300MW循環流化床鍋爐經濟運行措施分析

【摘要】文章結合某300MW循環流化床鍋爐，從燃燒效率、風機利用率、汽溫合格率等方面提出了經濟運行策略，實踐表明，實現了經濟運行目標，可為類似鍋爐運行優化提供參考。

【關鍵詞】循環流化床鍋爐；經濟運行

鍋爐作為火力發電廠能量轉換的重要環節，一直以來受到了廣泛的關注和深入的研究，目前為止，已經歷了無數次的鍋爐技術革新，也使火電生產中流入了多種類型的鍋爐產品。其中，循環流化床鍋爐以其煤種適應性廣、負荷調節性好、穩定燃燒、排污量少、易控制等諸多優點而在火電生產中得到了廣泛的應用，因此，循環流化床鍋爐運行的經濟性直接關系著大多數火電廠的生產成本和經濟效率，對其進行研究具有一定的實際意義，文章主要結合某300MW循環流化床鍋爐進行分析。

1.提高燃燒效率

鍋爐熱效率是循環流化床鍋爐經濟運行的重要指標之一，根據筆者的日常工作經驗總結，發現對爐煤粒度的控制是提高燃燒效率的前提，同時，合理的風煤配合、一二次風配合及適當的爐腔溫度也是提高鍋爐燃燒效率的有效途徑，具體包括以下內容。

（1）入爐煤粒度的控制。鍋爐設計時，爐膛的幾何尺寸是由密相區的速度決定的，所以要得到最佳的鍋爐運行性能必須控制燃煤的粒度。粒度大，引起排渣量大，床溫高，帶負荷能力低等問題；粒度過細，可能導致分離器超溫、飛灰可燃物高、床壓不能維持等問題。合理選取燃煤粒度、確定合理的流化速度使之與爐膛尺寸相配合，是提高碳粒燃燒效率以及鍋爐經濟運行的重要舉措。燃煤粒度的確定必須綜合考慮設計參數、安全運行、碎煤機實際運行情況和冷澄器出力等多方面因素，并通過多次篩分試驗，確定適合鍋爐入爐煤粒度控制指標。

（2）飛灰及底灰含炭量的降低。飛灰含炭量和底灰含炭量是鍋爐燃燒效率的重要參數，炭顆粒燃燒越完全，飛灰、底灰含炭量越低，主要通過合理的風煤配合和合理的一、二次風配合來實現。因為一次風量增加，內循環加強，底澄停留時間加長，對底澄燃盡有利。但一次風量增加同時帶來了一些負面作用，磨損增加。且一次風量達到一定值時，床溫將降低，對底渣燃盡不利，過量空氣系數也會增加，導致鍋爐熱效率降低。因此，需要反復進行運行調整，以確定合適的一次風量和一、二次風比率。一次風量對飛灰影響明顯，它在設計上占總風量的45%（300MW負荷時，一次風量為2×202203Nm3/h）。該循環流化床鍋爐在運行調節中，為了降低對受熱面管壁的磨損，將一次風量降低到2×180000Nm3/h，后來又進一步降低到2×165000Nm3/h，這一措施不僅對降低管壁磨損效果顯著，同時使飛灰含炭量進一步降低，提高了鍋爐的運行經濟性，具體數值如表1所示。

表1 —、二次風配比前后灰含碳量比較

項目調整前調整后

飛灰含炭量%6.784.69

底灰含炭量%2.710.46

該鍋爐通過對鍋爐入爐煤粒度的控制，滿足了燃燒和流化的要求，同時通過一、二次風比率（降低一次風量）的調整，有效地降低了飛灰和底灰中的含炭量，鍋爐的熱效率從原來的91.5%提高到92.64%，實現了鍋爐的經濟運行。

2.提高風機利用率

風機是循環流化床鍋爐的主要耗能設備，提高和保證風機的出力可以保證循環流化床的滿負荷運行，對降低送風總耗能、提高機組的經濟運行具有重要意義，該鍋爐主要通過以下幾方面的措施來提高風機的利用率。

（1）一次風機效率提高。對于循環流化床鍋爐來說，一次風機是能耗大戶，一次風機設計全壓為35.7kPa，功率3700kW，正常運行時入口檔板開度僅為9%～20%之間，風機效率較低，因此，一次風機電耗的降低成為了鍋爐經濟運行的關鍵。首先是一次風系統的運行優化。為了降低一次風機電耗，采取了降低運行一次風量、降低運行床壓（一次風壓）、增大一次風量擋板開度，減少節流損失等方法，在未對設備進行任何改造情況下降低了風機電耗。其次是一次風機換型。為根本解決一次風機電耗問題，在經過認真研究、慎重考慮參，決定更換一次風機。根據現場實際運行參數，對一次風機進行重新選型，風機設計風壓均為28kPa，軸功率為3200kW，正常運行風機入口擋板開至50%以上，風機的效率可以提高到70%。

（2）流化風機出力的降低。風水聯合冷渣器需消耗流化風，影響流化風機電耗，且需多臺流化風機同時運行，才能滿足出力要求；冷渣器冷卻效果差，冷卻水基本無溫升，冷渣泵也是耗電大戶。將風水聯合冷渣器更換為滾筒式冷渣器，冷渣器冷卻水改為凝結水，并取消風水聯合冷渣器的流化風及冷渣泵。從運行的情況來看，運行狀況良好，排渣溫度很容易控制在150℃以下，冷渣泵可以停止運行，而且較之前可以減少一臺流化風機即可滿足出力要求，流化風機電流降低90A，加上冷渣泵電流30A，總電流下降120A，經濟運行效益顯著。

（3）二次風機和引風機出力的提高。300MW循環流化床鍋爐的空預器，在設計上采用四分倉結構，二次風道兩側分別是煙氣和一次風通道，由于循環流化床鍋爐一、二次風壓高，特別是一次風壓，正常運行達到20kPa以上，空預器中漏風嚴重。鍋爐空預器平均漏風率達到了15%以上。為改善空預器漏風狀況，完善空預器密封扇形板，采用自動調節，效果顯著，鍋爐空預器漏風率從15.8%降至6.2%，且—次風機、二次風機、引風機電流均有一定幅度下降，滿足經濟運行要求。

3.提高汽溫合格率

汽溫調節是影響鍋爐經濟運行的一個重要方面，目前該鍋爐由于氣溫控制存在著諸多問題，因此氣溫溫合格率僅為75%，并且超溫現象時有發生，直接影響機組的安全運行和經濟性，必須提高循環流化床鍋爐的氣溫合格率，以實現鍋爐的經濟運行，通過筆者的發現，汽溫控制主要存在以下問題：外置床錐型閥不能投入自動調整，運行人員操作量大，床溫、汽溫的調整往往不能兼顧，容易引發超溫事故；鍋爐熱容量大，負荷變動時滯后性強，汽壓煤量波動大，造成溫度波動；系統復雜，調節變量多，影響因素多，主蒸汽有6個減溫水調整門，再熱蒸汽2個，還有4個外置床入口錐型閥，自動調節系統調節品質欠佳；床溫調節對汽溫影響大，特別是單側給煤線故障時，床溫波動幅度大，導致汽溫隨之波動。針對這些問題可以采取以下改進措施：優化協調、燃煤自動調節邏輯，盡可能減小由于煤量、汽壓波動給汽溫調節帶來擾動；增加汽溫調節的負荷前饋，升負荷時增加減溫水，反之減少減溫水；優化床溫自動調節邏輯，設置床溫自動調節死區為8℃，外置床入口錐型閥自動調節區間為5%～35%，減小外置床入口錐型閥調節頻度，預防事故情況下錐型閥過調，減小對汽溫調節的影響；制定不同工況下汽溫控制措施，加強異常工況手動干預效果。通過以上改進措施，主、再熱蒸汽汽溫的合格率穩定到了99%，充分保證了鍋爐的經濟運行。

4.結語

通過采取文章所述的各項優化措施，該循環流化床鍋爐實現了經濟運行，不僅保證了運行的安全性，還提高了運行的經濟性，節約運行成本，整體上提高了電廠的經濟效益，具有一定的借鑒價值。

參考文獻

[1]譚建坤.火電廠鍋爐設備節能診斷及降耗措施分析[J].熱電技術，2010（4）.