李曉宏

摘 要：通過(guò)對(duì)上鍋產(chǎn)300 MW循環(huán)流化床鍋爐床料添加系統(tǒng)存在缺陷的情況，以及啟動(dòng)過(guò)程的分析，對(duì)啟動(dòng)前鍋爐經(jīng)濟(jì)床壓的數(shù)值進(jìn)行了試驗(yàn)求證，并提出了利用煤倉(cāng)上床料，給煤機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中隨機(jī)添加床料的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐 床壓 啟動(dòng) 床料

中圖分類(lèi)號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（a）-0021-02

廣東粵電云河發(fā)電有限公司#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。與300MW等級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配。鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，鍋爐島式露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)。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。一次風(fēng)室采用絕熱式一次風(fēng)室。循環(huán)流化床以其對(duì)燃料適應(yīng)性高、燃燒效率高、排污低、負(fù)荷適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)已在該廠的生產(chǎn)實(shí)際中得到了證實(shí)。但因循環(huán)流化床鍋爐的熱容量很大、反應(yīng)遲鈍的特點(diǎn)，所以造成了該鍋爐啟、停時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。結(jié)合該廠的實(shí)際情況，主要反應(yīng)在啟動(dòng)過(guò)程用時(shí)過(guò)長(zhǎng)、啟動(dòng)費(fèi)用高方面。另一方面，因目前電力生產(chǎn)所面臨的情況來(lái)看，機(jī)組的經(jīng)常性調(diào)峰啟停已成常態(tài)。而該廠的上鍋300 MW循環(huán)流化床鍋爐在一次風(fēng)室、風(fēng)道燃燒器、以及床料添加系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上存在缺陷，導(dǎo)致床下油槍無(wú)法投運(yùn)，床上油槍燃燒效率低，床料添加系統(tǒng)耗時(shí)久、易堵塞等問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)。這進(jìn)一步加大了啟動(dòng)的耗時(shí)和費(fèi)用的上升。為解決這一問(wèn)題，提出了啟動(dòng)前煤倉(cāng)進(jìn)渣，啟動(dòng)過(guò)程中邊升爐邊加床料的快速啟動(dòng)技術(shù)。

1 床壓在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的重要意義

床壓是循環(huán)流化床運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)。對(duì)鍋爐的正常及安全穩(wěn)定運(yùn)行提供最基本也是最直觀的數(shù)據(jù)表征。床壓過(guò)高，在正常運(yùn)行中會(huì)造成床溫低、流化困難、風(fēng)機(jī)能耗高、鍋爐磨損增大等一系列問(wèn)題，在啟動(dòng)過(guò)程中，過(guò)高的床壓會(huì)大大延緩鍋爐投煤的時(shí)間參數(shù)點(diǎn)，造成啟動(dòng)燃油量增加及延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間等問(wèn)題。另一方面床壓過(guò)低，在正常運(yùn)行中會(huì)造成床溫高、料層吹穿流化惡化、易結(jié)焦、超溫爆管等一系列問(wèn)題，在啟動(dòng)過(guò)程中，過(guò)低的床壓會(huì)造成床層下部溫度難以提升，而初期投煤時(shí)保證給煤著火的關(guān)鍵就在于下次床溫，這就造成投煤后給煤不燃燒，大量堆積在床料下部，后期必然引起鍋爐爆燃的嚴(yán)重后果。所以在啟動(dòng)前鍋爐添加床料多少將直接影響啟動(dòng)過(guò)程的耗時(shí)。

該文提出的低床壓?jiǎn)?dòng)技術(shù)是指啟動(dòng)前在添加床料時(shí)只添加部分床料，啟動(dòng)床壓較規(guī)定低，而在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中邊升爐邊進(jìn)行床料的補(bǔ)充工作。這樣大大降低啟動(dòng)前的床料添加時(shí)間及勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省啟動(dòng)過(guò)程的人力成本及燃油量。

2 現(xiàn)狀調(diào)查及分析

2.1 不適用的床料添加系統(tǒng)

上鍋配套的床料添加系統(tǒng)，采用的是高處布置的帶中間緩沖倉(cāng)式的床料添加系統(tǒng)。采用壓縮空氣作為動(dòng)力，倉(cāng)泵程控運(yùn)行添加，添加口為分離器回料口。該床料添加系統(tǒng)主要存在斗提機(jī)故障多，添加緩慢，倉(cāng)泵易堵塞、添加管路經(jīng)常性堵塞等很多問(wèn)題。一方面，添加床料時(shí)必須人工將床料加至斗提機(jī)的添加口，通過(guò)斗提機(jī)將床料提升至高位的渣倉(cāng)，之后才可以通過(guò)倉(cāng)泵將床料送至爐膛，中間環(huán)節(jié)過(guò)多，人工成本高。另一方面，因其添加口的布置問(wèn)題，利用該系統(tǒng)添加床料時(shí)必須進(jìn)行爐內(nèi)床料的平整工作，如果通過(guò)鍋爐風(fēng)組運(yùn)行來(lái)進(jìn)行平整的話，風(fēng)組的運(yùn)行必然會(huì)帶走很多床料，大大延緩床料添加用時(shí)，而通過(guò)人工進(jìn)入爐膛進(jìn)行平整工作的話，勞動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)環(huán)境差、用時(shí)久、人工成本將進(jìn)一步加大。

2.2 有缺陷的風(fēng)道燃燒器系統(tǒng)

上鍋配套的啟動(dòng)燃燒系統(tǒng)為4個(gè)風(fēng)道燃燒器外加6個(gè)床上油槍燃燒器。啟動(dòng)過(guò)程采用床上床下聯(lián)合啟動(dòng)方式。但實(shí)際情況由于設(shè)計(jì)的一次風(fēng)室存在缺陷，床下的風(fēng)道燃燒器無(wú)法投入，只能采用床上油槍點(diǎn)火方式。該廠采用的一次風(fēng)室為絕熱式一次風(fēng)室，風(fēng)室和爐膛采用懸吊式膨脹節(jié)連接。在風(fēng)道燃燒器投入運(yùn)行時(shí)，因一次風(fēng)溫高而多次發(fā)生一次風(fēng)室膨脹節(jié)爆裂損壞的故障，故而風(fēng)道燃燒器只能不采用。而床上燃燒器對(duì)床料的加熱效率較差，可利用熱量較低，從而導(dǎo)致了啟動(dòng)過(guò)程時(shí)間久、耗油多的問(wèn)題。

2.3 床料添加的各種方式

目前該型號(hào)鍋爐可采用并已實(shí)踐過(guò)的添加方式除了床料添加系統(tǒng)之外，還有以下兩種：第一種是利用爐膛兩側(cè)人孔門(mén)進(jìn)行人工添加。該添加方式雖不需要進(jìn)行人工平整工作，但因人孔門(mén)的位置較高，且只有2個(gè)人孔門(mén)，速度較慢，也比較費(fèi)力耗時(shí)。第二種添加方式為利用給煤機(jī)落煤管進(jìn)行添加。將8臺(tái)給煤機(jī)端部人孔門(mén)打開(kāi)，8個(gè)給煤口同時(shí)進(jìn)行人工添加。該添加方式速度最快，但需要進(jìn)行人工平整工作，人工需求量也比較大。

通過(guò)以上分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果需要在啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行床料的添加工作，只能利用對(duì)煤倉(cāng)進(jìn)行上床料，啟動(dòng)過(guò)程中啟動(dòng)給煤機(jī)隨機(jī)運(yùn)行，根據(jù)當(dāng)時(shí)床壓情況調(diào)整床料的添加量，從而實(shí)現(xiàn)在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程床壓的穩(wěn)定及可控。

3 低床壓?jiǎn)?dòng)安全經(jīng)濟(jì)數(shù)值的確定

隨著啟動(dòng)過(guò)程的進(jìn)行，因煙風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，必然會(huì)造成大量床料的流失。而在啟動(dòng)初期因未進(jìn)行給煤或者給煤量偏低，這些補(bǔ)充不足以穩(wěn)定床壓。通過(guò)多次啟動(dòng)過(guò)程分析，我們發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，床壓的下降幅度大概在4 kPa左右，而此數(shù)據(jù)的表象可以認(rèn)為整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程會(huì)造成大概1/4床料的流失。如果在初期添加床料不足，在后期床壓過(guò)低時(shí)，因床溫高而造成鍋爐難以帶負(fù)荷，只能在較低符合運(yùn)行補(bǔ)充床料，提升床壓。下面通過(guò)該廠兩次啟動(dòng)過(guò)程的典型分析來(lái)說(shuō)明低床壓?jiǎn)?dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)確定，見(jiàn)表1。

啟動(dòng)過(guò)程一：

在此次啟動(dòng)過(guò)程中，初始啟動(dòng)床壓為16.1 kPa，達(dá)到投煤溫度點(diǎn)所需時(shí)間為6小時(shí)05分鐘。一直到鍋爐物料實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)，鍋爐的床壓只有10.6 kPa，而這么低的床壓是不可能繼續(xù)加負(fù)荷的，事實(shí)上，為了提高床壓，降低床溫增加鍋爐出力，該次啟動(dòng)過(guò)程在120 MW負(fù)荷下運(yùn)行了4個(gè)多小時(shí)后才緩慢的開(kāi)始嘗試性的加負(fù)荷。最后該次啟動(dòng)總用時(shí)23小時(shí)24分鐘，使用燃油47T，而此時(shí)間還不包括啟動(dòng)前進(jìn)行床料添加所用的時(shí)間。

啟動(dòng)過(guò)程二：

在此次啟動(dòng)過(guò)程中，初始啟動(dòng)床壓為13.5 kPa，達(dá)到投煤的溫度點(diǎn)所需時(shí)間為4小時(shí)15分鐘，在投煤后利用給煤機(jī)同步進(jìn)行了床料的補(bǔ)充的工作，此后鍋爐床壓一直穩(wěn)定在12.8 kPa左右，對(duì)啟動(dòng)后期鍋爐帶負(fù)荷能力沒(méi)有絲毫影響。最后整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程用時(shí)15小時(shí)25分鐘，使用燃油26.5 t。

4 關(guān)鍵技術(shù)及主要?jiǎng)?chuàng)造點(diǎn)

（1）啟動(dòng)前的床料添加只加150 t（原來(lái)我們一直都是加200 t）。這樣啟動(dòng)后床壓大概在13 kPa左右。加床料的任務(wù)少了1/4，節(jié)省人工，節(jié)省時(shí)間。

（2）保持一個(gè)煤倉(cāng)空倉(cāng)情況下，加100 t左右床料。通過(guò)燃料皮帶直接將床料加至煤倉(cāng)，措施的關(guān)鍵點(diǎn)在于，必須確認(rèn)煤倉(cāng)空倉(cāng)，給煤機(jī)皮帶上面沒(méi)有煤。必須保證通過(guò)該煤倉(cāng)進(jìn)入爐膛的必須是床料?？紤]到燃燒平衡的問(wèn)題，建議加床料至中間的煤倉(cāng)。

（3）鍋爐可以投煤后，及時(shí)啟動(dòng)床料煤倉(cāng)下的給煤機(jī)，根據(jù)床壓情況，增加該給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行補(bǔ)床料工作。通過(guò)調(diào)整給煤機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行床壓的調(diào)整，不僅方便，而且可控。

參考文獻(xiàn)

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