淺談300MW循環(huán)流化床鍋爐機組運行優(yōu)化

李永斌

摘要：鍋爐作為電廠能量轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，一直以來受到了廣泛的關(guān)注和深入的研究，目前為止，已經(jīng)歷了無數(shù)次的鍋爐技術(shù)革新，也使電力生產(chǎn)中流入了多種類型的鍋爐產(chǎn)品。其中，循環(huán)流化床鍋爐以其煤種適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、穩(wěn)定燃燒、排污量少、易控制等諸多優(yōu)點而在電廠生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，因此，循環(huán)流化床鍋爐機組的運行優(yōu)化直接關(guān)系著大多數(shù)火電廠的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效率，對其進行研究具有一定的實際意義。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床；鍋爐；機組；運行優(yōu)化

1、300MW循環(huán)流化床鍋爐啟動優(yōu)化

順利進行鍋爐點火啟動過程，有利于機組的快速啟動，盡早建立鍋爐灰循環(huán)，有利于鍋爐的均勻加熱，以及機組并網(wǎng)以后的快速升負(fù)荷。在鍋爐檢修結(jié)束，風(fēng)量標(biāo)定完畢，具備添加床料條件時，提前添加好床料。得到機組啟動命令后，確認(rèn)鍋爐保護正確投入，四個外置床錐閥在關(guān)閉位置，按順序啟動一臺引風(fēng)機，兩臺或三臺高壓流化風(fēng)機（根據(jù)流化的需要確定），高壓流化風(fēng)機啟動后，調(diào)整每個回料閥風(fēng)箱風(fēng)量，開啟外置床斜管的流化風(fēng)門，確認(rèn)每個外置床暢通后，再啟動一臺二次風(fēng)機，兩臺一次風(fēng)機。一次風(fēng)機啟動后調(diào)整左右側(cè)一次風(fēng)量在90kNm3/h左右，觀察鍋爐床壓的情況，一般要求床壓在10～11kPa左右。鍋爐點火時，左右側(cè)風(fēng)燃器分別先投入一支油槍，觀察爐膛溫升情況，控制床溫上升速率小于100℃，點火1小時后，根據(jù)爐膛的溫升情況，可再投入其它兩支油槍。期間要求任何情況下，控制風(fēng)道燃燒器溫度不大于900℃。鍋爐中部平均床溫達到350℃以后，啟動給煤線進行脈沖投煤，期間注意鍋爐氧量和床溫的變化情況，避免出現(xiàn)爆燃的情況。確認(rèn)投煤燃燒正常以后，可逐步增加給煤量至40～50t，同時降低風(fēng)燃器油槍的出力。待床溫升至650～700℃之間時，可逐漸停運風(fēng)燃器油槍。通過上述啟動過程，可以看出整個啟動過程首先是推遲了部分輔機的啟動時間，節(jié)約用電；一次風(fēng)量的調(diào)整，一次風(fēng)量維持較低水平，減少熱量帶走，風(fēng)機節(jié)電；提前投煤，提前退出油槍運行，節(jié)約了燃料成本。

2、300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整

（1）入爐煤粒度的控制。鍋爐設(shè)計時，爐膛的幾何尺寸是由密相區(qū)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(fù)荷能力低等問題；粒度過細(xì)，可能導(dǎo)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(jīng)濟運行的重要舉措。燃煤粒度的確定必須綜合考慮設(shè)計參數(shù)、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(biāo)。（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(shù)，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(fēng)煤配合和合理的一、二次風(fēng)配合來實現(xiàn)。因為一次風(fēng)量增加，內(nèi)循環(huán)加強，底澄停留時間加長，對底澄燃盡有利。但一次風(fēng)量增加同時帶來了一些負(fù)面作用，磨損增加。且一次風(fēng)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(shù)也會增加，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低。因此，需要反復(fù)進行運行調(diào)整，以確定合適的一次風(fēng)量和一、二次風(fēng)比率。一次風(fēng)量對飛灰影響明顯，它在設(shè)計上占總風(fēng)量的45%（300MW負(fù)荷時，一次風(fēng)量為2×202203Nm3/h）。該循環(huán)流化床鍋爐在運行調(diào)節(jié)中，為了降低對受熱面管壁的磨損，將一次風(fēng)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(jīng)濟性。

3、機組低負(fù)荷時的運行方式優(yōu)化

由于部分地區(qū)電網(wǎng)峰谷差很大，特別是后夜班低負(fù)荷時間較長，根據(jù)計劃負(fù)荷曲線加強與調(diào)度的溝通，確定單機負(fù)荷在低谷時段超過3h的時候，要合理安排2臺機組的出力，對減負(fù)荷機組的2臺循環(huán)水泵、二次風(fēng)機和引風(fēng)機，采取停運1臺的節(jié)電措施，特做如下優(yōu)化運行：（1）當(dāng)機組負(fù)荷降至200MW時，將準(zhǔn)備停運側(cè)二次風(fēng)機的負(fù)荷逐漸降至空載后停運備用。因為在此負(fù)荷下，保留1臺二次風(fēng)機運行，可保證鍋爐能正常燃燒。（2）當(dāng)機組負(fù)荷減至180MW以下，真空在-79kPa以上，循環(huán)水溫升小于8℃，機組其他相關(guān)參數(shù)運行正常時，可停止1臺循環(huán)水泵。此時1臺循環(huán)水泵的循環(huán)水量已滿足機組對真空的要求。（3）當(dāng)機組負(fù)荷降至130MW時，將同側(cè)引風(fēng)機逐漸降至空載后停運備用。因為在此負(fù)荷下，保留1臺引風(fēng)機運行，可以正常調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)壓。（4）循環(huán)水泵、二次風(fēng)機及引風(fēng)機停運后進行啟動前的檢查，確保隨時具備聯(lián)投的條件，以便接到指令后能快速升負(fù)荷。（5）運行循環(huán)水泵的冷卻水壓力低于0.1MPa時，啟動管道泵，增加冷卻水壓力和冷卻水量，確保運行循環(huán)水泵的安全。（6）加強對單側(cè)風(fēng)機運行時風(fēng)煙系統(tǒng)的監(jiān)視與調(diào)整，特別應(yīng)防止運行的單側(cè)風(fēng)機過電流和爐膛壓力保護動作。

4、300MW循環(huán)流化床鍋爐輔機設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化

風(fēng)機傳統(tǒng)節(jié)流調(diào)節(jié)成本低，系統(tǒng)簡單，能源損失大，不適宜作為主要調(diào)節(jié)手段，變頻調(diào)節(jié)是一種有效經(jīng)濟的調(diào)節(jié)手段，例如某公司對兩臺一次風(fēng)機、二次風(fēng)機進行了變頻改造，通過增加電機變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在風(fēng)機入口門全開的狀態(tài)下，采用變頻調(diào)速控制裝置，通過改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，來控制風(fēng)機的出力，降低電機電流，減少節(jié)流調(diào)節(jié)，當(dāng)變頻故障時可以直接切換至工頻運行，具保證設(shè)備安全穩(wěn)定。采用變頻控制除了明顯的節(jié)電，還有很多優(yōu)點：變頻器的軟啟動/停止功能，啟動電流小，減小啟動電流對電機和電網(wǎng)的沖擊；變頻改造后風(fēng)機入口調(diào)節(jié)門全開，減少磨損，進一步降低風(fēng)道阻力；變頻器調(diào)節(jié)減少了風(fēng)機以及電機的機械磨損，降低了軸承、軸瓦溫度。鍋爐排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中比較大的一項，只有降低排煙溫度，才能降低排煙損失，通過在尾部煙道安裝低壓省煤器，來降低排煙溫度。低壓省煤器受熱面安裝于空預(yù)器出口至電除塵入口的四個上行豎直煙道內(nèi)，分甲乙兩側(cè)對稱布置，四個煙道內(nèi)各布置一組受熱面，錯列逆流，蛇形管屏形式。低壓省煤器分兩路取水，兩路取水均電動調(diào)整門調(diào)節(jié)流量，控制水溫85℃，給水被加熱后和加出水匯合后進入除氧器，通過低壓省煤器回水母管總電動調(diào)門，調(diào)整省煤器降溫幅度。通過在空預(yù)器出口豎直煙道增加低溫省煤器，平均排煙溫度由改造前的167℃可降到115℃左右，降低達50多度，節(jié)能效果非常明顯。

5、結(jié)束語

對300MW循環(huán)流化床鍋爐機組進行優(yōu)化，不僅保證了運行的安全性，還提高了運行的經(jīng)濟性，節(jié)約運行成本，整體上提高了電廠的經(jīng)濟效益。循環(huán)流化床鍋爐的獨特性能決定了其良好的發(fā)展趨勢，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強對循環(huán)流化床鍋爐的研究，提高運行效率，提高能源的利用率，保證不對環(huán)境造成污染。

參考文獻：

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（作者單位：平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）