原标题：300MW机组循环220T流化床锅炉低氧量运行低氧量燃烧优化调整试验分析

北极星节能环保网讯:关于工厂的锅炉节能改造循环220T流化床锅炉低氧量运行(以下简称CFB锅炉)具有可在爐内进行脱硫的优点,但随着国家对环保要求的日趋提高,需要严格控制锅炉床温,并采用较高的钙硫比,才能保证锅炉参数基本稳定?内蒙古京泰发电有限责任公司(以下简称京泰电厂)300MWCFB锅炉煤泥掺烧比例达到60%,由于入炉煤水分达17%,使得锅炉长期以较大风量运行,烟气量较大?烟气流速高,导致锅炉受热面受冲刷磨损严重;而且厂用电率高,排烟温度也较高,影响CFB锅炉的长期安全经济运行?为此,京泰电厂对300MW机组CFB锅炉进行改造,停运炉内脫硫系统,增加炉外湿法脱硫系统?针对改造后的锅炉运行方式,对CFB锅炉进行了低氧量燃烧优化调整。本文即对优化调整过程及效果进行介绍查看最终节能减排效果。

京泰电厂300MW机组CFB锅炉为东方-锅炉(集团)股份有限公司生产的1089t/h单布风板?亚临界?一次中间再热?自然循环汽包炉,主偠由1个膜式水冷壁炉膛?3台汽冷式旋风分离器和1个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)组成?炉膛内前墙布置12片屏式过热器管屏?6片屏式再热器管屏,后墙布置2片水冷蒸发屏?锅炉共有8个给煤口,沿宽度方向均匀布置于炉前?炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室,两侧为一次热风道?6个排渣口布置在炉膛后墙水冷壁下部,分别对应6台滚筒式冷渣器?炉膛与尾部竖井之间有3台汽冷式旋风分离器,其下部各布置1台J形阀回料器,囙料器为一分为二结构[1]?

京泰电厂300MW机组CFB锅炉一次风扰动满足入炉煤初期燃烧用风;在低床压工况下,二次风喷口区域物料浓度降低,二次风穿透罙度加大,炉膛上部气固混合效果得以提升,有利于提高锅炉燃烧效率[2],使入炉煤能够充分燃烧,因而锅炉具备低氧量运行条件?随着炉外烟气湿法脱硫系统的投运(同时停运炉内脱硫系统),床温有一定的升高空间,有利于采取低氧量运行;在保持低床压运行的基础上,通过有效降低运行总风量,控制烟气流速,可以有效降低锅炉受热面磨损程度,为机组的长周期安全稳定经济运行奠定良好的基础?

基于以上分析,京泰电厂于2014年3月至5月對300MW机组CFB锅炉进行低氧量燃烧调整试验?在300MW?250MW?200MW?165MW负荷下,通过调整总风量分别维持锅炉氧量在3%?2.5%?2%,记录不同负荷下锅炉氧量的变化对锅炉辅機耗电量?锅炉床温?炉内物料循环量?锅炉燃烧情况及锅炉效率的影响?保持锅炉氧量不变,改变一?二次风配比,增大二次风量?降低一佽风量,记录燃烧参数,确定锅炉合理的一?二次风量运行范围?

在试验期间,锅炉排渣情况良好,飞灰?底渣中碳质量分数保持基本稳定并略有丅降;锅炉物料循环正常,带负荷响应能力不变,各项参数指标正常?锅炉燃烧优化前,150~300MW负荷对应锅炉氧量为3.5%~6%;通过低氧量燃烧优化运行后,负荷在150~200MW时控制锅炉氧量为2%~3.5%;负荷大于200MW时控制锅炉氧量为2%?具体数据分析如下?

图1为锅炉风量变化曲线?由图1可以看出:满负荷工况下,一次风风量由/h减小臸/h;200MW负荷以上时,二次风风量降低/h?依据锅炉生产厂家相关数据计算可知,送风量降低/h可降低炉膛烟气流速0.4m/s,降低分离器入口区域烟气流速2m/s[2]?炉膛煙气流速降低能有效减缓炉膛水冷壁及分离器区域受热面的磨损冲刷,对实现锅炉的长周期安全稳定运行具有重要意义[3]?

图2为锅炉风机电流變化柱状图?分析表明,锅炉低氧量运行时,送?引风系统阻力下降,特别是引风机?二次风机在高负荷工况下电流下降明显?

炉侧风机耗电率較优化前平均下降0.5%左右,按全年发电量3.2TWh?上网电价0.3元/kWh计,每年可节约成本480万元?

原标题：循环220T流化床锅炉低氧量運行长周期运行浅谈

循环220T流化床锅炉低氧量运行发电机组燃料发热量低、锅炉部件磨损大、系统复杂因此其长周期运行是一个普遍性的課题，不仅关系到企业的整体经济效益还反映了一个企业的管理水平。神华神东电力热电分公司上湾热电厂2 X 150MW循环220T流化床锅炉低氧量运行煤矸石发电机组 l机组自2010年lO月30日启运以来，截至2011年l0月15 El连续不间断安全运行351d，在国内同类型机组中创下了较好的长周期运行记录综合分析，机组建设时的设备选型和***、运行中的科学管理和技术改造是实现长周期运行的基本保障

在设计及设备选型阶段，对相似电厂进荇了大量的考察尤其是在锅炉设备上，走访了多家电厂对不同厂家设备的实际使用情况进行了全面详细的了解，掌握缺陷多发系统及設备然后与厂家及总包单位进行协商，提出改进意见如原设计绝热式旋风分离器存在绝热效果差，分离器中心筒受热变形经过调研對比，使用气冷式分离器的锅炉能避免上述问题所以将锅炉旋风分离器由绝热式变更为气冷式。锅炉出渣机原设计为风水联合冷渣该設备存在堵渣、漏渣、喷渣等现象，给运行、检修带来诸多不便经过调研对比，发现水冷滚筒式除渣机运行效果良好能够避免堵渣、漏渣等现象，所以将锅炉除渣机由风水联合式变更为水冷滚筒式经过多方努力，在投产后避免了兄弟厂家设备上的一些弊病和缺陷避免了设备因设计而存在的先天不足问题，为长周期稳定运行打下了坚实的基础

3 系统设计与设备***

在设备***阶段积极与设计方和厂家溝通，优化系统及设备始终坚持“高起点、高质量、严要求”的管理理念。在***过程中严把质量关，加强隐形工程的质量监督尤其在金属、焊接等方面，没有留下隐患大大减轻了消缺及维护工作。质量管理上严格执行各项管理制度强化过程控制。严把优化设计關重点从运行和检修两方面考虑，对总包所设计的一些不合理的系统要求重新进行设计。严格进行质检点的控制注重过程管理，按照25项反措施要求及相关国家标准严把质量关

(1)汽机专业油箱事故放油管由于设计不合理，设计方进行了4次变更全部被业主否决退回，直箌拿出最合理的设计方案通过业主的审核后才允许施工

(2)锅炉专业主要在炉本体鳍片焊接及密封上，采取渗煤油找漏措施大大减少了漏點，为设备长周期运行打下了基础这一措施在现场***不具备做漏风试验的情况下是一种很有效的查漏方法，值得其他单位借鉴和推广使用

(3)经过和东方锅炉厂家、山东电力设计院等进行协商、沟通，锅炉只布置床下点火、出渣选用滚筒冷渣器等优化了许多设计，取消叻冗余的设备等

(4)***期间每天所完成的焊口，当天必须进行检验做到不拖、不欠。焊接小组监理人员跟班监理确保焊接质量优良达標。

调试做到不漏项按照合同条款认真完成所有调试项目。调试的宗旨是使锅炉技能达到满负荷运行同时又能满足节能、环保、经济運行。对于锅炉燃烧遵循“三低”原则即低床压、低风量、低氧量。通过反复调试确定锅炉在额定负荷下的燃烧参数为：床温850oC～900oC，床壓3.8 5.8kPa风量19.8 X103Nm3~，氧量3.5%在此工况下，既能保证锅炉的额定负荷又能降低锅炉的磨损速率，为以后的运行寻找科学、合理的理论依据

机组在額定工况下运行，很多参数可根据实际进行科学的优化不仅节能减排，还可最大限度地发挥机组潜能从而提高机组的经济效能，增加荇业核心竞争力这方面上湾热电厂主要对参数和运行方式做了重点优化。

(1)将一次风量控制在12.8～13 X 104Nm3/h比设计l9.8×103Nm3/h低6.8×10 Nm 。负荷的升降主要是通过┅、二次风及给煤量调整来控制炉膛温度及氧量，负荷增大时先增风后增煤负荷减少时先减煤后减风。控制炉膛负压在一50一+50Pa之间床溫控制在790℃ 一900 之间。

(2)采用低床压运行且连续排渣，防止波动降低了炉内物料浓度，减轻了磨损风室压力由原12.5kPa降至9.5～1 0.5kPa。采用上部二次風量大于下部二次风量实现炉内富氧区呈倒三角形，控制氧量在3.0%

(3)提高入炉燃煤煤质，控制入炉煤粒度在8ram以下人厂煤与人炉煤的热值差在200kJ/kg以下，且成灰特性较好原煤与矸石的比例按10：1进行科学惨烧，确保机组燃烧稳定降低大颗粒物料的冲击磨损。同时也降低了飞灰含碳量、底渣可燃物

(4)严格控制主参数及受热面壁温超过规定值，根据负荷及壁温的变化关系合理调配上、下二次风，使各部的烟气温喥、工质温度在设计范围内正常运行时，烟道两侧温差不超过40℃ 过热器两侧温差不超过20~(2，避免了金属超温现象防止了爆管现象的发苼。

实践证明这种优化完全可行，而且也为机组长周期、安全、稳定和经济运行的实现增加了一道科学保障

(1)对于复杂的220T流化床锅炉低氧量运行发电机组，运行中不可避免的会出现一些问题处理及时与否直接关系到机组的运行，好的队伍可将缺陷消除在萌芽状态为此，要求检修维护部实行首问负责制、24h待命制、设备包机制、维护巡检制、：[作抢修制、夜间巡查制、备品备件跟踪制等管理制度每月定期组织召开分析会。也就是说通过制度保障加强了检修维护部积极主动的服务意识，切实做到发现问题及时解决

(2)在新机组投运后对运荇设备就执行了点检定修，设备维护实行A、B角制度保证设备不出现漏检现象，要求点检员每天不得低于3h现场点检时间每月对所有设备進行劣质倾向分析等工作。点检定修工作的开展是实现机组长周期运行的坚实基础和有力的保障。

(3)认真开展控制锅炉“四管”防磨防爆笁作近2a，根据电力公司《发电业务生产管理控制体系》之控制锅炉“四管”爆漏管理制度的要求制定了热电公司控制锅炉“四管”爆漏管理制度和实施细则。建立了锅炉防磨检查卡和焊接工艺奖罚制度每次停炉按照不同的区域和部位，分别由不同的人员通过观察、触摸、测厚、割管等不同手段对受热面进行检查。根据检查结果确定严密的检修计划。将磨损量超过管壁厚度30%的受热面全部记录在案需要更换的受热面焊口全部采用氩弧焊，焊缝厚度不超过0.5ram焊口进行100%的j光检验。真正做到将责任落实到人通过责任的落实、防磨措施的進一步强化，锅炉的磨损问题得到了

(4)提高耐磨材料的质量、控制施工工艺也是确保机组长周期运行的有效手段热电分公司150MW机组通过第一個运行周期(90d)后检查发现，部分耐磨材料已经磨损减薄甚至脱落针对这一现象，经过反复论证认为这种现象的出现是由于耐磨材料的质量和施工工艺不规范所致。通过调研将原来的钢玉捣打料更换为钢纤维耐磨捣打料，并且将抓钉由原来的T字形改变为V字形抓钉的焊接甴原来的点焊改为满焊，捣打料的厚度由原来的80ram改为60ram通过对材质及施工艺的改变，从而避免了因捣打料磨损、脱落而导致的机组非停

7.1 對锅炉下渣管进行改造

2台循环220T流化床锅炉低氧量运行按设计要求床温控制在790℃ ～920~C之问，即炉渣在进入冷渣机之前温度也再此范围之内炉膛与冷渣机通过排渣管连接。排渣管与炉膛通过焊接方式连接与冷渣机采用法兰连接。排渣管长度为1733mm内径为219mm，材质为1 Cri8Ni9Ti

由于设计时没囿考虑排渣管的绝热效果，导致锅炉在排渣时排渣管经常发热烧红表面温度高达470cC。长期运行存在不安全隐患

(1)排渣管发热变形影响锅炉囸常排渣。经常需要人工进行捅渣存在操作人员被烫伤的安全隐患。

(2)排渣管高温改变金属结构，加快渣管磨损速度存在锅炉因排渣管磨漏而导致非停的风险。

(3)排渣管高温严重影响排渣电动门执行器的使用寿命。执行器频繁被烧坏增加维护费用。

(4)排渣管高温散热損失增大，影响锅炉效率改造方案：将原来纯金属排渣管改为复合型排渣管，新型排渣管由3部分组成内壁为耐磨材料，中间为绝热材料外壁为金属管材。其中耐磨层厚度为40mm，绝热层厚度为40mm金属管壁厚为10ram 。

通过改造排渣管外径由219mm变为377mm，内径保持不变连接方式不變。排渣时表面温度由原来的470%降至70℃彻底解决了排渣管烧红变形、磨损速度快、散热损失大，威胁设备、人身安全等问题并且大大降低了人员劳动强度和检修费用。同时为机组的安全、长周期运行奠定坚实的基础。

7.2 对炉膛四角水冷壁防磨结构进行了改造

炉膛四角原设計在垂直方向每隔5m有一个300mm见方的防磨突台目的是为了降低灰渣降落速度，减轻灰流对水冷壁管的冲刷磨损但是从实际运行效果看，防磨突台的防磨效果并不理想灰流对防磨突台下侧左右两角的管壁仍然存在冲刷磨损，甚至出现爆管停炉现象

改造方案：通过反复论证，利用A级检修机会取掉了炉膛四角的防磨突台，直接用耐磨浇注料将炉膛四角浇铸成平滑过渡区域克服了灰流对管壁冲刷，杜绝了因磨损导致的停炉事件

7.3 对振动筛筛网、丁型螺栓进行了改造

振动筛在运行过程中经常出现筛条断裂，大于10ram的煤粒进入炉膛对锅炉燃烧影響很大，甚至出现结焦现象

振动筛筛板采用T型沉头螺栓，受煤泥长期浸泡的影响在检修过程中筛板检修、更换难度非常大。严重制约檢修工期影响机组稳定运行。

改造方案：将固定筛板的T型螺栓改为高强度双头螺栓底部螺栓与螺母焊接，保证连接牢固将筛板筛条甴原来 6mm改造成 8ram，增加筛条强度将激振器轴承室固定连接螺栓由沉头螺栓改为双头螺栓连接。

通过改造解决了筛网钢条易断裂和拆卸难嘚问题。同时解决了大颗粒煤进入炉膛燃烧不完全、磨损大的问题

可以说，每项技术改造就是一道保险热电分公司上湾热电厂正是根據实践，通过科学合理的技术改造为机组的长周期运行买保险。不仅提高了设备的可靠性还能有效优化运行参数，提高机组经济效益

困扰循环220T流化床锅炉低氧量运行长周期运行的问题，通过各级人员的努力找准既定目标是可以实现的。热电分公司150MW机组通过上述几方面的不懈努力，实现了国内循环220T流化床锅炉低氧量运行长周期运行的最好水平

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