440 t/h循环流化床锅炉经济运行研究

王秀兰，赵立虎，牛雪峰

(赤峰热电厂，内蒙古 赤峰 024001)

1 机组概况

赤峰热电厂1号、2号锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的440 t/h循环流化床 (CFB)锅炉，超高压一次中间再热，与135 MW等级汽轮发电机组匹配，可配合汽轮机定压启动和运行。分别于2006年12月和2007年6月相继投产运行。

由于电厂老机组锅炉是煤粉炉，1号、2号机组投产初期，运行人员缺乏循环流化床锅炉运行经验，在燃烧调整方面，总是按照煤粉炉的要求进行调整，曾多次发生运行工况偏差和非计划停运情况，影响了机组的安全经济运行，且风机电耗大、飞灰大、煤耗多、非计划停运次数多，因此提高循环流化床锅炉运行周期和经济性迫在眉睫。通过对循环流化床锅炉的燃烧特性、运行工况偏差的系统试验分析与论证，采取多项保证锅炉安全运行、降低锅炉受热面磨损、提高机组运行周期和经济性的可行措施，并取得较好效果。锅炉主要设计参数见表1，锅炉设计燃料特性见表2。

表1 锅炉主要设计参数

表2 锅炉设计燃料特性

2 加强运行调整提高锅炉经济性

在1号、2号锅炉试运初期，运行人员积极掌握循环流化床特性，研讨优化运行调整的方案，结合热力试验数据，制定了运行调整措施，针对运行中出现的异常状况进行多次试验调整，在实际运行中加以验证并改进，最后总结循环流化床锅炉燃烧调整的经验，得到4项燃烧调整措施，使循环流化床锅炉的燃烧经济性得到大幅提高[1]。

2.1 降低床压运行

在锅炉运行中，床压的测量值会随着锅炉的负荷、炉内灰的粒径、煤的质量、煤的破碎粒度及风量而变化。炉内床压控制值不是一成不变的，应根据大量运行经验和测试数据来确定，在不同的锅炉负荷下，依据床压测量值，参考密相区3层床压值对床料粒度组成作出正确判断，控制床压在合理范围内运行。

在1号、2号锅炉投运初期，运行人员流化床锅炉调整经验少，为保证锅炉满负荷稳定运行，采用了较高的床压控制值，结果造成流化风量较高，炉内耐火材料和水冷壁管交界处管壁磨损情况严重，多次被迫停炉，影响了机组的经济运行。根据这种情况，经对床压进行多次测量，运行人员结合测试数据，多次降低床压运行控制值，并总结每次改变床压值后的运行情况，最终摸索出运行控制值(8～9 kPa)，比原控制值 (9～11 kPa)降低2 kPa。在锅炉高负荷时床压保持在9 kPa左右，低负荷时保持在8 kPa左右，在该范围内锅炉床压过低、过高的不利影响得到有效控制，具体数值如表3所示。

表3 负荷、床压对照表

2.2 降低一次风量

炉内床料由大量具有一定粒径分布的颗粒组成，其厚度分布的均匀性决定了锅炉燃烧的稳定性。1号、2号锅炉投产初期，分别对1 000 mm、800 mm和600 mm的床料厚度进行临界流化风量标定试验，并检查料床的均匀性。在3种不同的料层厚度下，临界流化风量都是100 Nm3/h，料床在600 mm已稳定。针对锅炉受热面磨损严重、非计划停运次数较多等情况，经研究分析，应适当降低一次风量[2－3]，最终将锅炉的一次风量从 170 kNm3/h降至140 kNm3/h，不但减轻了物料对锅炉受热面的磨损，而且降低了一次风机单耗，使其从5.26 kWh/t降至3.13 kWh/t，风机单耗下降了2.13 kWh/t。

2.3 实施低氧量燃烧

在循环流化床锅炉运行初期，运行人员对其燃烧控制经验不足，对氧量的控制大多沿袭传统煤粉炉的燃烧经验及运行设计说明书，采用了较大的过量空气系数，氧量控制值为4% ～6%，引起了一系列不利影响，如磨损大、床温低、飞灰大、风机电耗大等。通过多次氧量标定试验，对测定的数据进行分析，最终将氧量确定在1% ～2%，运行可行且有利于锅炉经济燃烧。

因此，对循环流化床锅炉的燃烧调整，应打破固定思维，结合循环流化床锅炉炉膛密封性好、漏风系数极小、氧量随烟气流向逐渐降低等因素，采用低氧量燃烧技术[4]。同时应减少风量使风机电耗降低;提高床温使锅炉燃烧效率升高、飞灰含碳量降低;降低风速使磨损减轻。因此采用低氧量燃烧技术可提高锅炉的燃烧经济性。

2.4 控制燃煤粒度

飞灰可燃物含量是循环流化床锅炉主要性能指标之一，电厂试运初期，飞灰含碳量较高，达到5%左右，以至锅炉热效率低于设计值。根据飞灰化验结果，对煤的粒度提出了较高的要求:入炉煤粒度小于10 mm且小于200 μm的不大于25%[5]。调整后可优化煤的粒度，减少了煤粒中过大、过小的成分，使煤在炉内的燃尽程度有了较大提高，有效降低了飞灰可燃物和大渣含碳量，采用上述方式，将飞灰含碳量由投运初期的5%控制到1.3%附近，飞灰可燃物下降3.6%。使1号锅炉效率比投运初期提高3.2%，2号锅炉热效率提高2.8%，大大提高了循环流化床锅炉的燃烧经济性。

3 改造设备提高锅炉经济性

3.1 降低厂用电率

2010年，为满足国家对锅炉烟尘排放的要求，电厂对石灰石脱硫系统进行了增容改造，同时将2台静电除尘器改为电袋式除尘器，系统的改造导致空压机运行台数增加、耗电率上升。针对厂用电率较高的情况，进行了除尘器布袋区间断输灰试验，经过一段时间的摸索，确定在静电除尘器电场运行正常的情况下，布袋区每个班次输灰2 h，能保证灰斗粒位正常，这样可减少1台空压机运行，每年可节电197万kWh。

3.2 延长锅炉运行时间

投产初期，由于运行人员对流化床燃烧调整经验少、风量配比不合理、煤质硬、粒径大等，导致受热面磨损严重，多次被迫停炉。针对这种情况，电厂组织检修人员查找炉内磨损部位，组织热力试验组通过漏风试验查找尾部烟道漏风状况，经检测漏风率高达11%，比设计值 (4%)高7个百分点[6]。根据对炉内的检查情况和试验数据，对受热面重点磨损部位进行喷涂，对尾部烟道的漏风点进行堵漏治理，使1号、2号锅炉因磨损引起的被迫停炉次数大大减少，同时锅炉非计划停运次数也相应减少，延长了2台循环流化床锅炉的连续运行时间。1号锅炉连续运行254 d，达到了全国同类锅炉连续运行领先水平。

4 结束语

通过对循环流化床锅炉的燃烧调整，降低了灰渣含碳量，使循环流化床锅炉的热效率明显提高，风机单耗下降;通过设备改造，将静电除尘改为电袋除尘，并通过运行调整，减少1台空压机运行，每年可节电197万kWh;通过设备治理，减少了被迫停炉和非计划停运次数，1号锅炉连续运行254 d，达到全国同类锅炉领先水平。

赤峰热电厂通过采用合理的燃烧调整措施，依据热力试验进行锅炉运行调整及设备的改造治理，准确把握了440 t/h循环流化床锅炉的运行方式，针对锅炉运行中出现的问题，从循环流化床锅炉运行的安全性和经济性2方面寻求解决方法，努力在保证机组安全运行的前提下，最大限度地提高机组经济运行水平。

[1]钟 辉，王晓严.135 MW循环流化床锅炉的运行分析[J].东北电力技术，2005，26(11):31－35.

[2]孙学信.燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M].北京:中国电力出版社，2002.

[3]岑可法，周 昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北京:中国电力出版社，2003.

[4]刘建平，关晓磊，陈庆武.220 t/h循环流化床锅炉燃烧调整[J].东北电力技术，2004，25(11):44－46.

[5]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行 [M].北京:中国电力出版社，2002.

[6]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京:中国电力出版社，2007.