0、引  言
    目前，循環(huán)流化床( CFB)鍋爐作為清潔燃燒技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到快速發(fā)展，從2006年至2007年在云南相繼投產(chǎn)6臺(tái)300MWCFB鍋爐，燃用的小龍?zhí)逗置簩俑邠]發(fā)分、高水分、低灰份、中硫、極易著火、易燃燼煤種，此前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)大型CFB鍋爐長(zhǎng)期燃用V≥37%褐煤的成熟經(jīng)驗(yàn)。為了更好發(fā)揮CFB鍋爐低污染物排放、高調(diào)峰能力、高燃料適應(yīng)性、高效率的優(yōu)勢(shì)，消化國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、完善國(guó)內(nèi)大型CFB鍋爐運(yùn)行技術(shù)，本文以云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電有限公司（開(kāi)遠(yuǎn)電廠）l#鍋爐為研究對(duì)象，進(jìn)行了燃燒調(diào)整試驗(yàn)，探索鍋爐最佳運(yùn)行方式，評(píng)定鍋爐各項(xiàng)性能指標(biāo)。
1、鍋爐簡(jiǎn)介
    開(kāi)遠(yuǎn)電廠l#爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的HG - 1025/17.5 -L_HM37型循環(huán)流化床鍋爐，也是云南首臺(tái)300MW CFB鍋爐。鍋爐系亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天島式布置，全鋼架自然循環(huán)汽包爐。鍋爐主要是由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形回料閥、外置床和尾部對(duì)流煙道組成。
1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)
    主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表l，鍋爐效率保證值為92.8%。
1.2燃燒系統(tǒng)
    鍋爐燃用小龍?zhí)逗置骸Ｔ�煤采用兩�?jí)破碎機(jī)破碎系統(tǒng)制備，原煤破碎后進(jìn)入爐前煤倉(cāng)。破碎后的細(xì)煤粒通過(guò)兩級(jí)給煤機(jī)送人爐膛燃燒，側(cè)墻采用熱一次風(fēng)作為播煤風(fēng)，鍋爐采用八點(diǎn)給煤，燃料燃燒過(guò)程中加入石灰石（從爐膛前后分四點(diǎn)送人爐膛），實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫。
    一次風(fēng)通過(guò)布風(fēng)板進(jìn)入爐膛，作為一次燃燒用風(fēng)，二次風(fēng)分兩級(jí)送入爐膛，實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒，降低NOx排放。
    高效旋風(fēng)分離器將離開(kāi)爐膛的固體粒子捕獲下來(lái)并儲(chǔ)存于回料閥。一部分通過(guò)回料閥直接送人下?tīng)t膛維持主循環(huán)回路同體粒子平衡；另一部分通過(guò)水冷錐形閥進(jìn)入外置式換熱器放熱后被送入爐膛。分離后含有少量飛灰的煙氣進(jìn)入尾部豎井，經(jīng)空氣預(yù)熱器和靜電除塵器由煙囪排人大氣。
2、燃燒調(diào)整試驗(yàn)
    設(shè)計(jì)入爐煤顆粒度范圍0~15 mm，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法建立必需的爐內(nèi)灰平衡，實(shí)際運(yùn)行中取消二級(jí)碎煤機(jī)，將入爐煤粒徑放大到0—30mm。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，盡管粒徑放大很多，但是燃燒后飛灰份額占90%以上，與燃用其他煤種的流化床鍋爐相比，小龍?zhí)逗置旱娜藸t煤粒徑較大，入爐煤細(xì)顆粒較少，這說(shuō)明小龍?zhí)逗置壕哂泻軓?qiáng)的燃燒爆裂特性。
    試驗(yàn)按ASM PTC 4.l《鍋爐機(jī)組性能試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行，采用反平衡法計(jì)算鍋爐熱效率。通過(guò)氧量調(diào)整、一次風(fēng)量調(diào)整、內(nèi)外二次風(fēng)量配比調(diào)整、床溫調(diào)整試驗(yàn)，探索鍋爐最佳運(yùn)行方式。鍋爐效率計(jì)算修正至設(shè)計(jì)條件。
2.1試驗(yàn)煤質(zhì)
    試驗(yàn)煤質(zhì)屬設(shè)計(jì)煤質(zhì)，為典型的高揮發(fā)分褐煤（試驗(yàn)燃料成分分析和試驗(yàn)石灰石成分分析見(jiàn)表2和表3）。
2.2預(yù)備性試驗(yàn)
    預(yù)備性試驗(yàn)在300MW負(fù)荷未進(jìn)行調(diào)整時(shí)進(jìn)行，鍋爐排煙溫度158℃，飛灰可燃物0.3%，修正后的鍋爐效率為92. 80%。
2.3氧量調(diào)整試驗(yàn)
    維持機(jī)組負(fù)荷300MW、床溫840℃、床壓9.0 kPa、一次風(fēng)量不變、內(nèi)外二次風(fēng)配比65:35，通過(guò)調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)人口擋板，改變二次風(fēng)量，測(cè)量鍋爐效率、灰渣可燃物、排煙溫度隨氧量變化的趨勢(shì)。
    從圖2鍋爐效率與二次風(fēng)量、灰渣可燃物、排煙溫度變化曲線可知，隨著氧量增加鍋爐效率隨之下降，這是因?yàn)樾↓執(zhí)逗置喝紶a性極高，氧量在一定范圍內(nèi)對(duì)碳燃燼率影響不大，而氧量增加排煙損失增加更快使鍋爐效率下降，因此，較低的氧量能降低排煙損失，增加鍋爐效率。也有利于降低尾部受熱面的磨損。
2.4 -次風(fēng)量變化試驗(yàn)
    維持相同的燃燒條件：機(jī)組負(fù)荷300MW、床溫840℃、床壓9.0 kPa、內(nèi)外二次風(fēng)配比65：35、省煤器出口氧量2.74%，改變一次風(fēng)量，鍋爐效率、灰渣可燃物、排煙溫度隨一次風(fēng)量變化的結(jié)果如圖3所示。
  從圖3鍋爐效率與一次風(fēng)量、灰渣可燃物、排煙溫度變化曲線可知，在設(shè)計(jì)一次風(fēng)量(300 km3/h)以下，隨著一次風(fēng)量降低，鍋爐效率也隨之下降，這是因?yàn)檫^(guò)低一次風(fēng)量會(huì)造成密相區(qū)欠氧燃燒，導(dǎo)致排煙熱損失和機(jī)械未完全燃燒熱損失增加。但如一次風(fēng)量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致床壓下降。所以一次風(fēng)量控制也不宜過(guò)大，應(yīng)控制在280 kNm3/h一300 kNm3/h。
2.5  內(nèi)外二次風(fēng)配比變化試驗(yàn)
    維持機(jī)組負(fù)荷300MW、床溫840℃、床壓9.0kPa、一次風(fēng)量不變、省煤器出口氧量在2.74%，改變內(nèi)外二次風(fēng)配比，測(cè)量鍋爐效率、灰渣可燃物、排煙溫度隨內(nèi)外二次風(fēng)配比變化的趨勢(shì)。
    鍋爐效率隨內(nèi)二次風(fēng)量增加而增加。主要是由于內(nèi)二次風(fēng)作用于爐內(nèi)密相區(qū)下部的燃燒區(qū)域，穿透擴(kuò)散效果較好，有利于較粗顆粒的燃料充分燃燒，故飛灰可燃物及排煙溫度降低。因此，當(dāng)內(nèi)外二次風(fēng)配比為80:20時(shí)，對(duì)燃燒較為有利。
2.6床溫調(diào)整
    維持機(jī)組負(fù)荷300MW、床壓9.0 kPa、一次風(fēng)量280 km3/h、省煤器出口氧量在2.74%、內(nèi)外二次風(fēng)配比80:20時(shí)，改變床溫，測(cè)量鍋爐效率、灰渣可燃物、排煙溫度隨床溫變化的趨勢(shì)。
    鍋爐效率隨床溫的增加而增加，這是因?yàn)槿紵�反�?yīng)的溫度對(duì)于焦碳所參與的各級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速度都有很大的影響，提高反應(yīng)溫度，將使燃燒速度增大。在有限的燃燒時(shí)間內(nèi)，使焦碳迅速燃燒，可以很大程度地提高燃燒效率。因此，提高運(yùn)行床溫，可以有效地降低飛灰含碳量。
    另一方面，試驗(yàn)表明，對(duì)小龍?zhí)逗置�，在鈣硫摩爾比Ks=1.26條件下，SOz排放濃度與床溫關(guān)系如圖6所示，在850℃左右，S02的排放濃度最低，脫硫效率最高。因此，兼顧燃燒與脫硫兩方面因素，床溫控制在850℃較為適宜。
3、燃燒優(yōu)化后性能考核試驗(yàn)
    該試驗(yàn)在機(jī)組負(fù)荷300MW、床溫840℃、床壓9.0 kPa、一次風(fēng)量280 kNm3/h、省煤器出口氧量在2%、內(nèi)外二次風(fēng)配比80:20工況下進(jìn)行，從表4可知，與燃燒調(diào)整試驗(yàn)工況相比，q2和q4有較大幅度降低，兩平行工況鍋爐效率均超過(guò)設(shè)計(jì)值。
4、煙氣排放特性試驗(yàn)
    在機(jī)組負(fù)荷300MW工況下，對(duì)S02排放濃度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，鍋爐自脫硫效率為35%；鍋爐投入石灰石后，在Ca/S摩爾比為2.26時(shí)，脫硫效率為94. 30%，S02排放濃度（6% 02量）為376 mg/Nm3，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)(≤400ig／Nm3)；另一方面，鍋爐投入石灰石后，鍋爐效率能達(dá)到設(shè)計(jì)值，鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定，運(yùn)行參數(shù)滿足機(jī)組要求。
    維持機(jī)組負(fù)荷300MW，爐內(nèi)不投石灰石及投石灰石兩種工況下，對(duì)NOx排放濃度進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果示于表5。測(cè)試結(jié)果表明，爐內(nèi)不投石灰石時(shí)，300MW負(fù)荷下空預(yù)器出口NOx排放濃度為135 mg/Nm(02=6%)；爐內(nèi)投石灰石時(shí)，300MW負(fù)荷下空預(yù)器出口NOx排放濃度為270mg/Nm3(02= 6%)。NOx排放濃度與同容量煤粉爐相比處于非常低的水平。這是因?yàn)樵贑FB燃燒溫度（低于950℃）條件下，氮氧化物主要由燃料氮生成，燃燒空氣中氮?dú)馍�成的氮氧化物量也很少�?br /> 5、結(jié)  論
    1)小龍?zhí)逗置壕哂薪Y(jié)渣性強(qiáng)的特性，但采用CFB鍋爐燃燒方式后，控制密相區(qū)床溫在850℃左右運(yùn)行，避免了爐內(nèi)結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。
    2)300MW CFB鍋爐采用爐內(nèi)添加石灰石的脫硫方式能滿足國(guó)家環(huán)保要求。爐內(nèi)投入石灰石后S02排放濃度（6% 02量）為376 mg/m3，脫硫效率為94.03%。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便。
    3) 300MW CFB鍋爐具有自脫硫能力，燃用小龍?zhí)逗置簳r(shí)自脫硫效率為35%。
    4) 300MW CFB鍋爐由于采用低溫燃燒方式，避免了熱力型NOx的大量生成，在不需對(duì)煙氣脫硝的情況下即可滿足國(guó)家環(huán)保要求。300MW負(fù)荷時(shí)，爐內(nèi)不投石灰石時(shí)NOx排放濃度（6% 02量）為135 mg/Nm3；爐內(nèi)投入石灰石后NOx排放濃度（6%02量）為270mg／Nm3。
    5) 300MWCFB鍋爐在燃用小龍?zhí)逗置簳r(shí)鍋爐效率達(dá)到93. 27%，在同容量同類(lèi)型機(jī)組中處于較高水平。鍋爐最佳運(yùn)行方式為：省煤器出口氧量為2%、一次風(fēng)量280 kNm3/h、內(nèi)外二次風(fēng)配比80:20、床溫850℃。