情況，制定合理的尾部受熱面吹灰頻率。青島豐泰源熱電有限公司的布袋除塵前煙氣溫度平均為115℃，降低了排煙熱損失。

4）進行設備改進，在旋風分離器入口老鷹嘴處進行技改，將出口寬度由原來的903 mm縮小為800 mm，增加了爐膛出口的風速和爐膛返料量，同時也提高了低負荷情況下分離器捕捉飛灰的能力，循環物料的增多使得爐膛內部溫度場更加均衡，有益于燃燒效率的提高。

5）提高運行人員的操作技術能力，加強員工間的技術交流，分享成功的操作經驗，加強鍋爐運行經濟分析，共同提高所有班組的鍋爐燃燒效率。

3 在保障環境污染物達標方面采取措施

1）青島豐泰源熱電有限公司1號鍋爐采取布袋除塵，氧化鎂濕法脫硫，脫硝采用選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）法加低氮燃燒煙氣再循環法。煤種具有低灰分、低含硫量等特點，運行中在各種負荷情況下都能滿足環保排放要求。

2）降低煙塵排放技改方面，在原有除塵設備的基礎上進一步進行技術改進，在濕法脫硫塔主塔頂部加裝一組組合式高效除塵裝置，安裝該裝置后進一步提高脫硫及除塵效果，保障了鍋爐煙塵的達標排放。

3）降低NOx排放技改方面，鍋爐負荷在50%以上時，NOx達標排放控制相對容易。負荷進一步降低時，爐膛出口煙溫低于氨水反應溫度，脫硝只能靠煙氣再循環法，但該方法一方面給鍋爐安全運行造成隱患，另一方面降低了鍋爐熱效率，并且在2018——2019年采暖期室外溫度較高的天氣使用上述脫硝方法，鍋爐負荷降到17 MW，再進一步降低NOx排放，容易出現超標現象。2019年青島豐泰源熱電有限公司進行技術改造，在爐膛密相區上部新布置了3只氨水噴槍，該區域能在超低負荷時保障氨水的最低反應溫度。在2019——2020年采暖期利用新加裝的氨水噴槍將鍋爐最低負荷從17 MW降低到14 MW，同時保證供暖達標，目前按供熱面積計算，每降低負荷1 MW，每天可節約煤4 t。運行的同時優化脫硝措施，減少氮氧化物原始產生量，以控制燃燒排放量[3]。在2019——2020年采暖期節約氨水超過60 t，節約6萬余元。鍋爐熱效率為85.6%，環境污染物全部達標排放，兼顧了社會效益和經濟效益。

4 結束語

通過優質煤的使用，對鍋爐進行設備技術改造，提高運行人員的工作責任心及操作技能水平，鍋爐可以在超低負荷下安全經濟運行，實現環境污染物達標排放，需進一步探討解決鍋爐超低負荷運行帶來的不利影響和進一步提高鍋爐熱效率。