國產(chǎn)1036T/H循環(huán)流化床鍋爐深度降低氧量燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用

林錦平（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東云浮 527300）

國產(chǎn)1036T/H循環(huán)流化床鍋爐深度降低氧量燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用

林錦平
（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東云浮 527300）

云河發(fā)電有限公司運行人員通過在床料中添加AB廠（常規(guī)燃煤鍋爐）的煤渣以降低爐膛整體床溫，改變一、二次風(fēng)的比例（降低一次風(fēng)量，增加二次風(fēng)量）、調(diào)整二次風(fēng)上下層分門保證燃煤充分混合燃燒，均衡8臺給煤機給煤確保床溫不出現(xiàn)大偏差等深度降低氧量燃燒技術(shù)措施，達到降低廠用電、節(jié)能增效的目的，同時使飛灰可燃物和氮氧化物排放大大降低，取得非常明顯經(jīng)濟效益，值得推廣應(yīng)用。

循環(huán)流化床鍋爐 降低氧量 燃燒 研究與應(yīng)用

循環(huán)流化床燃燒是一種新型的高效、低污染清潔燃煤技術(shù)。其具有燃料適應(yīng)廣、燃燒效率高、NOX排放低等諸多優(yōu)勢。在900℃左右的床溫下，燃料和空氣在爐膛密相區(qū)內(nèi)混合，煤粒在流態(tài)化狀況下進行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁受熱面進行熱交換。煙氣攜帶大量的物料自下而上從爐膛上部的后墻出口切向進入三個旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中進行煙氣和固體顆粒的分離，分離后潔凈的煙氣由分離器中心筒出來依次進入尾部煙道內(nèi)的低溫過熱器（低溫再熱器）、省煤器和空氣預(yù)熱器，此時煙溫降至140℃左右排出鍋爐；被分離器捕集下來的固體顆粒通過立管，由“U”型回料器及回料腿直接送回到爐膛，從而實現(xiàn)循環(huán)燃燒。因此固體物料（灰、未燃燼碳）在整個循環(huán)回路反復(fù)循環(huán)燃燒，燃料的燃燒效率大大提高，燃料的適應(yīng)范圍十分廣。

1 主要設(shè)備介紹

云浮發(fā)電廠#5、#6爐是上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1036/17.5-M4506，亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐主要由單爐膛、3個高溫絕熱旋風(fēng)分離器、3個回料閥、尾部對流煙道、4臺冷渣器和1個回轉(zhuǎn)式空預(yù)器等部分組成。

爐膛采用單爐膛布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墻結(jié)構(gòu)。采用水冷布風(fēng)板，大直徑鐘罩式風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點。在爐膛上部后側(cè)布置有3個內(nèi)徑9.2m的高溫絕熱旋風(fēng)分離器，外殼由鋼板制造，內(nèi)襯絕熱材料及耐磨耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。

鍋爐采用兩次配風(fēng)，一次風(fēng)從爐膛底部一次風(fēng)室、布風(fēng)板及風(fēng)帽進入爐膛，爐膛底部設(shè)有鋼板式一次風(fēng)室（內(nèi)側(cè)敷設(shè)有耐火澆筑料），懸掛在爐膛水冷壁下集箱上。二次風(fēng)分別從燃燒室前后墻錐體部分分上下兩層進入爐膛。鍋爐采用前墻集中給煤方式，8個給煤口沿寬度方向均勻布置在前墻水冷壁下部。

2 深度降低氧量燃燒技術(shù)研究與應(yīng)用

自投產(chǎn)以來至2 01 5年3月份，根據(jù)上海鍋爐廠的要求，在180MW以上負荷時，我廠#5、#6爐爐膛出口氧量一直以2.0%為低限值。由于循環(huán)流化床鍋爐在燃用劣質(zhì)煤方面能力突出，且#5、#6爐均以燒印尼煤為主，煤種的變化和氧量的這些要求在一定程度上給了我們空間進行優(yōu)化。

隨著低氧燃燒技術(shù)的發(fā)展，我廠各技術(shù)人員對流化床設(shè)備熟悉程度的增加，通過對流化床燃燒技術(shù)的不斷摸索總結(jié)和長期不斷的調(diào)整觀察、數(shù)據(jù)對比，可知在確保燃煤充分燃燒、飛灰可燃物在合理的范圍內(nèi)和爐膛床溫不超限的前提下，致力使爐膛出口氧量下降，可達到減少一、二次風(fēng)機和引風(fēng)機電耗，降低廠用電、節(jié)能增效的目的，也可使氮氧化物排放降低以符合環(huán)保要求。

在#5、#6爐日常運行期間，我廠運行部利用循環(huán)流化床運行穩(wěn)定、蓄熱量大和不易滅火等優(yōu)點，摸索著把爐膛出口煙氣含氧量由低限2.0%降低到1.5%，以進一步降低廠用電率和氮氧化物的生成。我們總結(jié)和制定出#5、#6爐一系列的技術(shù)措施和運行參數(shù)控制，使氧量降低到1.5%的同時床溫、飛灰可燃物和氮氧化物排放等參數(shù)在可控范圍內(nèi)，并將其制成控制表，指導(dǎo)各值班員執(zhí)行。

3 深度降低氧量技術(shù)措施

（1）每班在上煤過程中均勻摻入20噸AB廠的合格煤渣，置換出床料中顆粒較大的爐渣，在不同的負荷下使床壓保持在最優(yōu)值，避免床壓過高增加一次風(fēng)機出力，增加廠用電，若床壓過低，會使床溫過高。如在180MW負荷時，要求床壓保持在12.-12.5kPa之間，床壓高于上限值0.3 kPa即12.8kPa時開始排渣，排渣時要求4臺冷渣器全部啟動進行均勻排渣，排低至下限值后停止排渣，通過此措施以降低爐膛整體床溫。

（2）改變一、二次風(fēng)的比例：降低一次風(fēng)量，增加二次風(fēng)量；調(diào)整二次風(fēng)上下層分門開度保證燃煤與空氣充分混合燃燒。如在250MW負荷時，一次風(fēng)量由原來450-470 kNm3/h降低至440-460kNm3/h，且要求其盡量靠下限運行；規(guī)定此負荷下空預(yù)器出口二次風(fēng)壓大于5kPa，上、下層總二次風(fēng)門保持在45、65的開度，通過提高二次風(fēng)壓和增加的二次風(fēng)與煤充分混合燃燒，增強燃燒效率；規(guī)定床上油槍風(fēng)門A-D、E-F保持在20、30的開度以保證不燒毀油槍噴嘴，在降低非主要燃燒風(fēng)量的同時確保設(shè)備安全。

（3）均衡8臺給煤機給煤確保床溫不出現(xiàn)較大偏差：要求8臺給煤機的給煤量不能相差超過2噸，使落煤均勻；制定出《C廠給煤機落煤管定期烘干敲打清煤技術(shù)措施》：在負荷低于230MW時，逐臺停運給煤機后打開其下閘門，通過熱風(fēng)對落煤管積煤進行烘干，并用大錘敲打落煤管外壁，清除落煤管的積煤，保證給煤機落煤管不堵煤，確保給煤機落煤正常均勻。

（4）通過配合西安熱工院做燃燒優(yōu)化試驗，吸收先進的技術(shù)，科學(xué)分析，得出回料器最佳工作狀況：回料器返料風(fēng)門、松動風(fēng)門和錐段吹掃風(fēng)門分別調(diào)整為100、30、5開度，以確保回料器在最佳工作狀態(tài)，保證3個回料器返料和落料的正常，使爐膛床溫均勻。

通過運用以上深度降低氧量的燃燒技術(shù)措施，使得爐膛出口氧量由低限2.0%降為1.5%運行后，我們觀察并記錄穩(wěn)定工況時調(diào)整前后一、二次風(fēng)機及引風(fēng)機總電流，飛灰可燃物和氮氧化物排放等相關(guān)數(shù)據(jù)，在各負荷下調(diào)整前后數(shù)據(jù)如下：以#6爐為例：

表1 調(diào)整前后數(shù)據(jù)

我們隨機抽取了#6爐調(diào)整前與調(diào)整后的各4個月的飛灰可燃物、氮氧化物數(shù)據(jù)。如表2、表3所示：

表2 飛灰可燃物數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

由表1數(shù)據(jù)可知氧量由低限2.0%降為1.5%后，6KV電機一、二次風(fēng)機和引風(fēng)機電流有了明顯的下降，滿負荷時調(diào)整后平均每小時電流下降33.625A，節(jié)約電量：1.732*6000*33.625=349.431千瓦時；

按2015年#6機可利用小時數(shù)4500小時算，全年可節(jié)約電量：349.431*4500=1572439.5千瓦時；

按0.5元每千瓦時算，#6機全年可節(jié)省：1572439.5*0.5 =786219.75元；

則#5、#6兩臺機組每年可節(jié)省約158萬元。

由表2飛灰可燃物數(shù)據(jù)對比可知，使用深度降低氧量燃燒技術(shù)后，由于二次風(fēng)比例和二次風(fēng)壓增加，加強了爐內(nèi)空氣與煤的混合，使爐內(nèi)可燃物燃燒得更充分，飛灰可燃物由1.505下降到0.852，降低了0.653。查閱相關(guān)資料可知300MW機組飛灰含碳量每下降1%，煤耗可節(jié)省1.23g/kwh，通過降低飛灰可燃物使我廠發(fā)電煤耗降低：0.653*1.23=0.80319g/kWh；

#6機全年發(fā)電量按11億度電算，即可節(jié)約標煤：0.80319* 1.1*109kwh=883.509T；

煤價按700元/噸算，可節(jié)約資金：1452.798*700=618456.3元；則#5、#6兩臺機組每年可節(jié)省約124萬元。

表3 250MW穩(wěn)定工況時氮氧化物生成濃度數(shù)據(jù)

通過數(shù)據(jù)對比證明，此深度降低氧量燃燒技術(shù)可行，節(jié)能效果顯著，于是我們將其列入了云電運部［2015］14號《#5、6機組運行成本、環(huán)保、節(jié)能在線指標競賽辦法》中的“實時在線節(jié)能指標考核”氧量考核項上：

各爐考核基準值（平均值）為：氧量＞1.5%時，得基礎(chǔ)分5分。當某臺爐氧量值低于1.5%時，延時15分鐘后按低氧燃燒進行考核。

通過深度降低氧量燃燒調(diào)整后，可使我廠#5、#6機組每年節(jié)約資金282多萬元，且氮氧化物排放有了明顯降低，經(jīng)濟、社會效益非常明顯，值得推廣應(yīng)用。

［1］蔣敏華.大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2009（7）.

［2］劉德昌.流化床燃燒技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，1995.

［3］周寶欣.循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)問答［M］.北京:中國電力出版社，2006 （6）.

［4］屈衛(wèi)東.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運行［M］.河南:河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002（6）.

［5］云河發(fā)電有限公司300MW循環(huán)流化床鍋爐運行規(guī)程.