王秀蘭，趙立虎，牛雪峰

(赤峰熱電廠，內(nèi)蒙古 赤峰 024001)

1 機(jī)組概況

赤峰熱電廠1號(hào)、2號(hào)鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的440 t/h循環(huán)流化床 (CFB)鍋爐，超高壓一次中間再熱，與135 MW等級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組匹配，可配合汽輪機(jī)定壓?jiǎn)?dòng)和運(yùn)行。分別于2006年12月和2007年6月相繼投產(chǎn)運(yùn)行。

由于電廠老機(jī)組鍋爐是煤粉爐，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組投產(chǎn)初期，運(yùn)行人員缺乏循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在燃燒調(diào)整方面，總是按照煤粉爐的要求進(jìn)行調(diào)整，曾多次發(fā)生運(yùn)行工況偏差和非計(jì)劃停運(yùn)情況，影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，且風(fēng)機(jī)電耗大、飛灰大、煤耗多、非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)多，因此提高循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行周期和經(jīng)濟(jì)性迫在眉睫。通過(guò)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特性、運(yùn)行工況偏差的系統(tǒng)試驗(yàn)分析與論證，采取多項(xiàng)保證鍋爐安全運(yùn)行、降低鍋爐受熱面磨損、提高機(jī)組運(yùn)行周期和經(jīng)濟(jì)性的可行措施，并取得較好效果。鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1，鍋爐設(shè)計(jì)燃料特性見(jiàn)表2。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 鍋爐設(shè)計(jì)燃料特性

2 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整提高鍋爐經(jīng)濟(jì)性

在1號(hào)、2號(hào)鍋爐試運(yùn)初期，運(yùn)行人員積極掌握循環(huán)流化床特性，研討優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整的方案，結(jié)合熱力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，制定了運(yùn)行調(diào)整措施，針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的異常狀況進(jìn)行多次試驗(yàn)調(diào)整，在實(shí)際運(yùn)行中加以驗(yàn)證并改進(jìn)，最后總結(jié)循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整的經(jīng)驗(yàn)，得到4項(xiàng)燃燒調(diào)整措施，使循環(huán)流化床鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性得到大幅提高[1]。

2.1 降低床壓運(yùn)行

在鍋爐運(yùn)行中，床壓的測(cè)量值會(huì)隨著鍋爐的負(fù)荷、爐內(nèi)灰的粒徑、煤的質(zhì)量、煤的破碎粒度及風(fēng)量而變化。爐內(nèi)床壓控制值不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)確定，在不同的鍋爐負(fù)荷下，依據(jù)床壓測(cè)量值，參考密相區(qū)3層床壓值對(duì)床料粒度組成作出正確判斷，控制床壓在合理范圍內(nèi)運(yùn)行。

在1號(hào)、2號(hào)鍋爐投運(yùn)初期，運(yùn)行人員流化床鍋爐調(diào)整經(jīng)驗(yàn)少，為保證鍋爐滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，采用了較高的床壓控制值，結(jié)果造成流化風(fēng)量較高，爐內(nèi)耐火材料和水冷壁管交界處管壁磨損情況嚴(yán)重，多次被迫停爐，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。根據(jù)這種情況，經(jīng)對(duì)床壓進(jìn)行多次測(cè)量，運(yùn)行人員結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)，多次降低床壓運(yùn)行控制值，并總結(jié)每次改變床壓值后的運(yùn)行情況，最終摸索出運(yùn)行控制值(8～9 kPa)，比原控制值 (9～11 kPa)降低2 kPa。在鍋爐高負(fù)荷時(shí)床壓保持在9 kPa左右，低負(fù)荷時(shí)保持在8 kPa左右，在該范圍內(nèi)鍋爐床壓過(guò)低、過(guò)高的不利影響得到有效控制，具體數(shù)值如表3所示。

表3 負(fù)荷、床壓對(duì)照表

2.2 降低一次風(fēng)量

爐內(nèi)床料由大量具有一定粒徑分布的顆粒組成，其厚度分布的均勻性決定了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。1號(hào)、2號(hào)鍋爐投產(chǎn)初期，分別對(duì)1 000 mm、800 mm和600 mm的床料厚度進(jìn)行臨界流化風(fēng)量標(biāo)定試驗(yàn)，并檢查料床的均勻性。在3種不同的料層厚度下，臨界流化風(fēng)量都是100 Nm3/h，料床在600 mm已穩(wěn)定。針對(duì)鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重、非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)較多等情況，經(jīng)研究分析，應(yīng)適當(dāng)降低一次風(fēng)量[2－3]，最終將鍋爐的一次風(fēng)量從 170 kNm3/h降至140 kNm3/h，不但減輕了物料對(duì)鍋爐受熱面的磨損，而且降低了一次風(fēng)機(jī)單耗，使其從5.26 kWh/t降至3.13 kWh/t，風(fēng)機(jī)單耗下降了2.13 kWh/t。

2.3 實(shí)施低氧量燃燒

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行初期，運(yùn)行人員對(duì)其燃燒控制經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)氧量的控制大多沿襲傳統(tǒng)煤粉爐的燃燒經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，采用了較大的過(guò)量空氣系數(shù)，氧量控制值為4% ～6%，引起了一系列不利影響，如磨損大、床溫低、飛灰大、風(fēng)機(jī)電耗大等。通過(guò)多次氧量標(biāo)定試驗(yàn)，對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終將氧量確定在1% ～2%，運(yùn)行可行且有利于鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒。

因此，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整，應(yīng)打破固定思維，結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐爐膛密封性好、漏風(fēng)系數(shù)極小、氧量隨煙氣流向逐漸降低等因素，采用低氧量燃燒技術(shù)[4]。同時(shí)應(yīng)減少風(fēng)量使風(fēng)機(jī)電耗降低;提高床溫使鍋爐燃燒效率升高、飛灰含碳量降低;降低風(fēng)速使磨損減輕。因此采用低氧量燃燒技術(shù)可提高鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性。

2.4 控制燃煤粒度

飛灰可燃物含量是循環(huán)流化床鍋爐主要性能指標(biāo)之一，電廠試運(yùn)初期，飛灰含碳量較高，達(dá)到5%左右，以至鍋爐熱效率低于設(shè)計(jì)值。根據(jù)飛灰化驗(yàn)結(jié)果，對(duì)煤的粒度提出了較高的要求:入爐煤粒度小于10 mm且小于200 μm的不大于25%[5]。調(diào)整后可優(yōu)化煤的粒度，減少了煤粒中過(guò)大、過(guò)小的成分，使煤在爐內(nèi)的燃盡程度有了較大提高，有效降低了飛灰可燃物和大渣含碳量，采用上述方式，將飛灰含碳量由投運(yùn)初期的5%控制到1.3%附近，飛灰可燃物下降3.6%。使1號(hào)鍋爐效率比投運(yùn)初期提高3.2%，2號(hào)鍋爐熱效率提高2.8%，大大提高了循環(huán)流化床鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性。

3 改造設(shè)備提高鍋爐經(jīng)濟(jì)性

3.1 降低廠用電率

2010年，為滿足國(guó)家對(duì)鍋爐煙塵排放的要求，電廠對(duì)石灰石脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了增容改造，同時(shí)將2臺(tái)靜電除塵器改為電袋式除塵器，系統(tǒng)的改造導(dǎo)致空壓機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)增加、耗電率上升。針對(duì)廠用電率較高的情況，進(jìn)行了除塵器布袋區(qū)間斷輸灰試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索，確定在靜電除塵器電場(chǎng)運(yùn)行正常的情況下，布袋區(qū)每個(gè)班次輸灰2 h，能保證灰斗粒位正常，這樣可減少1臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行，每年可節(jié)電197萬(wàn)kWh。

3.2 延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行時(shí)間

投產(chǎn)初期，由于運(yùn)行人員對(duì)流化床燃燒調(diào)整經(jīng)驗(yàn)少、風(fēng)量配比不合理、煤質(zhì)硬、粒徑大等，導(dǎo)致受熱面磨損嚴(yán)重，多次被迫停爐。針對(duì)這種情況，電廠組織檢修人員查找爐內(nèi)磨損部位，組織熱力試驗(yàn)組通過(guò)漏風(fēng)試驗(yàn)查找尾部煙道漏風(fēng)狀況，經(jīng)檢測(cè)漏風(fēng)率高達(dá)11%，比設(shè)計(jì)值 (4%)高7個(gè)百分點(diǎn)[6]。根據(jù)對(duì)爐內(nèi)的檢查情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)受熱面重點(diǎn)磨損部位進(jìn)行噴涂，對(duì)尾部煙道的漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行堵漏治理，使1號(hào)、2號(hào)鍋爐因磨損引起的被迫停爐次數(shù)大大減少，同時(shí)鍋爐非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)也相應(yīng)減少，延長(zhǎng)了2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。1號(hào)鍋爐連續(xù)運(yùn)行254 d，達(dá)到了全國(guó)同類鍋爐連續(xù)運(yùn)行領(lǐng)先水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整，降低了灰渣含碳量，使循環(huán)流化床鍋爐的熱效率明顯提高，風(fēng)機(jī)單耗下降;通過(guò)設(shè)備改造，將靜電除塵改為電袋除塵，并通過(guò)運(yùn)行調(diào)整，減少1臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行，每年可節(jié)電197萬(wàn)kWh;通過(guò)設(shè)備治理，減少了被迫停爐和非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，1號(hào)鍋爐連續(xù)運(yùn)行254 d，達(dá)到全國(guó)同類鍋爐領(lǐng)先水平。

赤峰熱電廠通過(guò)采用合理的燃燒調(diào)整措施，依據(jù)熱力試驗(yàn)進(jìn)行鍋爐運(yùn)行調(diào)整及設(shè)備的改造治理，準(zhǔn)確把握了440 t/h循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行方式，針對(duì)鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，從循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性2方面尋求解決方法，努力在保證機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，最大限度地提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

[1]鐘 輝，王曉嚴(yán).135 MW循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行分析[J].東北電力技術(shù)，2005，26(11):31－35.

[2]孫學(xué)信.燃煤鍋爐燃燒試驗(yàn)技術(shù)與方法[M].北京:中國(guó)電力出版社，2002.

[3]岑可法，周 昊，池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2003.

[4]劉建平，關(guān)曉磊，陳慶武.220 t/h循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整[J].東北電力技術(shù)，2004，25(11):44－46.

[5]黨黎軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動(dòng)調(diào)試與安全運(yùn)行 [M].北京:中國(guó)電力出版社，2002.

[6]黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M].北京:中國(guó)電力出版社，2007.