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300MW循环流化床锅炉运行优化
发布时间：2013-09-21 08:12 来源：未知
0、引言
云南大唐国际红河发电有限责任公司1、2号锅炉是引进法国ALSTOM公司技术．由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计和制造的HG-1025/17.5-L_HM37型循环流化床锅炉，是全国首台和第2台国产化300 MW CFB锅炉，分别于2006年6月3日和8月27日．顺利地通过了168 h满负荷试运，投入了商业运营。通过la多的摸索与实践，并针对300 MWCFB锅炉在运行中发现的问题，采取了一系列的运行优化措施，使机组运行更加安全与经济。
1、锅炉设备简介
云南大唐国际红河发电有限责任公司2x300 MWCFB锅炉，系亚临界参数、一次中间再热、单锅筒、自然循环、平衡通风、露天岛式布置。锅炉为单炉膛裤衩型双水冷布风板结构。采用流态化的燃烧方式，这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所说的半悬浮燃烧方式。流态化是指物料在从水冷风室布风板下送入的一次风和从炉膛密相区分上下2层送入的二次风的作用下处于流化状态．并实现物料在炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现物料在锅炉不断往复地循环燃烧。物料外循环系统布置有：4个高温绝热旋风分离器，4个非机械型单回路自平衡式回料阀．对称布置的4个外置床内分别布置有2个低温过热器、高温再热器和2个中温过热器I、中温过热器II。输煤碎煤系统配备有：一级环锤式碎煤机和二级笼式碎煤机。给煤系统配置有：4条给煤线，每条给煤线有3个给煤口，采用称重和埋刮板两级给煤机，前后墙回料管线上各2点，左右两侧墙中部的给煤管线上各1点，共6点的给煤方式。床下布置有2个风道燃烧器共4只床下枪，床上布置有8只启动床枪。通过4个风水联合式冷渣器锥形阀来控制锅炉的排渣量。锅炉风烟系统布置有：2台引风机．2台一次风机．2台二次风机．5台高压流化风机．锅炉尾部烟道中依次布置有高温过热器、低温再热器、省煤器，烟气最后进入一台四分仓回转式空气预热器。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
2、机组运行优化方式
2.1 埋刮板给煤线中间给煤口由运行转备用
利用2号锅炉运行8个月后的停炉机会．对锅炉受热面进行全面的防磨防爆检查．发现所有给煤线中间给煤管落煤口附近的耐火耐磨材料磨损严重。为了防止将来中间给煤口处水冷壁因磨损而发生爆管．导致机组的非计划停运，特做如下优化运行：
(1)给煤线正常运行时禁止投入中间给煤口，该给煤口只做紧急备用．即只能在给煤线1号给煤口堵煤时，才能投入中间给煤口运行。以减小中间给煤口处水冷壁管的磨损．
(2)正常运行时加强给煤系统的监视和就地给煤线的巡检，特别要防止1号给煤口旋转给料机的堵转。
(3)给煤线运行时1号给煤口旋转给料机的转速与下煤量要相匹配．防止总给煤量一定时l号煤口下煤量过小，而引起3号给煤日下煤量过大而堵煤。
(4)当发现运行给煤线的1、3号给煤口任意一个出现故障时．要及时减少该给煤线的出力．然后投运中间给煤口替代故障给煤口．待故障消除后再恢复中间给煤口作紧急备用。
(5)当单侧一条给煤线跳闸，同侧另一条给煤线的给煤量超过75 t/h时．要将该给煤线的中间给煤口投运．并设置好两侧给煤量的偏置，防止3号给煤口下煤量过大而堵煤。
2.2合理调整流化风量
为了延长高压流化风机的使用寿命、降低厂用电率、提高设备的可靠性，通过合理调整流化风量，将流化风机运行方式由设计的4台运行l台备用改为3台运行2台备用，特做如下优化运行：
(1)修改逻辑关系．使高压流化风机具备3台投运条件�；檎Ｔ诵惺北３�3台高压流化风机运行，1台投手动备用，另一台投手动备用或转检修。
(2)加强对运行3台高压流化风机运行参数的监视，发现异常要及时将1台备用高压流化风机投运，确保锅炉稳定运行。
(3)当运行中任意一台高压流化风机发生跳闸时，应立即手动启动1台备用高压流化风机运行，并及时对回料阀、外置床、冷渣器的流化风量进行调整，防止因流化风量过低而引起堵灰。
(4)床压高于11 kPa．需打开冷渣器的触动风门和各流化风门进行排渣时．必须加强对流化风母管风压、风机电流和各处流化风量的监视和调整，防止高压流化风机过电流。
2.3优化机组低负荷时的运行方式
云南电网峰谷差很大，特别是后夜班低负荷时间较长，根据计划负荷曲线加强与调度的沟通．确定单机负荷在下述规定低谷时段超过3h的时候．要合理安排2台机组的出力．对减负荷机组的2台循环水泵、二次风机和引风机，采取停运1台的节电措施，特做如下优化运行：
(1)当机组负荷降至200 MW时，将准备停运侧二次风机的负荷逐渐降至空载后停运备用。因为在此负荷T．保留1台二次风机运行．可保证锅炉能正常燃烧。
(2)当机组负荷减至180MW以下，真空在-79 kPa以上．循环水温升小于8℃，机组其他相关参数运行正常时，可停止l台循环水泵。此时1台循环水泵的循环水量已满足机组对真空的要求。
(3)当机组负荷降至130 MW时，将同侧引风机逐渐降至空载后停运备用。因为在此负荷下，保留l台引风机运行，可以正常调节锅炉负压。
(4)循环水泵、二次风机及引风机停运后进行启动前的检查，确保随时具备联投的条件．以便接到指令后能快速升负荷。
(5)运行循环水泵的冷却水压力低于0.1 MPa时，启动管道泵．增加冷却水压力和冷却水量．确保运行循环水泵的安全。
(6)加强对单侧风机运行时风烟系统的监视与调整．特别应防止运行的单侧风机过电流和炉膛压力�；ざ�。
2.4调整仪用空气压缩机的运行方式
通过对1、2号炉仪用空压机系统的检查、清理或转移不重要的用户，减少仪用压缩空气的用气量，将仪用空压机3台运行1台备用的运行方式改为2台运行2台备用．确定2台仪用空气压缩机能满足2台机组正常运行的需要。若仪用压缩空气系统有泄漏，泄漏点暂时又没有查清．而仪用压缩空气压力不能维持在0.65 MPa以上时．投备用的仪用空气压缩机就会自动联启，必要时可手动启动第4台仪用空气压缩机。
2.5煤种掺烧
为了适应电煤市场的变化．寻求企业的生存和发展，在燃烧设计煤种小龙潭褐煤的基础上，掺烧非设计煤种弥勒县新哨煤。在做完锅炉掺烧非设计煤种试验后，特做如下优化运行：
(1)掺烧的煤种按10%、20%、30%、40%、50%掺烧配比对锅炉原煤仓上煤。经过一段时间的掺烧试验，确认30%—50%掺烧配比可满足锅炉正常运行。其掺烧情况试验记录见表1。
(2)要尽量保证掺烧均匀．避免出现因掺烧不均而引起的煤质大幅度波动。
(3)掺烧煤种进入煤场后，与设计煤种进行分堆存放。需要取煤时．再按比例进行掺混上煤。
(4)当掺烧煤比例加大时，为防止床压过高，应加强锅炉排渣。
2.6调整燃煤粒径平衡锅炉床料
给煤粒度对CFB锅炉机组运行的影响很大，煤粒过细将增加碎煤机的电耗．且使锅炉排烟温度升高．排烟热损失增加：煤粒过粗将使细颗粒所占的份额减少．则会有较少的颗粒被携带到床层的上部．减少了截面颗粒质量浓度，从而间接地削弱了传热。并且给煤粒度过粗，锅炉床压也会逐渐升高．如果冷渣器排渣有困难，就会使锅炉床压偏高．这样一方面会增加风机的电耗．另一方面锅炉在高床压下运行．容易发生锅炉“翻床”，甚至被迫停炉，直至被迫�；Ｒ虼�，合理的给煤粒度对锅炉运行十分重要。在1号炉投产初期，由于褐煤煤质的特性和设计燃煤粒径较小(8—10 mm)，一次风压偏高等因素的影响，不能维持锅炉正常的床压。采用通过埋刮板给煤机中间给料机的人孔门．每天都要向炉内加装50t左右的床料．以补充锅炉运行中损失掉的床料。通过试验，特做如下优化运行：
(1)经多次试验，入炉煤一级破碎筛分粒度情况见表2。
(2)取消二级笼式细碎机，入炉煤只经过一级环锤式碎煤机破碎，增大了入炉煤粒径(50—25 mm)，床料基本能维持平衡，如果床压高时通过冷渣器排渣。
(3)在锅炉开始投煤初期，可适当降低原煤破碎粒度，以便快速提高床温，减少燃油。待床温达800℃时，再将原煤破碎粒度调整到规定值。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
2.7低床压经济运行．有效控制锅炉的翻床
CFB锅炉比常规煤粉炉厂用电率偏高，是亟待
解决的技术难题之一。通过加强锅炉的排渣．必要时通过外置床事故排渣，调整给煤粒度，维持锅炉床压在10—11kPa运行。经过低床压运行试验，采取降低2kPa的床压，即保持锅炉在7—9 kPa的低床压运行．使高厂变的负荷由23.5 MW降至20.5 MW,降低了厂用电率．同时低床压运行还减少了锅炉受热面磨损．另外也大大减少了锅炉两床失稳及翻床的几率。
2.8拆除床上油枪．调整锅炉燃油泵运行方式
由于燃用设计小龙潭褐煤的挥发分很高．在床温达300℃以上时能脉动给煤，在床温达350℃以上就能稳定燃烧．这就使床上油枪失去了存在的意义（不过各厂应根据燃用煤种来确定是否保留床上油枪）。当锅炉床温下降很快时，可通过投入风道燃烧器，投油助燃，也能达到有效提升床温的目的。另外，即使在故障情况下．因为CFB锅炉的蓄热能力特别大，锅炉床温短时降至300℃以下的可能性也很少，所以采取将锅炉燃油泵由连续运行改为停运备用。
2.9节油
在燃煤机组运行中，燃油成本占有很大的比重．并且随着成品油的涨价，燃油成本会越来越高。通过近la的摸索实践，在节油方面取得了显著效果，采取如下优化运行：
(1)在冷态启炉过程中，通过风道燃烧器预热床料。燃用设计煤种小龙潭褐煤．通过试验确定当床温达300℃以上时可间断投煤，并随着床温上升，可逐步降低风道燃烧器油枪的出力。当床温上升并且氧质量分数下降时可连续投煤．当床温达500℃以上时，要及时断油，从而可节约大量燃油。
(2)间断投煤的初期，床温上升很慢，此阶段的燃烧主要是煤的挥发分在燃烧。到间断投煤的后期，固定碳开始燃烧，这时要特别注意床温的温升，温升率可能会达25—45℃/min．谨防炉膛发生爆燃、结焦和受热面超温。
（3)锅炉压火消除缺陷后，机组恢复启动时，如果炉膛中部的床温达300℃以上，就可不用投油，直接脉动投煤，这样将大大节约燃油。
2.10吹灰优化
该厂循环流化床锅炉燃用的设计煤种（小龙潭褐煤）灰分小，加上一次风的流化作用，使大部分灰渣以飞灰的形式由烟囱排走。通过电除尘除掉的灰渣约占总灰渣的50%~60%．致使锅炉尾部烟道受热面容易积灰。另外，300 MW CFB锅炉只有1台四分仓回转式空气预热器，吹灰不及时可能造成其卡涩，并导致空气预热器跳闸。为了从运行上降低排烟温度，减少排烟损失，降低引风机的电耗及保证机组安全，规定空气预热器人口烟温达313℃时，投入锅炉程控吹灰。
2.11低氧燃烧
CFB锅炉的物料可通过热循环回路．不断往复地循环燃烧，即使在含氧质量分数很低的情况下，经多次循环燃烧后，碳燃尽率仍很高。经化验，检测不到飞灰含碳质量分数．所以低氧燃烧能保证CFB锅炉的效率。另外，低氧燃烧，还可减少送风量，降低二次风机出力，降低厂用电率。
锅炉正常运行中各负荷段要求氧质量分数分别控制为：150 MW时4%~5%；200 MW时3%。4%；250 MW时2%~3%；300 MW时1%～2%。
2.12电除尘器出口加装浊度仪自动调节电场运行电流
由于CFB锅炉的煤粉粒度远大于常规煤粉炉．通过电除尘器收集的飞灰量占总排灰渣量的50%～60%，这就大大增加了电除尘器的运行负荷。通过在电除尘器出口加装浊度仪，根据烟气的浊度情况，自动调节电除尘电场的运行电流，从而使电除尘器的运行更加经济。
3、�；ぢ呒挠呕�
针对CFB锅炉的运行特点．经过充分论证和多次实践的检验，对锅炉、汽轮机的主保护，做如下优化：
3.1锅炉主燃料跳闸�；�(MFT)部分
(1)-次风量低于临界流化风量(70 km3/h)�；の赐�。主要是考虑到定值有些不妥，即使一次风量低于临界流化风量，也可重新继续流化，没有必要使锅炉MFT投入，故该�；ぴ菔蔽赐�。
(2)流化风进入回料阀风量低(1km3／h)保护切除。主要是考虑到回料阀经常堵灰，或者流化风量显示不准，投入该保护时，容易造成锅炉MFT误动。现在该项�；ひ驯挥呕袅恕�
(3)分离器温度高(1050℃)�；で谐�。主要是考虑到锅炉加负荷速率，或者床压低带负荷困难．另外温度测点有时会烧坏，投入该�；�，容易发生锅炉MFT误动。现在该项保护已被优化掉了。
(4)床温小于600℃且已投煤无风燃器支持�；�，根据现场实际投煤燃烧试验的情况，确定改为床温小于300℃且已投煤无风燃器支持，更改完毕后已投入了该项�；ぁ�
3.2锅炉跳闸�；げ糠�
(1)增加了锅炉跳闸后，流化风机延时30s再全部跳闸的保护。主要是考虑到在进行的多次压火操作过程中发现，锅炉跳闸后流化风机全部跳闸容易导致回料阀和外置床空室堵塞。通过延时30 s．使旋风分离器内的物料尽可能多地返回到炉膛．不至于使回料阀和外置床空室堵塞。
(2)分离器温度高(1050℃)�；で谐�。主要是考虑到锅炉加负荷速率，或者床压低时带负荷困难．另外温度测点有时也不准．投入该�；ぃ菀追⑸⒈；の蠖�。现在该项保护已被优化掉了。
(3)流化风进入回料阀风量低(1km3/h)�；で谐Ｖ饕强悸堑交亓戏Ь６禄遥蛘吡骰缌肯允居形侍�，投入该�；�，容易造成锅炉跳闸保护误动。现在该项�；ひ驯挥呕袅恕�
3.3汽轮机主�；げ糠�
锅炉跳闸后汽轮机的保护自锅炉投运以来．一直没有投入。因为锅炉的蓄热能力特别大，即使锅炉跳闸，利用锅炉的蓄热量．也能采取关小汽轮机调节门减负荷，继续维持汽轮发电机组运行10～12h。待锅炉缺陷消除后，可快速恢复机组正常运行．这样就减少了机组非计划�；拇问�。
4、结语
通过la多的摸索实践．逐步掌握了300 MWCFB锅炉的一些运行特性，积累了一定的运行经验，并积极采取了一系列运行及逻辑优化措施。实践证明，这些优化措施是可行和成功的．为300 MWCFB锅炉更加安全、稳定和经济运行提供了可靠的保证。
