邢秀峰，柳 明，李凱勇

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西電力建設(shè)有限責(zé)任公司，山西太原 030012）

循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式研究

邢秀峰1，柳 明2，李凱勇1

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西電力建設(shè)有限責(zé)任公司，山西太原 030012）

為降低機(jī)組廠用電、節(jié)約投資成本，對(duì)某350 MW超臨界循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組進(jìn)行單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)，并分析了該運(yùn)行方式的可行性及效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)能夠滿足機(jī)組全負(fù)荷段的運(yùn)行要求；與2臺(tái)運(yùn)行比較，節(jié)電效果明顯。在后續(xù)基建相關(guān)類型機(jī)組時(shí)，設(shè)計(jì)階段應(yīng)重新考慮高壓流化風(fēng)機(jī)的出力及配置，避免投資浪費(fèi)和增加運(yùn)行成本。

循環(huán)流化床鍋爐；流化風(fēng)機(jī)；返料系統(tǒng)；運(yùn)行方式

0 引言

目前我國(guó)大型循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)高壓流化風(fēng)機(jī)的配置通常為2用1備。高壓流化風(fēng)運(yùn)行參數(shù)較實(shí)際所需的運(yùn)行風(fēng)量較大，系統(tǒng)耗電偏大?；谏鲜銮闆r，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，探索在目前大型循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)及設(shè)備配置下，采用單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行代替2臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可行性機(jī)器效果。本文以山西河坡發(fā)電有限公司2×350 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐為試驗(yàn)對(duì)象。

1 設(shè)備及系統(tǒng)介紹

目前循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)的高壓流化風(fēng)機(jī)為2用1備，返料器的設(shè)計(jì)運(yùn)行風(fēng)量見(jiàn)表1。對(duì)1臺(tái)返料器來(lái)說(shuō)，在風(fēng)溫為93℃時(shí)，運(yùn)行總風(fēng)量為4 707 m3/h，在風(fēng)溫為843℃時(shí)，運(yùn)行總風(fēng)量為3 072.9 m3/h，大型循環(huán)流化床一般為3個(gè)返料器，故運(yùn)行總風(fēng)量為14 121 m3/h、11 108.7 m3/h。表2為河坡電廠350 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐所配置高壓流化風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)?；陲L(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用公式（1）折算至標(biāo)準(zhǔn)狀況下的風(fēng)量為19 385 m3/h（TB工況）、15 344 m3/h（BMCR工況）。從單臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量出力來(lái)看，單臺(tái)流化風(fēng)機(jī)滿足機(jī)組的運(yùn)行要求。

表1 “U”閥空氣噴嘴充氣量（單個(gè)回料器）

表2 高壓流化風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)主要參數(shù)

風(fēng)量修正公式

式中：Q——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的風(fēng)量；

Q0——設(shè)計(jì)工況下的風(fēng)量；

P——當(dāng)?shù)卮髿鈮海?/p>

P'——設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力；

t——設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度。

2 單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)

基于上述分析結(jié)果，在不同負(fù)荷下，對(duì)單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

在試驗(yàn)工況下，上升段及下降段風(fēng)帽調(diào)節(jié)擋板全開(kāi)，充氣噴嘴流量調(diào)節(jié)擋板關(guān)至20%，逐步加大一臺(tái)運(yùn)行高壓流化風(fēng)機(jī)的出力，減少另一臺(tái)運(yùn)行流化風(fēng)機(jī)的出力，加至接近額定電流時(shí)，解除高壓流化風(fēng)機(jī)連鎖，停運(yùn)另一臺(tái)高流風(fēng)機(jī)，停運(yùn)后，觀察立管壓力的變化。立管壓力會(huì)在停運(yùn)初期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，若立管壓力一直上升，表明在該工況下，系統(tǒng)所配置的高壓流化風(fēng)機(jī)一臺(tái)無(wú)法滿足運(yùn)行要求；若立管壓力上升后，經(jīng)一段時(shí)間重新穩(wěn)定在一個(gè)新的平衡下，連續(xù)運(yùn)行1 h以上，返料器工作無(wú)異常，則表明在該工況下，系統(tǒng)所配置的高壓流化風(fēng)機(jī)一臺(tái)無(wú)法滿足運(yùn)行要求。

選取3個(gè)常用工況和滿負(fù)荷對(duì)單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行了試驗(yàn)。表3為試驗(yàn)前返料器的運(yùn)行參數(shù)，表4為試驗(yàn)后單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

從2臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)返料系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)（見(jiàn)表3）和1臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)返料器的運(yùn)行參數(shù)（見(jiàn)表4）來(lái)看，在同一負(fù)荷段下，由2臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)換為1臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)后，流化風(fēng)母管壓力由48 kPa下到41 kPa，最低37 kPa，返料器進(jìn)出口溫度變化不明顯，返料壓力無(wú)變化，分離器立管壓力略有上升，返料器運(yùn)行正常，1臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)能夠滿足機(jī)組的運(yùn)行要求。高壓流化風(fēng)系統(tǒng)改變運(yùn)行方式下，高壓流化風(fēng)機(jī)電耗見(jiàn)表5。經(jīng)耗電量統(tǒng)計(jì)，在175 MW、245 MW、300 MW、350 MW 4個(gè)負(fù)荷下，全年節(jié)電量分別為812 000 kW·h、956 000 kW·h、988 000 kW·h、988 000 kW·h（年利用小時(shí)數(shù)以4 000 h計(jì)）；全年節(jié)電費(fèi)用分別為 162 400元、191 200元、197 600元、197 600元（廠用電費(fèi)率0.2元/（kW·h）計(jì)），以年平均負(fù)荷245 MW，年節(jié)約廠用電費(fèi)約19萬(wàn)元。

表3 試驗(yàn)前返料器的運(yùn)行參數(shù)

表4 單臺(tái)返料器試運(yùn)后的運(yùn)行參數(shù)

表5 高壓流化風(fēng)系統(tǒng)電耗統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

a)在上述系統(tǒng)配置下，采用單臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)運(yùn)行能夠滿足機(jī)組全負(fù)荷段的運(yùn)行要求。

b)與2臺(tái)運(yùn)行比較節(jié)電效果明顯，以年平均負(fù)荷245 MW，年節(jié)約廠用電費(fèi)約19萬(wàn)元。

c）針對(duì)新的運(yùn)行方式需對(duì)鍋爐BT保護(hù)中的相應(yīng)項(xiàng)目中的定值進(jìn)行修改，特別是采用高壓流化風(fēng)母管壓力做保護(hù)的機(jī)組，應(yīng)適時(shí)調(diào)整定制參數(shù)。

d）高壓流化風(fēng)機(jī)的連鎖邏輯需進(jìn)行修改為1臺(tái)運(yùn)行，另外2臺(tái)優(yōu)選和備選互聯(lián)。

e）在后續(xù)基建相關(guān)類型機(jī)組時(shí)，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)重新考慮高壓流化風(fēng)機(jī)的出力及配置，避免投資浪費(fèi)和增加運(yùn)行成本。

[1] 岑可法，倪明江，駱仲泱，等.循環(huán)流化床理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京:中國(guó)電力出版社,1997.

Study on Fan Operation Mode of Circulating Fluidized Bed Boiler Material Return System

XING Xiufeng1,LIU Ming2,LI Kaiyong1
（1.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC,Taiyuan,Shanxi030001,China；2.China Energy Engineering Group Shanxi Electric Power Construction Co.,Ltd., Taiyuan,Shanxi030012,China）

In order toreduce the power consumption ofthe unit tosave cost,a single high pressure fluidized fan operation adjustment test was carried out for a 350 MW supercritical circulating fluidized bed generator unit,and the feasibility and effect of the operation mode were analyzed.The experimental results showthat a single high pressure fluidizingfan can meet the requirements ofthe unit operating with whole load.Compared with twofans in operation,the energy-saving effect is obvious.When establishing similar units thereafter,the output and configuration ofhigh pressure fluidizingfan should be reconsidered duringdesign stage toavoid excessive investment.

circulatingfluidized bed boiler；fluidizingfans；material return system；operation mode

TK229.6+6

B

1671-0320（2017）04-0060-03

2017-04-09，

2017-05-17

邢秀峰（1982），男，山西五臺(tái)人，2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，從事鍋爐調(diào)試及優(yōu)化運(yùn)行工作；

柳 明（1962），男，山西朔州人，1988年畢業(yè)于太原工業(yè)學(xué)院電力分院熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事汽輪機(jī)、鍋爐安裝、檢修及管理等工作；

李凱勇（1974），男，山西大同人，1996年畢業(yè)于太原理工大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，從事鍋爐燃燒技術(shù)研究。