林錦平（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東云浮 527300）

國(guó)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(yùn)行人員通過(guò)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(tái)給煤機(jī)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(dá)到降低廠用電、節(jié)能增效的目的，同時(shí)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(jì)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(shì)。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(jìn)行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁受熱面進(jìn)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(jìn)入三個(gè)旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中進(jìn)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(lái)依次進(jìn)入尾部煙道內(nèi)的低溫過(guò)熱器（低溫再熱器）、省煤器和空氣預(yù)熱器，此時(shí)煙溫降至140℃左右排出鍋爐；被分離器捕集下來(lái)的固體顆粒通過(guò)立管，由“U”型回料器及回料腿直接送回到爐膛，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。因此固體物料（灰、未燃燼碳）在整個(gè)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(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器、3個(gè)回料閥、尾部對(duì)流煙道、4臺(tái)冷渣器和1個(gè)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(diǎn)。在爐膛上部后側(cè)布置有3個(gè)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(jìn)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(jìn)入爐膛。鍋爐采用前墻集中給煤方式，8個(gè)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(lái)至2 01 5年3月份，根據(jù)上海鍋爐廠的要求，在180MW以上負(fù)荷時(shí)，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(jìn)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(duì)流化床設(shè)備熟悉程度的增加，通過(guò)對(duì)流化床燃燒技術(shù)的不斷摸索總結(jié)和長(zhǎng)期不斷的調(diào)整觀察、數(shù)據(jù)對(duì)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?fàn)t膛出口氧量下降，可達(dá)到減少一、二次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)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(yùn)行期間，我廠運(yùn)行部利用循環(huán)流化床運(yùn)行穩(wěn)定、蓄熱量大和不易滅火等優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)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(yùn)行參數(shù)控制，使氧量降低到1.5%的同時(shí)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(guò)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(fù)荷下使床壓保持在最優(yōu)值，避免床壓過(guò)高增加一次風(fēng)機(jī)出力，增加廠用電，若床壓過(guò)低，會(huì)使床溫過(guò)高。如在180MW負(fù)荷時(shí)，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(shí)開始排渣，排渣時(shí)要求4臺(tái)冷渣器全部啟動(dòng)進(jìn)行均勻排渣，排低至下限值后停止排渣，通過(guò)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(fù)荷時(shí)，一次風(fēng)量由原來(lái)450-470 kNm3/h降低至440-460kNm3/h，且要求其盡量靠下限運(yùn)行；規(guī)定此負(fù)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(guò)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(qiáng)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(shí)確保設(shè)備安全。

（3）均衡8臺(tái)給煤機(jī)給煤確保床溫不出現(xiàn)較大偏差：要求8臺(tái)給煤機(jī)的給煤量不能相差超過(guò)2噸，使落煤均勻；制定出《C廠給煤機(jī)落煤管定期烘干敲打清煤技術(shù)措施》：在負(fù)荷低于230MW時(shí)，逐臺(tái)停運(yùn)給煤機(jī)后打開其下閘門，通過(guò)熱風(fēng)對(duì)落煤管積煤進(jìn)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(jī)落煤管不堵煤，確保給煤機(jī)落煤正常均勻。

（4）通過(guò)配合西安熱工院做燃燒優(yōu)化試驗(yàn)，吸收先進(jìn)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(dòng)風(fēng)門和錐段吹掃風(fēng)門分別調(diào)整為100、30、5開度，以確?；亓掀髟谧罴压ぷ鳡顟B(tài)，保證3個(gè)回料器返料和落料的正常，使?fàn)t膛床溫均勻。

通過(guò)運(yùn)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(yùn)行后，我們觀察并記錄穩(wěn)定工況時(shí)調(diào)整前后一、二次風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)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(fù)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(jī)抽取了#6爐調(diào)整前與調(diào)整后的各4個(gè)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(yǔ)

由表1數(shù)據(jù)可知氧量由低限2.0%降為1.5%后，6KV電機(jī)一、二次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流有了明顯的下降，滿負(fù)荷時(shí)調(diào)整后平均每小時(shí)電流下降33.625A，節(jié)約電量：1.732*6000*33.625=349.431千瓦時(shí)；

按2015年#6機(jī)可利用小時(shí)數(shù)4500小時(shí)算，全年可節(jié)約電量：349.431*4500=1572439.5千瓦時(shí)；

按0.5元每千瓦時(shí)算，#6機(jī)全年可節(jié)省：1572439.5*0.5 =786219.75元；

則#5、#6兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)省約158萬(wàn)元。

由表2飛灰可燃物數(shù)據(jù)對(duì)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(qiáng)了爐內(nèi)空氣與煤的混合，使?fàn)t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(jī)組飛灰含碳量每下降1%，煤耗可節(jié)省1.23g/kwh，通過(guò)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(jī)全年發(fā)電量按11億度電算，即可節(jié)約標(biāo)煤：0.80319* 1.1*109kwh=883.509T；

煤價(jià)按700元/噸算，可節(jié)約資金：1452.798*700=618456.3元；則#5、#6兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)省約124萬(wàn)元。

表3 250MW穩(wěn)定工況時(shí)氮氧化物生成濃度數(shù)據(jù)

通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)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(yùn)部［2015］14號(hào)《#5、6機(jī)組運(yùn)行成本、環(huán)保、節(jié)能在線指標(biāo)競(jìng)賽辦法》中的“實(shí)時(shí)在線節(jié)能指標(biāo)考核”氧量考核項(xiàng)上：

各爐考核基準(zhǔn)值（平均值）為：氧量＞1.5%時(shí)，得基礎(chǔ)分5分。當(dāng)某臺(tái)爐氧量值低于1.5%時(shí)，延時(shí)15分鐘后按低氧燃燒進(jìn)行考核。

通過(guò)深度降低氧量燃燒調(diào)整后，可使我廠#5、#6機(jī)組每年節(jié)約資金282多萬(wàn)元，且氮氧化物排放有了明顯降低，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(guó)電力出版社，2009（7）.

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

［3］周寶欣.循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)問(wèn)答［M］.北京:中國(guó)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(yùn)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(yùn)行規(guī)程.