华能白山煤矸石发电有限公司(白山发电公司)两台1180t/h循环流化床锅炉,是哈尔滨锅炉厂生产的双布风板循环流化床锅炉,自2012年5月投入商业运营以来,锅炉运行稳定,通过实践和摸索,在低床运行面取得了一些经验。
1、引言
循环流化床锅炉是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧技术，国际上这项技术在电站锅炉和工业锅炉等领域已得等到广泛的应用，随着技术的不断完善并逐渐向大容量的循环流化床锅炉发展。相对于常规煤粉炉，CFB锅炉高耗能已是一个最为普遍的且是比较严重的问题，影响到CFB锅炉的进一步发展与应用。白山发电公司两台330MW循环流化床锅炉在2012年投入商业运行，通过不断摸索试验，逐渐掌握低床压运行技术。下面就我公司两台机组的低床压运行经验与大家一起分享。
2、系统简介
2.1、概况
华能白山煤矸石发电有限公司采用哈尔滨锅炉厂生产的HG-1180/17.5-L.MN1型循环流化床锅炉，亚临界参数、一次中间再热自然循环汽包炉、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、配备2×330MW亚临界中间再热单轴双缸双排汽、直接空冷式汽轮发电机组，炉后设置半干法脱硫。
锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，四台高温绝热式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井三部分组成，炉膛前后墙各布置有8片屏式过热器，后墙布置有12片屏式再热器，前墙布置8片水冷屏。锅炉共布置有四台称重式给煤机及四台刮板给煤机，共设8个给煤口，采用回料腿给煤方式，炉膛两内侧布置有六个排渣口，分别对应六台滚筒式冷渣器。炉膛与尾部竖井之间，布置有四台高温绝热式旋风分离器，其下部各布置一台“U”阀回料器，回料器为单进双出结构，尾部采用双烟道结构，前烟道布置了三组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有两组高温过热器、两组低温过热器，两组螺旋鳍片管式省煤器,向下前后烟道合成一个，卧式空气预热器布置于省煤器下方，其间布置有烟气挡板，空气预热器采用光管式，一二次风道分开布置，沿炉宽方向双进双出。
2.2、主要设计参数
2.3、风烟系统简介
每台循环流化床锅炉配置两台一次风机、两台二次风机、三台高压流化风机以及两台引风机。其中两台一次风机出口冷风道之间及两台二次风机出口冷风道之间有联络管道，通过一道联络门进行连接。
一次风经过一次风机、管式空气预热器后，通过一次风热风道，经床下启动燃烧器，分别进入两个裤衩腿下部的水冷风室内，再由布风板进入炉内，保证炉内物料的流化。主要是作为炉膛的物料流化风。在一次风管上设有风道燃烧器，在锅炉启动时加热一次风，缩短启动时间。同时也做为给煤机、给煤口密封风和管式空气预热器的钢梁冷却风。
二次风由二次风机供给，一部分送到石灰石管道上，作为石灰石粉管密封风外，一部分进入空气预热器内加热，然后由二次热风道送到炉前，再由多只二次风管分两层不同高度进入炉内，起到补充燃烧和输送床料的作用，并实现分级送风，降低NOx排放，还有一部分热二次风作为落煤管密封风。
3、低床压运行实施情况
3.1、低床压运行必须具备的条件：
实现低床压运行，首先必须保证锅炉出力正常。所以必须保证炉内有足够的循环物料，而循环物料的主要影响因素是煤的粒度和粒径分布是否合理。针对上述问题，我公司采取了相关解决措施：
3.1.1、加强配煤，根据运行锅炉床温、悬浮段差压进行多煤种不同比例混配，寻找最佳混煤方案;
3.1.2、提高检修人员的检修质量和维护质量，保证破碎系统能够正常投运，根据粒度大小的情况，及时调整筛板间隙，必要时进行破碎机垂头和筛板的更换，保证煤的粒度始终在合格范围。
3.2、低床压运行原理
3.2.1循环流化床锅炉受热面的传热方式主要以颗粒和气体的对流换热为主，炉内温度一般维持在850~920℃，远远低于煤粉炉的炉膛温度，所以辐射换热占的份额较小。流化床中传热系数与悬浮物密度的平方根成正比，悬浮段的固体物料浓度分布延床高是按照指数形式衰减的，也就是说不同高度上的物料浓度是不同的，因此传热系数在不同的炉膛高度上也是不同的。为保证锅炉正常燃烧与出力，这就要求流化床锅炉运行中炉膛内必须有足够的有效循环物料量。
3.2.2要满足炉内有效的循环物料量，在保证入炉煤粒度(宽筛分)达到设计要求的同时还要保证炉内有足够的床料量。炉内床料量越多，有效循环物料量也相应增加，锅炉带负荷能力强，但过多的床料量将使风烟系统阻力增加，风机耗电量增加，机组效率下降，也使锅炉水冷壁受热面磨损加剧。炉内床料过少，风机耗电量下降，但有效循环物料量减少，对流换热下降，锅炉床温升高，辐射换热增加，在床温过高时脱硫效率下降，锅炉带负荷能力下降，运行床压过低还会导致锅炉流化恶化，出现局部吹穿，造成锅炉结焦。
3.3、床压调整前后风机电流对比
图1床压在6KPa时不同负荷下一次风机电流图
图2床压在6KPa时不同负荷下二次风机电流图
由以上两图可观察到，随机组负荷变化，一、二风量均发生较大变化，二次风量变化大于一次风量，锅炉床温及其它参数均在正常范围内，可通过试验方式尝试降低床压运行。
3.4、不同床压下一、二次风机电流变化情况
图3-300MW负荷下不同床压与风机电流变化曲线图
图4-165MW负荷下不同床压与风机电流变化曲线图
图5床压降低飞灰含碳量及底渣含碳量变化图
通过降低床压运行后，一二次风机电流明显下降，尤其是一次风机电流存在高幅度降低，锅炉床温小幅度升高，飞灰含碳量小幅度下降，其他参数无明显变化，均在正常范围内，降低床压运行试验取得了显著效果。
3.、5在不同负荷下试验前后一次风机电耗计算
试验前(床压6KPa)：
3.6、效果对比：
平均每小时一次风机节电：
(856.82+839.17+591.85)/3=762.61KWh
单机全年按300天运行节电：
762.61×24×300=5490792KWh
单机全年节约费用：
5490792×0.4074=223.69万元
4、低床压运行注意事项
从以上的分析我们可以看出循环流化床锅炉低床压运行，节电效果是非常明显的，但是低床压运行也存在一些优缺点：
4.1循环流化床锅炉采用低床压运行，对节约厂用电效果非产明显，厂用电率下降约0.4%左右，对于降低整套机组厂用电率、降低发电煤耗等指标是一项行之有效的手段。
4.2随着床压的降低，炉内循环物料量减少，将极大减轻炉内浇注料及受热面磨损，延长机组运行周期。
4.3低床压运行，炉膛内床层厚度降低，减小了二次风阻力，二次风机电耗小幅度降低;提升了二次风穿透力，提高了燃烧效率，飞灰含碳量及底渣含碳量均小幅度降低。
4.4低床压运行时由于循环物料少，机组接带负荷的能力有所下降，升负荷时速率下降，同时由于低床压运行时床温有所升高，低负荷时蒸汽量较少，屏式过热器及屏式再热器蒸汽流速低，对受热面的冷却能力差，升负荷时如床温高将引起屏式过热器及屏式再热器超温。
5、结论
随着循环流化床锅炉大型化技术的日渐成熟，循环流化床锅炉运行质量的优劣，不仅仅象以往仅凭运行周期的长短来给以辨别，而更注重循环流化床锅炉的各项运行指标的评定。节能降耗，降低煤耗，降低厂用电率，降低各种污染物排放量，将成为更多拥有循环流化床锅炉企业追求奋斗的目标。各种节能降耗、优化调整的目标不可能一步到位，这是一个连续、渐变和逐渐优化的过程，是一个不断摸索、探讨、改进的过程。
