蒙西發(fā)電廠2×300MW CFB機組，于2008年1月1日投入商業(yè)運營。該鍋爐為法國ALSTOM公司技術(shù)，由上海鍋爐廠設(shè)計和制造的1 025 Uh的循環(huán)流化床鍋爐，系亞臨界、一次中間再熱、單鍋筒自然循環(huán)、平衡通風循環(huán)流化床鍋爐。與440 t/h循環(huán)流化床鍋爐相比，高溫物料循環(huán)回路中增加了4個外置式換熱器，將部分蒸汽受熱面置于其中。為了促使風煤更好的混合，爐膛底部采用了分叉腿結(jié)構(gòu)。由此，該鍋爐在床溫控制上與煤粉爐及小容量循環(huán)流化床鍋爐不同。本文通過分析和總結(jié)影響該鍋爐床溫的主要因素，并結(jié)合生產(chǎn)實踐，提出了啟爐過程和正常運行中床溫控制的一些方法，以及床溫異常時的一些解決辦法。
1、蒙西發(fā)電廠300MW循環(huán)流化床鍋爐構(gòu)造
    CFB鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，是一種介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式¨1。上海鍋爐廠設(shè)計和制造的1025 t/h的循環(huán)流化床鍋爐由爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分一物料熱循環(huán)回路。爐膛下部呈褲衩腿結(jié)構(gòu)，在爐膛上部左右兩側(cè)各布置有兩個高溫絕熱旋風分離器。每個分離器回料腿下布置一個回料閥和一個外置式換熱器，每個回料閥一側(cè)與爐膛相連，另一側(cè)與一個外置式換熱器相連。分離器分離下來的高溫物料，進入回料閥后，一部分直接返送回爐膛，另一部分進入外置式換熱器，再分別以高溫和低溫物料的狀態(tài)返回爐膛。在鍋爐運行時，爐內(nèi)的物料主要由床料、給煤、給煤中的灰、未反應(yīng)的石灰石、石灰石脫硫反應(yīng)產(chǎn)物等構(gòu)成。這些物料在從布風板下送入的一次風和從布風板上送入的二次風的作用下處于流化狀態(tài)。在爐膛的不同高度上，較粗的固體顆粒將沿著爐膛邊壁下落，形成物料的內(nèi)循環(huán)；較細的固體顆粒被煙氣夾帶進入高溫絕熱旋風分離器，進行氣固兩相分離，絕大部分顆粒被分離下來，一部分通過回料閥直接返回爐膛，另一部分通過外置式換熱器再返送爐膛，形成物料的外循環(huán)。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、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、運行中影響床溫的主要因素
    穩(wěn)定、合理的床溫是循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。300MW循環(huán)流化床鍋爐較煤粉爐以及小容量循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)更為龐大，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，其床溫影響因素較多，故其床溫在調(diào)整和控制上比較復(fù)雜。
2.1燃料的影響
    該循環(huán)流化床鍋爐以0—13 mm煤粒作為最終入爐燃料。在運行過程中，人爐煤量、煤的發(fā)熱量、含硫量及灰分含量變化等因素均會對床溫造成影響。
    1)人爐煤量或發(fā)熱量增大時進入爐膛的總熱量增加將導致床溫升高。
    2)燃煤含硫量增加時，由于循環(huán)流化床鍋爐是通過添加石灰石來脫硫，這就需要加入更多的石灰石，增加的石灰石不僅在被加熱的過程中吸收熱量使床溫降低，而且排出時亦帶走相當一部分熱量。
    3)當燃煤灰分增加時，入爐總熱量降低，灰渣量增加，排渣熱損增加，床溫降低。
2.2外置床返料量的影響
    300MW循環(huán)流化床鍋爐為了解決受熱面布置的問題，在爐膛外部增設(shè)了四個外置床，用以布置中溫過熱器、高溫再熱器及低溫過熱器。由旋風分離器分離下來的物料在灰控閥的控制下經(jīng)由外置床與受熱面換熱后進入爐膛�；铱亻y開度越大，進入?yún)⑴c換熱的物料就越多，換熱愈強，床溫降低就越多。
2.3循環(huán)倍率的影響
    物料循環(huán)量是循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計運行中的一個重要參數(shù)，它對爐內(nèi)流體動力特性，燃燒特性、傳熱特性及變工況運行特性的影響很大，一般采用循環(huán)倍率加以定量表述。物料循環(huán)量的大小直接影響鍋爐內(nèi)的熱量分配。由于循環(huán)流化床鍋爐床溫較低，所以物料或氣體與受熱面的輻射換熱份額降低，對流換熱在整個換熱過程中起主導作用，爐內(nèi)對流換熱系數(shù)隨著物料顆粒濃度的增加而增大，物料與水冷壁換熱隨之加強。也就是說，當循環(huán)倍率提高時，循環(huán)細顆粒對受熱面的傳熱量及從密相區(qū)帶走的熱量增加，使得整體床溫下降。
2.4爐內(nèi)物料分布的影響
    循環(huán)流化床鍋爐中，床層被人為地分成兩個區(qū)域．即下部的密相區(qū)和上部的稀相區(qū)。二次風口以下為密相區(qū)，以上為稀相區(qū)。一次風經(jīng)布風板垂直向上吹入爐膛，其主要任務(wù)是流化床層。二次風從爐膛四周分層吹入，主要是補充氧氣，保證燃料充分燃燒。爐膛下部的密相區(qū)充滿了灼熱的物料，是一個穩(wěn)定的著火熱源，也是一個存儲熱量的熱庫。新的燃料及從高溫旋風分離器收集的未燃盡的燃料被送人該區(qū)域，由一次風將其與床料混合并流化。物料在一次風的攜帶下從爐膛截面中心區(qū)域向上運動，同時沿截面貼近爐墻向下運動。較小的顆粒被攜帶至爐膛上部稀相區(qū)，較大的顆粒被留在密相區(qū)。當增加一次風量時，就會有更多的物料被帶到稀相區(qū)燃燒并參與熱量交換和質(zhì)量交換。由于密相區(qū)的物料量減少，且稀相區(qū)水冷壁沒有澆注料，換熱更強烈，爐膛下部床溫及整體床溫會降低。這也是一次風量影響床溫的理論實質(zhì)。
2.5過量空氣系數(shù)的影響
    過量空氣系數(shù)增加，床內(nèi)含碳量會明顯下降，揚析到過渡區(qū)的顆粒含碳量也會下降，因此在過渡區(qū)中燃燒量會下降。在稀相區(qū)的上部，過量空氣系數(shù)增加時氧氣濃度升高較多，雖然顆粒含碳量較低，但燃燒份額在稀相區(qū)上部仍會有所增加。在密相區(qū)中，顆粒含碳量更低，但氧氣濃度更高，一定程度上氧氣到達碳顆粒表面的機會要大，因此密相區(qū)中燃燒份額略有上升，故整體床溫會有所上升。但如果過量空氣系數(shù)過大，會過度增加排煙熱損，從而使床溫降低。
2.6床壓的影響
    當床壓升高時，床溫會降低。這是因為床壓升高密相區(qū)物料量增大，在入爐煤量不變的情況下密相區(qū)煤灰比下降，從而燃燒相對減弱導致床溫下降。
2.7一二次風配比的影響
    改變一二次風配比，直接影響到爐內(nèi)物料分布、排煙熱損等，故而引起床溫的變化。
3、床溫的調(diào)整與控制
    明確影響床溫的根本因素后，我們可以通過一些具體的操控手段實現(xiàn)對床溫的調(diào)整與控制，使其保持在理想狀態(tài)。
3.1啟爐過程中床溫的控制
    在鍋爐啟動初期，主要任務(wù)是逐漸提高床溫。由于爐內(nèi)澆注料及膨脹的要求，升溫速率是已定的，出于節(jié)能的考慮，在適當減少爐內(nèi)總物料量的同時，一次風量略高于臨界流化風量即可，二次風量則盡可能小，以二次風管不返風為準。
    當床溫上升到300℃時，出于再熱蒸汽升溫需要，應(yīng)適當提高一次風量，增加蒸發(fā)量，以加速高再外置床暖床，且使得風道燃燒器出力可進一步增大，以保持床溫溫升速率正常。
    當床溫達到500℃時即可點動投煤一次，在繼續(xù)升溫的過程中觀察氧量變化，當氧量開始明顯下降，床溫溫升速率加快時即可再次點動投煤，直至建立連續(xù)給煤。與此同時，應(yīng)在保證床溫溫升速率正常情況下適度減小風道燃燒器出力。
3.2運行中的床溫控制
    1)合理配比一、二次風量，保證床溫的均勻性。
    2)風是鍋爐燃燒的根本，是物料流化的載體，是煤燃燒的保證，故增減負荷時，為了床溫的穩(wěn)定，應(yīng)按照如下步驟操作：增負荷時先加風后加煤，減負荷時先減煤后減風。
    3)根據(jù)鍋爐負荷及電負荷合理配比煤量。
    4)通過中過外置床灰控閥的開度控制兩側(cè)床溫。增加灰控閥開度，床溫降低，減小灰控閥開度，床溫升高。
3.3床溫異常情況下的控制
3.3.1  兩側(cè)床溫偏差大
    上海鍋爐廠設(shè)計的300MW循環(huán)流化床鍋爐下部采用分叉腿結(jié)構(gòu)，雖然采用對稱設(shè)計，但在運行中經(jīng)常會出現(xiàn)鍋爐兩側(cè)溫差大的現(xiàn)象。
    1)調(diào)整爐膛兩側(cè)給煤量配比。增大床溫低一側(cè)給煤量或降低床溫高一側(cè)的給煤量。
    2)調(diào)整爐膛兩側(cè)中過外置床灰控閥開度。開大床溫高一側(cè)的灰控閥開度或減小床溫低一側(cè)灰控閥的開度。
    3)調(diào)整兩側(cè)床壓。降低床溫高一側(cè)冷渣器轉(zhuǎn)速或減小其下二次風量，當兩側(cè)床壓波動大甚至翻床時應(yīng)通過調(diào)整一次風量以保持床壓、床溫均衡穩(wěn)定。
3.3.2床溫上下偏差大
1)上部床溫遠高于下部床溫。適當降低下二次風量和一次風量，減少稀相區(qū)物料量。
   2)上部床溫遠低于下部床溫。適當提高下二次風量和一次風量，使更多的燃料進入稀相區(qū)燃燒。
3.3.3床溫波動大
    當爐膛內(nèi)部的燃燒或換熱狀態(tài)發(fā)生波動時就會出現(xiàn)床溫的大幅波動，只要控制好以下幾點就可以穩(wěn)定床溫。
    1)保證兩側(cè)床壓均衡。
    2)保證人爐風量、風壓的穩(wěn)定。
    3)保證入爐煤量及石灰石量的穩(wěn)定。
    4)保證爐膛負壓及氧量的穩(wěn)定。
    5)保證床壓在設(shè)計范圍。
3.3.4密相區(qū)結(jié)焦
    密相區(qū)結(jié)焦后，由于內(nèi)部流化不良，整體床層不穩(wěn)定，極易在局部形成富氧燃燒區(qū)域，使得局部床溫迅速躥升，加重結(jié)焦，嚴重時甚至燒毀床溫測點。此時，應(yīng)適當保持高床壓，穩(wěn)定床溫，并通過加大一次風量強化流化的方法，在防止進一步結(jié)焦的同時盡快爐內(nèi)焦塊磨損殆盡。如果單側(cè)床溫迅速躥升，應(yīng)立即提高另一側(cè)一次風量，從而通過迅速增加本側(cè)物料量的方法控制床溫，待床溫穩(wěn)定后再將兩側(cè)床壓調(diào)平。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.3.5單側(cè)給煤喪失
    此時應(yīng)迅速對給煤喪失側(cè)進行如下操作：盡快投入床槍，在保證不發(fā)生翻床的情況下適度降低這一側(cè)的一、二次風量，停止該側(cè)石灰石投入，盡量關(guān)小中過灰控閥開度。通過以上一系列操作可最大限度的保證給煤喪失側(cè)的床溫。然后根據(jù)主汽壓力降低電負荷。
4、結(jié)束語
    通過4年多的實踐，我們基本掌握了國產(chǎn)化300MWCFB鍋爐床溫特性以及主要影響因素，并總結(jié)出了鍋爐啟動、運行階段及異常狀況時床溫的控制方法，為300MW循環(huán)流化床鍋爐的長期安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了可靠的保證。