近年來隨著國家一次能源的減少，環(huán)保要求的逐漸提高，為貫徹國家節(jié)能減排的方針政策，提高內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠節(jié)能降耗水平及員工的節(jié)能減排意識，倡導(dǎo)低碳生活；火力發(fā)電廠的節(jié)能，可以從多方面人手，由于啟動階段屬于一個不穩(wěn)定的階段，各種輔機(jī)、系統(tǒng)都不在其最佳的經(jīng)濟(jì)出力下運(yùn)行，因此，該階段有相當(dāng)大的節(jié)能空間，通過認(rèn)真分析、調(diào)整完全可以節(jié)約大量資源，下面就針對內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠系統(tǒng)作出簡單的分析。
1、循環(huán)流化床鍋爐節(jié)油啟動
    循環(huán)流化床鍋爐以燃料使用廣（能夠燃用劣質(zhì)煤及煤泥）、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、S02及NOx排放量低等優(yōu)點得到快速發(fā)展。300Mw及以上鍋爐已有30多臺投運(yùn)，600Mw機(jī)組目前正在建設(shè)之中。但由于流化床鍋爐啟動及運(yùn)行時爐內(nèi)有大量惰性床料且入爐煤粒徑較大，啟動時需要大量熱量將惰性床料加熱至燃煤著火溫度，采用目前煤粉爐流行的等離子點火滿足不了啟動時需要的熱量，所以目前流化床鍋爐啟動點火仍采用燃油或燃?xì)�。生產(chǎn)的300Mw鍋爐為例，鍋爐采用床下與床上聯(lián)合點火，冷態(tài)啟動一次須耗燃油約50t～60t，而近年燃油價格高漲，啟動成本急劇增加。為了節(jié)約燃料，降低啟動成本，必須采取行之有效的方法來降低啟動油耗。
1.1合理降低一二次風(fēng)量對循環(huán)流化床鍋爐節(jié)油啟動的影響
    循環(huán)流化床鍋爐在啟動時一般要使一次風(fēng)量（流化風(fēng)）稍高于最低流化風(fēng)量，以保證點火安全。同時，在滿足床料升溫的條件下盡量降低排煙所帶走的熱量。最低流化風(fēng)量是根據(jù)鍋爐投運(yùn)前的流化試驗所確定。流化風(fēng)量的測點取在空氣預(yù)熱器出口管道上，但是，一般做最低流化風(fēng)量的實驗時都是在常溫下做出的實驗結(jié)果。而現(xiàn)實的點火過程中，由于一次風(fēng)進(jìn)入點火風(fēng)道進(jìn)行點火加熱后，空氣體積要大大膨脹（由于一次風(fēng)機(jī)出口后到點火風(fēng)道的壓力可視為恒定，根據(jù)蓋·呂薩克定律V1/Ti一V2/T2計算）。因此，從一次風(fēng)機(jī)出口所測的流化風(fēng)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于進(jìn)入爐膛的實際流化風(fēng)量（體積流量），這樣的結(jié)果使大量熱量將隨著排煙損失掉，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    東方鍋爐廠的鍋爐最低流化風(fēng)量為17萬Nm3／h，啟動過程中的床溫升溫速率為1.5℃/min～2℃/min，在此條件下，所需的點火風(fēng)道出口溫度為850℃即可。根據(jù)我廠的實際情況我們推算出加熱后達(dá)到最低流化風(fēng)量的冷風(fēng)量為5萬Nm3/h左右。因是在理想工況下的計算值，所以實際在啟動過程中控制在10萬Nm3/h左右。
    在啟動過程中，初始建立最低流化風(fēng)量按20萬Nm3/h的冷風(fēng)量控制，點火成功后，維持1.5℃/min～2℃/min的床溫溫升率，隨著燃燒器后溫度的上升逐步降低一次風(fēng)量，此時床溫上升主要是靠燃燒器后熱風(fēng)溫度與床料的溫差來進(jìn)行。當(dāng)風(fēng)室溫度達(dá)到設(shè)計允許最高值850℃時調(diào)整風(fēng)量及燃油量維持風(fēng)室溫度不變。隨著床溫的升高，熱風(fēng)風(fēng)溫與床料溫度溫差越來越小，為維持1.5℃/min～2℃/min的床溫溫升率，須逐步增加風(fēng)量，同時調(diào)整燃油壓力及回油量，保持風(fēng)室溫度在設(shè)計允許最高值850℃，此時床溫上升主要是靠熱～次風(fēng)量與床料劇烈混合來進(jìn)行。如此循環(huán)操作，直至達(dá)到投煤溫度。達(dá)到投煤溫度后，隨著投煤量的增加及床溫的上升，逐漸減少燃油用量，待并網(wǎng)帶一定負(fù)荷后及時停止油槍工作。
    在以上的操作中，我們以控制實際最低流化風(fēng)量為開始的調(diào)整依據(jù)，以合理的床溫溫升率為調(diào)整目的，達(dá)到了低風(fēng)量與床溫溫升率的最佳配合方式，經(jīng)實際操作檢驗，效果極佳。僅以內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠啟動為例，采用新的操作手段與原來的操作相比，冷態(tài)啟動平均每次節(jié)油30t(在其他啟動條件相同的情況下)。
    另外，在投煤之前不需要二次風(fēng)進(jìn)行助燃，因此在需保證爐內(nèi)床料及煙氣不反竄至二次風(fēng)道，對二次風(fēng)造成磨損的情況下，二次風(fēng)量越小越好，待投煤后再進(jìn)行調(diào)整。
1.2升溫升壓速度對節(jié)油的影響
    由于循環(huán)流化床鍋爐的特點，啟動過程中必須等到并網(wǎng)開始大量連續(xù)投煤后床溫方可穩(wěn)定，在此之前，必須投油助燃以維持床溫。因此，在允許的前提下縮短啟動時間也是節(jié)油的一個重要因素。
    在確定啟動并網(wǎng)時間后，提前予合理的時間投入爐底加熱，則可盡快的縮短啟動時間。冷態(tài)啟動時，鍋爐上水溫度一般控制于80℃左右，但由于受熱面的散熱冷卻，實際鍋爐汽水系統(tǒng)送的水達(dá)不到80℃，此溫度與飽和溫度差距越大，鍋爐啟動時間越長，燃油耗量也越大。特別是對于循環(huán)流化床鍋爐，因其爐膛內(nèi)床料與爐水換熱方式為接觸換熱，也就意味著必須將床料加熱起來，爐水溫度才能得以加熱，而床料熱容極大。這也就是循環(huán)流化床鍋爐啟動要比煤粉爐費(fèi)油的原因之一。
    因此，對于循環(huán)流化床鍋爐投入爐底加熱的意義要大于煤粉爐。針對循環(huán)流化床鍋爐，投入爐底加熱的意義還有一點不同于煤粉爐的地方，即爐底加熱可以對床料有一定的預(yù)熱作用，這樣可以在啟動過程中使床溫的起點較高，可以盡量縮短床料的加熱時間。
    根據(jù)經(jīng)驗，對于循環(huán)流化床鍋爐，投入爐底加熱的時間確定為并網(wǎng)前24h較為合理。
1.3  投煤溫度的影響
    鍋爐啟動時隨著床溫的升高，單位耗油量大幅增加，因此啟動過程中，投煤的時間越早，啟動節(jié)油的效果越大。如上所述投煤溫度過低容易出現(xiàn)爐內(nèi)爆燃結(jié)焦，所以必須根據(jù)實際情況選擇合理的投煤溫度，一般揮發(fā)份高的煤投煤溫度低一點，揮發(fā)份低的煤投煤溫度高一點。如內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠最早時投煤溫度設(shè)定為500℃以上，經(jīng)過試驗后定為420℃以上，節(jié)約了大量燃油。
    在有條件的廠，如啟動時間可控、燃料有選擇的余地，應(yīng)儲備部分揮發(fā)分高、著火點低的煙煤或褐煤作為啟動燃料。待啟動正常后，再轉(zhuǎn)換為常規(guī)燃料。
1.4啟動床料粒度、床料多少的選擇對于節(jié)油啟動的意義
    啟動床料粒度分配要合理，大顆粒過多，所需的流化風(fēng)量大，容易出現(xiàn)流化分層，后期升負(fù)荷速度慢，但離開床層的細(xì)顆粒較少，對流換熱量較少，加之粗顆粒的蓄熱能力大于細(xì)顆粒的蓄熱能力，使得密相區(qū)所占的熱量份額偏大，床溫容易提升，對啟動節(jié)油有利；小顆粒過多，啟動過程中，細(xì)顆粒可能會被大量帶入稀相區(qū)，參與到爐內(nèi)大循環(huán)中，充分與稀相區(qū)的水冷壁進(jìn)行換熱，后期升負(fù)荷速度快，但床溫上升速度就會變得很慢，達(dá)到最低投煤溫度需要很長時間，燃油耗量增加。如料層減薄過多，容易造成局部吹穿而導(dǎo)致點火失敗。所以合理床料粒度也是啟動成功、節(jié)油的重要手段。內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠目前啟動床料粒度控制在0. 5mm以下約1s%，0.5mm～5mm約75%，5mm～8mm約10%。
    啟動床料的多少也將影響啟動耗油量，床料是CFB中主要的蓄熱體和載熱體，料層過簿，床料穩(wěn)定性差，易造成分布不均，床料的溫度場也不均勻，結(jié)焦的可能性加大；料層過厚，雖然會增加床料在爐膛中的蓄熱能力，床溫相對穩(wěn)定，但床料總蓄熱量加大，點火加熱時間過長，熱電損失增加。因此，合理的選擇啟動床料的多少可以降低耗油量。根據(jù)我們實際摸索，啟動時床壓控制于6KPa，靜止的床料厚度約為700mm左右。當(dāng)然，各廠的客觀條件不同，燃料選擇不同，啟動床壓的選擇還需根據(jù)自身的具體情況決定。
2、循環(huán)流化床鍋爐啟動節(jié)約用電措施
2.1控制合適的料層厚度
    循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)啟動點火耗油量非常大，如果操作或調(diào)整不當(dāng)，會造成點火油耗增加。床下油點火就是通過外部熱源使最初加在床層上的物料溫度提高到煤著火所需最低溫度，從而使投入的煤迅速著火，并保持爐膛床層溫度，實現(xiàn)鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。床下油點火就是流態(tài)化點火，整個啟動過程均在流態(tài)化進(jìn)行。先在膜式水冷壁組成的水冷布風(fēng)板上鋪設(shè)400 - 500的底料，粒度和床料一樣（鍋爐排出底料即可）。由于熱量是從布風(fēng)板下均勻送人料層中，整個加熱啟動過程均在流態(tài)化（或微流化）下進(jìn)行，點火燃用輕質(zhì)柴油，油在熱煙氣發(fā)生器內(nèi)筒中燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰和一次風(fēng)給人的點火風(fēng)和混合風(fēng)混合成900℃熱煙氣，通過風(fēng)室、風(fēng)帽進(jìn)入床內(nèi)加熱床料。熱煙氣溫度和煙氣量調(diào)節(jié)，可通過調(diào)節(jié)油壓改變油槍出力、調(diào)節(jié)熱煙氣發(fā)生器風(fēng)道點火風(fēng)和混合風(fēng)來實現(xiàn)。
2.2  降低最低流化風(fēng)量后對節(jié)電的影響
    內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責(zé)任公司一二次風(fēng)機(jī)均采用變頻方式運(yùn)行，這也是全國新建、在建機(jī)組的普遍配置方式。內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠在采用降低最低流化風(fēng)量的啟動方式后，由于冷風(fēng)量大幅降低，一次風(fēng)機(jī)頻率也大幅降低。根據(jù)我們對比，啟動過程中，一次風(fēng)機(jī)耗電量降低40%左右。
    循環(huán)流化床鍋爐保持合適的料層厚度，對鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定以及燃燒控制有非常重要的意義。監(jiān)控料層厚度的主要參數(shù)有風(fēng)室壓力、床層壓力、料層差壓等。維持合適的床壓，避免料層厚度過低使燃燒不穩(wěn)定，但也要控制料層厚度不要過高。料層厚度過高一方面導(dǎo)致流化效果不好，另一方面導(dǎo)致風(fēng)室壓力、床層壓力、料層差壓等參數(shù)過高，使一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓過高，風(fēng)機(jī)電流增大，廠用電率增加。
    一般控制床層折算靜止厚度控制在500mm～750mm，風(fēng)室壓力控制在8kPa—12kPa，床面壓力控制在6kPa～8kPa，床層差壓控制在4kPa～6kPa，這樣保持合適的一次風(fēng)壓頭，起到降低一次風(fēng)機(jī)電流的目的，同時，二次風(fēng)機(jī)電流一定程度會降低。在低負(fù)荷時，控制參數(shù)在以上范圍的下限，在高負(fù)荷時，控制在以上參數(shù)的上限。根據(jù)義馬煙煤燃燒后灰渣特性結(jié)合電廠鍋爐具體情況，我們得出若床層壓力每降低1.1kPa，料層折算靜止厚度降低100mm，則每臺一次風(fēng)機(jī)電流降低3A～4A，二次風(fēng)機(jī)電流降低1A—2A，兩臺一次風(fēng)機(jī)電流共降低6A～8A，兩臺二次風(fēng)機(jī)電流共降低2A—4A，這樣就能在一定程度上降低廠用電率。
2.3對大功率電機(jī)采用液力偶合器調(diào)控或變頻器調(diào)整
    循環(huán)流化床鍋爐重要輔機(jī)具體參數(shù)見下表，調(diào)速大型的風(fēng)機(jī)如引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)等采取電調(diào)或液偶調(diào)節(jié)。變速調(diào)節(jié)效率在95%以上，節(jié)流調(diào)節(jié)效率隨負(fù)荷升高而增大，在變負(fù)荷運(yùn)行時，變速調(diào)節(jié)的優(yōu)越性更加顯著。內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵都采用液力偶合器，一次風(fēng)機(jī)電機(jī)采用檔板調(diào)節(jié)后改為變頻器調(diào)節(jié)，通過變速調(diào)節(jié)來滿足不同負(fù)荷需要外，減少了通過調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)而帶來的節(jié)流損失，降低了廠用電率效果非常明顯。
2.4一二次風(fēng)道設(shè)計合理，爐膛封閉完好減小漏風(fēng)系數(shù)
    風(fēng)道設(shè)計選用合適的通流截面，風(fēng)道彎頭、變徑部位盡量減少。減少管道壓力損失，減少輔機(jī)出口壓力，降低輔機(jī)電流。同樣的鍋爐型號，輔機(jī)配置，運(yùn)行控制參數(shù)，在兩家不同電廠輔機(jī)電流情況相差很多。山東江泉電廠一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)和內(nèi)蒙古京泰發(fā)電公司同樣的設(shè)備，在與內(nèi)蒙古京泰發(fā)電廠I況相同條件下，每臺風(fēng)機(jī)電流比我廠偏大5A左右；江蘇大屯電廠，在對二次風(fēng)道進(jìn)行改造之后，消除了管道振動的同時，保證風(fēng)量、風(fēng)壓的前提下，二次風(fēng)機(jī)電耗明顯下降。在減小漏風(fēng)系數(shù)方面，各風(fēng)道調(diào)節(jié)擋扳，爐膛各處人孔門、排渣系統(tǒng)各排渣門嚴(yán)密不漏風(fēng)，各處保溫完整。在機(jī)組停運(yùn)時檢查空氣預(yù)熱器管柬是否有漏風(fēng)，及時修補(bǔ)，檢查煙道內(nèi)是否有積灰，及時清理。這樣起到降低一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)電流的目的。
2.5單臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行，單臺一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行
    本機(jī)組引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、冷渣器流化風(fēng)機(jī)都采用兩臺，用聯(lián)絡(luò)門和聯(lián)絡(luò)母管相連。在設(shè)計院設(shè)計的聯(lián)絡(luò)風(fēng)道的基礎(chǔ)上，我們對聯(lián)絡(luò)風(fēng)道進(jìn)行了擴(kuò)容，聯(lián)絡(luò)風(fēng)道截面擴(kuò)大為原來的2倍。擴(kuò)容前，單臺一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，只能滿足40Mw以下負(fù)荷一次風(fēng)的需求，擴(kuò)容后在90Mw以下負(fù)荷采取單臺引風(fēng)機(jī)，單臺一二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，開啟聯(lián)絡(luò)母管上的聯(lián)絡(luò)風(fēng)門，冷渣器流化風(fēng)機(jī)也是單臺運(yùn)行。從前面給出的各風(fēng)機(jī)參數(shù)分析，在很大程度上降低了廠用電。單臺一次風(fēng)機(jī)電流可以減少90A，單臺二次風(fēng)機(jī)電流可以減少20A。
2.6合理的一二次風(fēng)配比，使一二次風(fēng)量有助于充分燃燒
    一次風(fēng)的主要作用是保證物料處于良好的流化狀態(tài)，同時為燃料燃燒提供部分氧氣。床料的流化狀態(tài)受溫度影響很大，熱態(tài)運(yùn)行時的流化遠(yuǎn)比冷態(tài)時好，所以一次風(fēng)量的調(diào)整在保證不小于最低流化風(fēng)量時，根據(jù)床溫來調(diào)整至合適值，使一次風(fēng)機(jī)電耗得到優(yōu)化。二次風(fēng)量主要根鋸煙氣含氧量調(diào)整，補(bǔ)充燃燒所需空氣，起到擾動作用，加強(qiáng)了氣固兩相混合。二次風(fēng)分上、下兩段送入，下層二次風(fēng)壓約高于上層二次風(fēng)壓2kPa，保持氧量在3%—5%之間。一二次風(fēng)從不同位置分別送入流化床，一次風(fēng)占風(fēng)量5s%，二次風(fēng)占總風(fēng)量45%。在運(yùn)行調(diào)整中應(yīng)將床溫、汽溫、汽壓、氧量、負(fù)壓、床壓維持在一個較小的變動范圍，以此來判定一二次風(fēng)量是否合適，燃燒是否充分。若增加風(fēng)量、床溫、汽溫、汽壓上升，說明風(fēng)量不足，煤量偏多，應(yīng)及時調(diào)整減少煤量；若增加風(fēng)量后床溫下降汽壓先升后降，說明風(fēng)多煤少，應(yīng)及時增大煤量。通過勤調(diào)細(xì)調(diào)使得各參數(shù)最終達(dá)到一個平衡狀態(tài)，這樣既保證燃燒充分，又可降低風(fēng)機(jī)電耗。
2.7煤的粒度，從而導(dǎo)致床料的粒度
    煤的粒徑對傳熱系數(shù)影響很大，穩(wěn)定的床溫需要不同粒徑。為了穩(wěn)定床溫，采用煤的粒徑分布為0mm～9mm，其中1.8mm以下占SO%。煤粒度大小對燃燒的溫度場分布有很大的影響，床料粒度偏大，同等厚度的物料，需要增加一次風(fēng)壓頭才能保證流化良好，增大了一次風(fēng)電耗和排渣電耗。床料粒度太細(xì)，運(yùn)行過程中床壓容易造成波動，所以在運(yùn)行調(diào)整中，嚴(yán)格控制煤的粒度在0mm～9mm，煤中灰份高時煤的粒徑可以適當(dāng)細(xì)一些，揮發(fā)份高時粒徑可以適當(dāng)大些，這樣既保證了燃燒，又降低了廠用電率。
2.8  長周期、高負(fù)荷的運(yùn)行
    由于循環(huán)流化床鍋爐在啟動和停運(yùn)時，需要消耗很大的電量，所以保證機(jī)組長周期，減少啟停次數(shù)能有效的降低廠用電率。高負(fù)荷運(yùn)行可以降低廠用電量在發(fā)電量之中的比例。因為，就是再低的負(fù)荷，循環(huán)流化床鍋爐也要保證流化和燃燒正常，而負(fù)荷的增加與輔機(jī)的出力并非成比增加，這樣高負(fù)荷所耗電能相應(yīng)減少。同時高負(fù)荷時，物料循環(huán)增強(qiáng)，床溫較高，燃燒更充分，燃燒用電會有所下降，這樣就起到了降低廠用電率的目的。
3、結(jié)束語
    內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責(zé)任公司已投產(chǎn)運(yùn)行3年，運(yùn)行人員不斷的優(yōu)化啟動方式，不僅縮短了啟動時間，啟動油耗也明顯的降低，廠用電源切換提前，還大大節(jié)約外購電量。投產(chǎn)后我們不斷摸索總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗，合理調(diào)整運(yùn)行方式，積極進(jìn)行設(shè)備改造。千方百計降低廠用電率，節(jié)約啟動用油，降低了企業(yè)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力，在同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平。