探討循環流化床鍋爐降低床壓的策略

葉煒豪

摘 要：循環流化床（CFB）鍋爐是一種高效的鍋爐。床壓是循環流化床鍋爐的一個重要的參數。床壓的高低直觀反映的是床料的厚度，床壓越高，證明爐內的床料越多。床壓過高對CFB鍋爐經濟性、安全性和環保指標控制等各方面均不利。但床壓不能一味降低，過低的床壓會導致料層過薄，抵抗外部擾動的能力下降，易導致燃燒不穩定。本文以廣東粵電云河發電有限公司C廠（以下簡稱云浮C廠）#6機組的300MW循環流化床鍋爐為例，探討如何合理地降低CFB鍋爐的床壓。

關鍵詞：循環流化床；降低床壓；節能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.056

1 概述

云浮C廠#6爐自2010年7月投產以來，通過運行人員的耐心摸索和精心調整，其各項參數日趨穩定，機組運行的安全性和經濟性不斷提高，但循環流化床鍋爐特有的易磨損、風機電耗大、床溫不易控制等問題一直沒有得到徹底解決。

這些問題歸根到底是因為云浮C廠#6爐的運行床壓控制過高。為維持循環流化床鍋爐正常運行，需要維持一定的床壓。床壓越高，表明爐內循環物料就越多，鍋爐的蓄熱能力就會提高，燃燒越穩定。但是，床壓過高不利于循環流化床鍋爐的正常運行，其帶來的后果是：增加風機電耗，從而增加廠用電率，于經濟性不利；過多的床料造成爐內防磨材料磨損異常加快，易發生爆管事故，于安全性不利；風量增大，對NOX等環保指標的排放控制不利。顯然，過于追求燃燒穩定，云浮C廠#6爐現有的運行控制床壓偏高，需要采取措施適度降低現有的運行床壓。

2 采取降低床壓的措施

2.1 摻燒煤粉爐爐渣，改善爐內床料顆粒度分布

降低循環流化床鍋爐床壓的關鍵點在于降低床溫。床溫是CFB鍋爐重要的參數之一，床溫直接反映了鍋爐內各點的溫度分布，從而間接得知爐內的燃燒狀況。云浮C廠#6爐水冷屏、中溫屏過、高溫屏過、高溫屏再均布置在旋風分離器入口處附近，原本降低床溫的措施一般是通過增大一次風量，以增加外循環物料的量，通過外循環中較細顆粒度的床料把熱量以輻射和對流換熱為主要方式傳遞至上述換熱器內，以此降低床溫。但是盲目增大一次風量易把細粒度床料隨煙氣吹離，剩下的大顆粒度物料越來越多，外循環的物料量會持續下降，爐膛差壓下降，造成惡性循環，治標不治本。

因此，最根本的方法是從爐內的物料入手。循環流化床鍋爐一般對于爐內物料粒徑的要求是小于8mm。云浮B廠#3、#4機組是135MW煤粉爐機組，其爐渣粒徑一般小于2mm，將#3、#4爐的爐渣用于云浮C廠#6爐入爐煤的摻燒，恰好解決了爐內物料粒徑較大的問題。根據每天入爐煤的變化，一般要求二值、三值摻燒30t的爐渣，一值摻燒20t的爐渣，遇到煤種變化較大的情況實行動態摻燒，改變摻燒煤粉爐爐渣的比例。通過合理的摻燒，改善爐內床料粒度的分布，增加小粒度物料的比例，使爐膛差壓增大，外循環的物料量增多，降低平均床溫后，一次風量也能比以往更低，為降低床壓提供了必要條件。

2.2 優化配煤

一般來說，灰分越大的煤種，其燃燒產物中灰分含量也越大，易使爐內床壓持續升高，更快地達到排渣所需要的參數；而增大排渣頻次，容易將大顆粒度的床料排走，同樣達到改善爐內顆粒度的效果，有利于降低床壓。為此，云浮C廠根據煤種的不同，通過將灰分較大的煙煤（20%以上）與灰分較小的印尼煤（5%左右）以1：1、1：2等比例進行動態配比，使混合后配煤灰分保持在10%左右，使其燃燒產物顆粒度保持在合理的范圍內。

2.3 重新制定各負荷下的目標參數

在降低了平均床溫后，以往的目標參數控制也要發生改變。如果維持原來的一次風量，床壓表面上看是下降了，但是也會導致床溫降得很低，使鍋爐熱效率下降；汽溫偏低，汽輪機做功效率也下降。因此，有必要制定新的目標控制參數。

云浮C廠通過不斷摸索每個負荷對應工況下不同的一次風量和床壓等參數，在相同負荷下，為避免引起其他參數大范圍波動，以每次降低0.1kPa床壓為變量，最終確定現階段條件下各負荷下比原來能降低0.5kPa左右的床壓，形成合理的參數范圍，做成座簽表供運行人員參考，同時規定：較低負荷下（225MW以下），排渣時須遵循“少量多次”的原則，排渣至床壓比座簽表要求的各負荷的下限值略高時停止排渣，保持床料總量不至于過低，保證燃燒穩定。

3 降低床壓的效果

2018年下半年實行降低床壓的綜合措施以來，云浮C廠#6爐的床溫、一次風機耗電率、引風機耗電率、廠用電耗電率等參數均一路走低，對比2018年上下半年數據如下：

通過對比發現，平均床壓下降了0.56kPa，與新的目標參數控制基本相當，同時由于床壓降低，流化阻力下降，使一次風量也能控制得比原來更低，能直接降低一次風機和引風機的電耗。以180MW的典型工況為例，實行降低床壓措施以前，一次風機電流在180A以上，引風機電流130A以上；實行措施后一次風機電流約150A，引風機電流約105A，下降明顯。從表中數據也反映出一次風機和引風機的耗電率明顯下降，廠用電率也隨之下降，節能降耗效果明顯。同時，在2018全年沒有發生四管泄漏事故，尿素用量也逐步下降，NOX排放控制達到國家標準。#6爐的經濟性、安全性和環保指標控制能力均有所提高。

參考文獻：

[1]岑可法，倪明江等.循環流化床鍋爐理論設計與運行[J].北京：中國電力出版社，1998.

[2]廖鵬，蘭春明，王正陽.淺析300MW循環流化床機組降低廠用電率的措施[J].鍋爐技術，2009（40）.