300MW循環流化床鍋爐經濟運行措施分析
學術交流
作者：喬利冰
【摘要】文章結合某300MW循環流化床鍋爐，從燃燒效率、風機利用率、汽溫合格率等方麵提出了經濟運行策略，實踐表明，實現了經濟運行目標，可為類似鍋爐運行優化提供參考。
【關鍵詞】循環流化床鍋爐；經濟運行
鍋爐作為火力發電廠能量轉換的重要環節，一直以來受到了廣泛的關注和深入的研究，目前為止，已經曆了無數次的鍋爐技術革新，也使火電生產中流入了多種類型的鍋爐產品。其中，循環流化床鍋爐以其煤種適應性廣、負荷調節性好、穩定燃燒、排汙量少、易控製等諸多優點而在火電生產中得到了廣泛的應用，因此，循環流化床鍋爐運行的經濟性直接關係著大多數火電廠的生產成本和經濟效率，對其進行研究具有一定的實際意義，文章主要結合某300MW循環流化床鍋爐進行分析。
1.提高燃燒效率
鍋爐熱效率是循環流化床鍋爐經濟運行的重要指標之一，根據筆者的日常工作經驗總結，發現對爐煤粒度的控製是提高燃燒效率的前提，同時，合理的風煤配合、一二次風配合及適當的爐腔溫度也是提高鍋爐燃燒效率的有效途徑，具體包括以下內容。
（1）入爐煤粒度的控製。鍋爐設計時，爐膛的幾何尺寸是由密相區的速度決定的，所以要得到最佳的鍋爐運行性能必須控製燃煤的粒度。粒度大，引起排渣量大，床溫高，帶負荷能力低等問題；粒度過細，可能導致分離器超溫、飛灰可燃物高、床壓不能維持等問題。合理選取燃煤粒度、確定合理的流化速度使之與爐膛尺寸相配合，是提高碳粒燃燒效率以及鍋爐經濟運行的重要舉措。燃煤粒度的確定必須綜合考慮設計參數、安全運行、碎煤機實際運行情況和冷澄器出力等多方麵因素，並通過多次篩分試驗，確定適合鍋爐入爐煤粒度控製指標。
（2）飛灰及底灰含炭量的降低。飛灰含炭量和底灰含炭量是鍋爐燃燒效率的重要參數，炭顆粒燃燒越完全，飛灰、底灰含炭量越低，主要通過合理的風煤配合和合理的一、二次風配合來實現。因為一次風量增加，內循環加強，底澄停留時間加長，對底澄燃盡有利。但一次風量增加同時帶來了一些負麵作用，磨損增加。且一次風量達到一定值時，床溫將降低，對底渣燃盡不利，過量空氣係數也會增加，導致鍋爐熱效率降低。因此，需要反複進行運行調整，以確定合適的一次風量和一、二次風比率。一次風量對飛灰影響明顯，它在設計上占總風量的45%（300MW負荷時，一次風量為2×Nm3/h）。該循環流化床鍋爐在運行調節中，為了降低對受熱麵管壁的磨損，將一次風量降低到2×Nm3/h，後來又進一步降低到2×Nm3/h，這一措施不僅對降低管壁磨損效果顯著，同時使飛灰含炭量進一步降低，提高了鍋爐的運行經濟性，具體數值。
表1 —、二次風配比前後灰含碳量比較
項目調整前調整後
飛灰含炭量% 6.78 4.69
底灰含炭量% 2.71 0.46
該鍋爐通過對鍋爐入爐煤粒度的控製，滿足了燃燒和流化的要求，同時通過一、二次風比率（降低一次風量）的調整，有效地降低了飛灰和底灰中的含炭量，鍋爐的熱效率從原來的91.5%提高到92.64%，實現了鍋爐的經濟運行。
2.提高風機利用率
風機是循環流化床鍋爐的主要耗能設備，提高和保證風機的出力可以保證循環流化床的滿負荷運行，對降低送風總耗能、提高機組的經濟運行具有重要意義，該鍋爐主要通過以下幾方麵的措施來提高風機的利用率。
（1）一次風機效率提高。對於循環流化床鍋爐來說，一次風機是能耗大戶，一次風機設計全壓為35.7kPa，功率3700kW，正常運行時入口檔板開度僅為9%～20%之間，風機效率較低，因此，一次風機電耗的降低成為了鍋爐經濟運行的關鍵。首先是一次風係統的運行優化。為了降低一次風機電耗，采取了降低運行一次風量、降低運行床壓（一次風壓）、增大一次風量擋板開度，減少節流損失等方法，在未對設備進行任何改造情況下降低了風機電耗。其次是一次風機換型。為根本解決一次風機電耗問題，在經過認真研究、慎重考慮參，決定更換一次風機。根據現場實際運行參數，對一次風機進行重新選型，風機設計風壓均為28kPa，軸功率為3200kW，正常運行風機入口擋板開至50%以上，風機的效率可以提高到70%。