300 MW機組流化床鍋爐降床溫受熱面改造

， ， ， ，

(1.神華神東電力有限責任公司薩拉齊電廠，內蒙古 包頭014100;2.哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，哈爾濱市150046)

0 引 言

鍋爐采用單爐膛雙布風板結構、4個高溫絕熱分離器及4個回料閥布置于鍋爐兩側。燃燒室(爐膛)蒸發受熱面采用膜式水冷壁及水冷屏結構。爐膛前部布置有8片水冷屏、8片一級屏式過熱器屏，爐膛后部布置8片二級屏式過熱器屏和12片高溫再熱器屏[1-3]。

采用水冷布風板，大直徑鐘罩式風帽，具有布風均勻、防堵塞、防結焦和便于維修等優點， 鍋爐共采用四個內徑約8.3 m的絕熱分離器，布置在燃燒室兩側墻，外殼由鋼板組成，內襯耐磨耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。每個分離器回料腿下布置一個非機械型回料閥，回料為自平衡式，流化密封風用高壓風機供給[4-5]。

爐內受熱面布置如圖1所示。

爐前8片中溫一級過熱器和左右各4片水冷屏。

圖1 爐膛內受熱面俯視圖

1 存在的問題及分析

鍋爐設計床溫為890～920 ℃，從2011年投產以來，兩臺鍋爐床溫就一直偏高，滿負荷運行工況下超過980 ℃，排煙溫度高于設計值10 ℃，脫硫效率低，鈣硫摩爾比達5以上，一次風量偏大運行。

爐內中溫一、中溫二過熱器在運行中金屬壁溫經常超溫，不易控制，投產后由于過熱器超溫爆

管就發生過兩次。

分析認為設計煤種為2 952 kcal/kg的煙煤，但在實際運行中煤的發熱量為3 500 kcal/kg左右的煙煤，在燃燒過程中，硬度較大，熱爆裂性能差。

圖2 薩拉齊電廠用煤不同粒度檔本征成灰分布

表1 薩拉齊電廠用煤不同粒徑段的成灰數據

煤樣盡管灰分和揮發份都超過20%，但本征成灰性能較差，在清華大學煤燃燒工程研究中心的成灰特性報告中可以看出，成灰粒度分布基本反映了給煤粒度的分布，構成循環灰主體的灰粒度不到所有成灰的20%，煤樣成灰性能差。

由于煤的成灰特性較差，不能形成有效循環灰，爐膛上部差壓值一直小于1 000 Pa(設計值1 500 Pa)，稀相區而流化床鍋爐的爐內換熱主要依靠循環灰攜帶的熱量與受熱面進行對流換熱，所以爐內循環換熱不能有效建立，導致床溫較高。

另外鍋爐受熱面設計及布置也存在一定的不合理性。蒸發受熱面布置偏少，爐前布置的8片水冷屏下集箱位置偏高，水冷屏不能充分吸收下部熱量，吸收效率低。

2 改造方案及效果

這次改造經過充分論證考慮在爐內增加水冷受熱面，以降低床溫。主要增加水冷蒸發受熱面，將爐內水冷屏下移至密相區，增加吸熱份額。改造方案如下：

(1)原水冷屏直段不動，向下延長5 m并在外側增加5根管，屏變寬變長，下部的銷釘管組件全部更換。(每屏28根管，Ф63.5×7，材質SA210C)

(2)鍋爐左右兩側各增1屏，水冷屏由8屏變為10屏，所有屏的寬度、長度相同。

(3)增加2個混合集箱，新增屏的引出管與原屏的引出管匯集到混合集箱，再引入鍋筒，鍋筒不增加管接頭。

(4)原水冷屏匯集集箱下移5 m，水冷屏下降管也隨之加長5 m，同時匯集集箱兩端各接長約2.2 m，下降管的吊架由2個改為4個。

(5)原水冷屏下部在水冷壁上穿墻開孔恢復水冷壁，用直管、扁鋼密封；因水冷屏的增加和加寬水冷壁頂棚及前墻重新開孔。

(6)水冷屏上部、下部密封因屏變長變寬、水冷壁新開孔而重新施工。

通過以上改造共增加水冷受熱面540 m2。

圖4 改造方案詳圖

表2 機組負荷200 MW的參數

續表2 機組負荷200 MW的參數

注：以上參數均為一天的平均值

表3 機組負荷276 MW的參數

注：以上參數均為一天的平均值

3 #1爐受熱面改造取得效果

這次改造通過增加蒸發受熱面，使爐內熱負荷分配更合理。改造后通過運行發現不同負荷下鍋爐床溫下降約25～40 ℃；鍋爐一次風量及總風量減小，過熱器金屬壁溫較容易控制且過熱器及再熱的減溫水也明顯降低，過熱器減溫水減少10～20 t/h，再熱器減溫水用量已經減至0 t/h，提高了機組的安全性及經濟性。

鍋爐床溫的下降后提高了爐內脫硫效率，經過統計與對比鍋爐改造完成后Ca、S摩爾比約為3.5左右，比改造前的4(2月份平均)下降了0.5， 并且NOx排放濃度也降低4～20 mg/Nm3。

受熱面改造后鍋爐的煙氣溫度下降比較明顯，可以降低鍋爐排煙溫度提高鍋爐的效率。

4 存在問題及改進建議

改造完成運行兩個月后也發現存在一些問題，主要表現在主蒸汽、再熱器溫度在負荷低于70%時，溫度偏低5～10 ℃，此時減溫水已減至最小。運行中為保證主汽、再熱其溫度的經濟性，增加尾部高過吹灰次數。

通過電科院改造前后的性能試驗發現鍋爐效率從改造前91.1%降低至89%。

從改造后發現雖然鍋爐床溫有一定的下降，但鍋爐效率及主汽溫度也下降明顯，建議受熱面改造時應對整體爐內系統統籌考慮，可以適當增加部分過熱收熱面，以彌補過熱系統吸熱份額的不足。

[1] 潘 睿，李淑紅，王志偉，等.高效除塵脫硫CT/n型鍋爐爐前型煤機的研制[J].森林工程，2007，23(1)：56-57.

[2] 吳金卓，馬 琳，林文樹.生物質發電技術和經濟性研究綜述[J].森林工程，2012，28(5)：102-106.

[3] 《HG—1065/17.5—L.MG44型鍋爐說明書》.

[4] 呂俊復，岳光溪，張建勝，等編著.循環流化床鍋爐運行與檢修(第二版).

[5] 李勤道，胡志宏，郝衛東，等.135 MW機組CFB鍋爐再熱器改造[J].熱力發電，2013.