0、引  言
    循環(huán)流化床鍋爐是一種高效、低污染的節(jié)能產(chǎn)品。云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電公司現(xiàn)有兩臺(tái)300MW循環(huán)流化床鍋爐。該項(xiàng)目是繼四川白馬電廠全套引進(jìn)法國(guó)ALSTON技術(shù)后，國(guó)產(chǎn)化首臺(tái)和第二臺(tái)300MW循環(huán)流化床鍋爐。由于300MW循環(huán)流化床鍋爐是在2006年才開(kāi)始在國(guó)內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)，所以在運(yùn)行和維護(hù)方面還有很多技術(shù)課題需要解決，特別是300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)。本文就我廠300MW循環(huán)流化床鍋爐調(diào)試及投產(chǎn)三年多來(lái)的運(yùn)行調(diào)整經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，希望能為300MW和600MW循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)行提供參考。
1、300MW循環(huán)流化床鍋爐煙風(fēng)燃燒系統(tǒng)介紹富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)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，同時(shí)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。
    鍋爐本體為HG - 1025/17.5 -L．HM37型CFBB，為亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、單鍋筒、平衡通風(fēng)鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、尾部對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括水冷風(fēng)室、布風(fēng)板燃燒室、爐膛、給煤系統(tǒng)等幾部分組成。氣固分離循環(huán)系統(tǒng)包括高溫絕熱旋風(fēng)分離器、回料閥和外置式換熱器。尾部對(duì)流煙道包括高溫過(guò)熱器、低溫再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器和引風(fēng)機(jī)等幾部分。
    煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)，產(chǎn)生的煙氣分別進(jìn)入四個(gè)分離器，進(jìn)行氣同兩相分離，經(jīng)過(guò)分離器凈化過(guò)的煙氣進(jìn)入尾部煙道。分離器分離下來(lái)的高溫物料一部分直接返送回爐膛，另一部分進(jìn)入外置式換熱器，外置換熱器入口設(shè)有錐型閥，通過(guò)調(diào)整錐型閥的開(kāi)度來(lái)控制進(jìn)入外置換熱器內(nèi)的循環(huán)熱物料量。在爐膛兩側(cè)下部對(duì)稱(chēng)布置4個(gè)外置式換熱器，外置式換熱器外殼由鋼板制成，內(nèi)襯絕熱材料和耐磨耐火材料。外置式換熱器解決了隨著鍋爐容量增大，受熱面布置困難的矛盾，使鍋爐受熱面的布置更靈活，同時(shí)低溫物料進(jìn)入爐膛，能降低爐膛內(nèi)床溫，將床溫控制在84℃左右，既能減少爐膛內(nèi)的低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦，還能控制氮氧化物的生成量。
2、300MW循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過(guò)程燃燒系統(tǒng)中的注意事項(xiàng)
2.1加床料
    最大粒徑小于0.6 mm的砂子或經(jīng)過(guò)篩分后最大粒徑小于3 mm的原有床料均可做為循環(huán)流化床鍋爐的啟動(dòng)床料。鍋爐啟動(dòng)前應(yīng)通過(guò)加床料系統(tǒng)或從鍋爐人孔門(mén)在爐膛布風(fēng)板上鋪大約100cm厚的床料，外置床和冷渣器鋪床料的高度為受熱面的0.8倍左右。鍋爐啟動(dòng)后，可根據(jù)床壓變化情況，適當(dāng)補(bǔ)充床料。
2.2風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序
    風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的順序?yàn)椋阂�風(fēng)機(jī)——高壓風(fēng)機(jī)——二次風(fēng)機(jī)——一次風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)注意調(diào)整左右側(cè)一次風(fēng)量，防止鍋爐翻床。
2.3鍋爐投油
    在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，檢查鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)正常，開(kāi)始進(jìn)行爐膛吹掃，吹掃結(jié)束后就可以投油點(diǎn)火。投油后應(yīng)逐漸開(kāi)大油槍點(diǎn)火風(fēng)門(mén)和混合風(fēng)門(mén)，關(guān)閉一次風(fēng)門(mén)，使一次風(fēng)經(jīng)床下啟動(dòng)燃燒器進(jìn)入鍋爐，分別點(diǎn)燃左右側(cè)一次風(fēng)道的油槍?zhuān)�調(diào)整油量和風(fēng)量，逐漸加熱床料。注意床溫上升速度不要大于100℃/h．風(fēng)道燃燒器溫度不要超過(guò)900℃。
2.4投煤及床溫控制
    當(dāng)床溫加熱到400℃左右時(shí)，就可以逐漸投入煤。開(kāi)始時(shí)應(yīng)以脈沖方式給煤，以最低給煤量給煤，觀察床溫上升、氧量下降，證明煤已經(jīng)開(kāi)始燃燒，此時(shí)可以適當(dāng)增加給煤量，但要注意控制床溫上升率，及時(shí)調(diào)整煤量與風(fēng)量，防止出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。
2.5防結(jié)焦措施
    1)-定要保證良好而穩(wěn)定的床料，粒度和干燥度要合格，河砂的選擇要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選，特別是鈉、鉀含量要低。
    2)鍋爐點(diǎn)火前一定要認(rèn)真做好流化質(zhì)量試驗(yàn)，就地觀察底料厚度、平整程度及流化情況，確保合格。良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，可有效防止旋風(fēng)分離器的二次燃燒，避免燃燒室、旋風(fēng)分離器、回料閥的超溫結(jié)焦。提高一次風(fēng)壓、低負(fù)荷時(shí)適當(dāng)減少兩側(cè)邊給煤可基本避免爐膛低溫結(jié)焦。
    3)應(yīng)盡量縮短CFB鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，否則油煤混燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，調(diào)整不當(dāng)極易發(fā)生結(jié)焦，尤其投煤初期煤油混燒階段，大量的煤投到爐內(nèi)不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結(jié)焦。點(diǎn)火初期當(dāng)床溫達(dá)到投煤溫度時(shí)，應(yīng)立即投煤，燃燒穩(wěn)定后果斷斷油。鍋爐投煤斷油以后，如果床溫下降過(guò)多，需投油助燃，應(yīng)盡量減少煤油混燒的時(shí)間，在一小時(shí)內(nèi)，如果床溫仍不能恢復(fù)，應(yīng)立即申請(qǐng)停爐。
    4)床溫的控制，運(yùn)行中通過(guò)監(jiān)視布風(fēng)板上均勻布置的熱電偶測(cè)點(diǎn)，對(duì)異常工況及早采取措施；當(dāng)發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)燃燒異常，特別是床溫有超溫現(xiàn)象以后，床溫測(cè)點(diǎn)偏差大，下部偏低，上部偏高；兩側(cè)床壓偏差大，無(wú)法調(diào)平，布風(fēng)板阻力增大等現(xiàn)象，應(yīng)立即申請(qǐng)停爐檢查不得拖延。
    5)床壓的控制，當(dāng)床壓過(guò)高時(shí)應(yīng)立即排渣，降低機(jī)組出力，使床壓保持在正常運(yùn)行范圍內(nèi)(8—12kPa)，運(yùn)行中通過(guò)料層差壓來(lái)監(jiān)視判斷料層厚度。
    6)鍋爐啟動(dòng)前要保證四個(gè)回料錐形閥開(kāi)關(guān)正常，關(guān)閉嚴(yán)密；外置床各室流化風(fēng)檔板關(guān)閉嚴(yán)密。
    7)啟爐時(shí)回料腿由于回料溫度較低流動(dòng)性差，容易出現(xiàn)回料腿堵塞。建議啟爐時(shí)應(yīng)密切觀察回料腿溫度、壓力的變化，如溫度不變，則應(yīng)用壓縮空氣進(jìn)行吹掃流化，由于壓縮空氣壓力較大，不宜長(zhǎng)時(shí)間吹掃。
    8)啟動(dòng)前保證各溫度測(cè)點(diǎn)、風(fēng)壓測(cè)點(diǎn)、氧量測(cè)點(diǎn)位置正確，指示正常。
  9)改造流化床兩側(cè)和水冷風(fēng)室兩側(cè)人孔上的看火孔，以便在運(yùn)行中運(yùn)行人員能明顯看到床料流化情況和風(fēng)帽漏渣在水冷風(fēng)室里的堆積情況。
3、300MW循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及其原因分析
3.1床溫床壓控制
    300MW循環(huán)流化床鍋爐采用的是雙褲衩腿結(jié)構(gòu)，所以鍋爐正常運(yùn)行中應(yīng)保持爐膛左右側(cè)的給煤量均勻，這樣進(jìn)入爐膛左右褲衩內(nèi)的煤及其燃燒后留下的灰分基本相當(dāng)，這樣能保持兩側(cè)床壓不會(huì)出現(xiàn)大的偏差。尾部煙道中的氧量控制在2%一3%之間，這使鍋爐能保持很高的效率，同時(shí)機(jī)械不完全燃燒損失和化學(xué)不完全燃燒損失較小。爐膛左右側(cè)床壓控制在9 KPa一11KPa之間，且可以適當(dāng)維持低床壓運(yùn)行，這樣可以減小兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)出力，節(jié)省廠用電。鍋爐配備了四臺(tái)滾筒冷渣器，當(dāng)床壓在9KPa—11KPa之間時(shí)，投入冷渣器間斷排渣。即使在低床壓運(yùn)行時(shí)，也要經(jīng)�；顒�(dòng)四臺(tái)冷渣器的排渣錐閥，直到冷渣器內(nèi)的溫度開(kāi)始上升時(shí)關(guān)閉。因?yàn)槔湓�器的排渣錐閥如果長(zhǎng)時(shí)間不活動(dòng)，就可能會(huì)造成排不出渣的情況。當(dāng)床壓高于11 KPa時(shí)，應(yīng)投入冷渣器連續(xù)排渣。
    300MW循環(huán)流化床鍋爐的床溫控制在840±50℃，屬于低溫燃燒，此時(shí)燃燒產(chǎn)生的氮氧化物排放量最低。當(dāng)床溫偏低時(shí)，說(shuō)明爐內(nèi)燃燒不足，此時(shí)應(yīng)增加給煤量，強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒。當(dāng)床溫偏高時(shí)，說(shuō)明鍋爐負(fù)荷大于機(jī)組負(fù)荷，此時(shí)應(yīng)采取措施，開(kāi)啟調(diào)節(jié)床溫的左二、右二外置式換熱器，將旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的熱物料經(jīng)外置床換熱后，再回到爐膛，這樣能對(duì)爐內(nèi)床料起到冷卻作用，降低床溫。
3.2摻燒低發(fā)熱量煤對(duì)燃燒的影響
    受燃煤市場(chǎng)影響，我廠不得不摻燒低發(fā)熱量煤。由于摻燒低發(fā)熱量煤，使鍋爐給煤量增加，給煤系統(tǒng)容易發(fā)生堵煤，影響鍋爐正常運(yùn)行；同時(shí)給燥量增加，使鍋爐爐內(nèi)燃燒工況變化，由于低發(fā)熱量煤著火性能差，爐內(nèi)燃燒顆粒出現(xiàn)后燃現(xiàn)象，分離器進(jìn)、出口溫度高，排煙溫度高，影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了解決上述問(wèn)題，檢修應(yīng)加大給煤系統(tǒng)維護(hù)和改造，增大給煤系統(tǒng)出力，目前我廠給煤系統(tǒng)改造后完全能夠滿足需要；運(yùn)行應(yīng)加強(qiáng)調(diào)整，保持鍋爐低床壓運(yùn)行，適當(dāng)降低一次風(fēng)壓、加大二次風(fēng)量，強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒，防止發(fā)生后燃現(xiàn)象。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
3.3分離器入口超溫、分離器中心筒脫落及采取措施
    在床壓低、鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行以及運(yùn)行過(guò)程中一、二次風(fēng)配比的不合理，都會(huì)造成爐膛上部溫度的異常增加，鍋爐旋風(fēng)分離器中心筒區(qū)域溫度變化幅度很大，并且經(jīng)常處于超溫運(yùn)行狀態(tài)，在熱膨脹和冷收縮的反復(fù)過(guò)程中造成了中心筒掛撐發(fā)生斷裂，是導(dǎo)致旋風(fēng)分離器中心筒脫落的主要原因，相關(guān)的分析見(jiàn)有關(guān)文獻(xiàn)。
  相應(yīng)的預(yù)防措施建議如下：
    1)通過(guò)燃燒調(diào)整試驗(yàn)，找出了300MW CFB鍋爐最佳的一、二次風(fēng)量配比，以及各個(gè)負(fù)荷工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的合理床壓范圍控制值，通過(guò)滾筒冷渣器排渣或添加符合要求的細(xì)床料來(lái)進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)低床壓運(yùn)行產(chǎn)生的旋風(fēng)分離器超溫運(yùn)行情況。
    2)嚴(yán)格控制啟停過(guò)程中的爐膛溫升及升降負(fù)荷速率，保證爐膛各部尤其是鍋爐旋風(fēng)分離器中心筒區(qū)域均勻加熱或冷卻。
    3)進(jìn)行CFB鍋爐升負(fù)荷的燃燒調(diào)整優(yōu)化試驗(yàn)，查找升、降負(fù)荷過(guò)程中給煤量與送風(fēng)量之間的配比規(guī)律，提前進(jìn)行調(diào)整，減少由于升、降負(fù)荷造成旋風(fēng)分離器超溫運(yùn)行情況出現(xiàn)。
    4)利用每次停爐機(jī)會(huì)對(duì)鍋爐旋風(fēng)分離器中心筒的支撐進(jìn)行重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)有變形或脫落現(xiàn)象時(shí)及時(shí)修復(fù)。
3.4爐內(nèi)水冷壁爆管及其預(yù)防措施
    300MW循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)燃燒工況非常復(fù)雜，煙氣流速也不穩(wěn)定。在爐膛兩個(gè)褲衩上都敷設(shè)有5米左右的耐火耐磨材料，因?yàn)榇藚^(qū)域是屬于密相區(qū)，許多大顆粒的物料在密相區(qū)內(nèi)處于鼓泡及流化狀態(tài)，由于物料的直徑較大，對(duì)四周的管壁磨損較大，所以在此區(qū)域敷設(shè)了耐火耐磨材料，減小沖刷。在此區(qū)域上1.5米左右是爐內(nèi)物料燃燒及煙氣走廊的緩沖區(qū)，這里的水冷壁就因?yàn)闆_刷而發(fā)生過(guò)爆管停爐。鑒于此情況，在2007年兩臺(tái)機(jī)組小修期間對(duì)此區(qū)域的水冷壁管?chē)娡苛四湍�噴涂料，增�?qiáng)水冷壁管的抗沖刷能力，經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐證明效果明顯。為了減小水冷壁磨損，2009年兩臺(tái)機(jī)組小修時(shí)進(jìn)行了水冷壁讓管改造，并加裝了防磨梁。
4、結(jié)束語(yǔ)
    我廠兩臺(tái)300MW循環(huán)流化床鍋爐自投產(chǎn)后，運(yùn)行情況良好。針對(duì)300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及摸索出來(lái)的解決方法，經(jīng)實(shí)踐證明是切實(shí)可行的。希望能為其他同類(lèi)型機(jī)組的運(yùn)行以及600MW循環(huán)流化床機(jī)組的設(shè)計(jì)、研發(fā)提供一定的借鑒。