浅谈300MW循环流化床锅炉机组运行优化

李永斌

摘要：锅炉作为电厂能量转换的重要环节，一直以来受到了广泛的关注和深入的研究，目前为止，已经历了无数次的锅炉技术革新，也使电力生产中流入了多种类型的锅炉产品。其中，循环流化床锅炉以其煤种适应性广、负荷调节性好、稳定燃烧、排污量少、易控制等诸多优点而在电厂生产中得到了广泛的应用，因此，循环流化床锅炉机组的运行优化直接关系着大多数火电厂的生产成本和经济效率，对其进行研究具有一定的实际意义。

关键词：300MW循环流化床；锅炉；机组；运行优化

1、300MW循环流化床锅炉启动优化

顺利进行锅炉点火启动过程，有利于机组的快速启动，尽早建立锅炉灰循环，有利于锅炉的均匀加热，以及机组并网以后的快速升负荷。在锅炉检修结束，风量标定完毕，具备添加床料条件时，提前添加好床料。得到机组启动命令后，确认锅炉保护正确投入，四个外置床锥阀在关闭位置，按顺序启动一台引风机，两台或三台高压流化风机（根据流化的需要确定），高压流化风机启动后，调整每个回料阀风箱风量，开启外置床斜管的流化风门，确认每个外置床畅通后，再启动一台二次风机，两台一次风机。一次风机启动后调整左右侧一次风量在90kNm3/h左右，观察锅炉床压的情况，一般要求床压在10～11kPa左右。锅炉点火时，左右侧风燃器分别先投入一支油枪，观察炉膛温升情况，控制床温上升速率小于100℃，点火1小时后，根据炉膛的温升情况，可再投入其它两支油枪。期间要求任何情况下，控制风道燃烧器温度不大于900℃。锅炉中部平均床温达到350℃以后，启动给煤线进行脉冲投煤，期间注意锅炉氧量和床温的变化情况，避免出现爆燃的情况。确认投煤燃烧正常以后，可逐步增加给煤量至40～50t，同时降低风燃器油枪的出力。待床温升至650～700℃之间时，可逐渐停运风燃器油枪。通过上述启动过程，可以看出整个启动过程首先是推迟了部分辅机的启动时间，节约用电；一次风量的调整，一次风量维持较低水平，减少热量带走，风机节电；提前投煤，提前退出油枪运行，节约了燃料成本。

2、300MW循环流化床锅炉燃烧优化调整

（1）入炉煤粒度的控制。锅炉设计时，炉膛的几何尺寸是由密相区的速度决定的，所以要得到最佳的锅炉运行性能必须控制燃煤的粒度。粒度大，引起排渣量大，床温高，带负荷能力低等问题；粒度过细，可能导致分离器超温、飞灰可燃物高、床压不能维持等问题。合理选取燃煤粒度、确定合理的流化速度使之与炉膛尺寸相配合，是提高碳粒燃烧效率以及锅炉经济运行的重要举措。燃煤粒度的确定必须综合考虑设计参数、安全运行、碎煤机实际运行情况和冷澄器出力等多方面因素，并通过多次筛分试验，确定适合锅炉入炉煤粒度控制指标。（2）飞灰及底灰含炭量的降低。飞灰含炭量和底灰含炭量是锅炉燃烧效率的重要参数，炭颗粒燃烧越完全，飞灰、底灰含炭量越低，主要通过合理的风煤配合和合理的一、二次风配合来实现。因为一次风量增加，内循环加强，底澄停留时间加长，对底澄燃尽有利。但一次风量增加同时带来了一些负面作用，磨损增加。且一次风量达到一定值时，床温将降低，对底渣燃尽不利，过量空气系数也会增加，导致锅炉热效率降低。因此，需要反复进行运行调整，以确定合适的一次风量和一、二次风比率。一次风量对飞灰影响明显，它在设计上占总风量的45%（300MW负荷时，一次风量为2×202203Nm3/h）。该循环流化床锅炉在运行调节中，为了降低对受热面管壁的磨损，将一次风量降低到2×180000Nm3/h，后来又进一步降低到2×165000Nm3/h，這一措施不仅对降低管壁磨损效果显著，同时使飞灰含炭量进一步降低，提高了锅炉的运行经济性。

3、机组低负荷时的运行方式优化

由于部分地区电网峰谷差很大，特别是后夜班低负荷时间较长，根据计划负荷曲线加强与调度的沟通，确定单机负荷在低谷时段超过3h的时候，要合理安排2台机组的出力，对减负荷机组的2台循环水泵、二次风机和引风机，采取停运1台的节电措施，特做如下优化运行：（1）当机组负荷降至200MW时，将准备停运侧二次风机的负荷逐渐降至空载后停运备用。因为在此负荷下，保留1台二次风机运行，可保证锅炉能正常燃烧。（2）当机组负荷减至180MW以下，真空在-79kPa以上，循环水温升小于8℃，机组其他相关参数运行正常时，可停止1台循环水泵。此时1台循环水泵的循环水量已满足机组对真空的要求。（3）当机组负荷降至130MW时，将同侧引风机逐渐降至空载后停运备用。因为在此负荷下，保留1台引风机运行，可以正常调节锅炉负压。（4）循环水泵、二次风机及引风机停运后进行启动前的检查，确保随时具备联投的条件，以便接到指令后能快速升负荷。（5）运行循环水泵的冷却水压力低于0.1MPa时，启动管道泵，增加冷却水压力和冷却水量，确保运行循环水泵的安全。（6）加强对单侧风机运行时风烟系统的监视与调整，特别应防止运行的单侧风机过电流和炉膛压力保护动作。

4、300MW循环流化床锅炉辅机设备的节能优化

风机传统节流调节成本低，系统简单，能源损失大，不适宜作为主要调节手段，变频调节是一种有效经济的调节手段，例如某公司对两台一次风机、二次风机进行了变频改造，通过增加电机变频调节系统，在风机入口门全开的状态下，采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，来控制风机的出力，降低电机电流，减少节流调节，当变频故障时可以直接切换至工频运行，具保证设备安全稳定。采用变频控制除了明显的节电，还有很多优点：变频器的软启动/停止功能，启动电流小，减小启动电流对电机和电网的冲击；变频改造后风机入口调节门全开，减少磨损，进一步降低风道阻力；变频器调节减少了风机以及电机的机械磨损，降低了轴承、轴瓦温度。锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中比较大的一项，只有降低排烟温度，才能降低排烟损失，通过在尾部烟道安装低压省煤器，来降低排烟温度。低压省煤器受热面安装于空预器出口至电除尘入口的四个上行竖直烟道内，分甲乙两侧对称布置，四个烟道内各布置一组受热面，错列逆流，蛇形管屏形式。低压省煤器分两路取水，两路取水均电动调整门调节流量，控制水温85℃，给水被加热后和加出水汇合后进入除氧器，通过低压省煤器回水母管总电动调门，调整省煤器降温幅度。通过在空预器出口竖直烟道增加低温省煤器，平均排烟温度由改造前的167℃可降到115℃左右，降低达50多度，节能效果非常明显。

5、结束语

对300MW循环流化床锅炉机组进行优化，不仅保证了运行的安全性，还提高了运行的经济性，节约运行成本，整体上提高了电厂的经济效益。循环流化床锅炉的独特性能决定了其良好的发展趋势，相关技术人员应当加强对循环流化床锅炉的研究，提高运行效率，提高能源的利用率，保证不对环境造成污染。

参考文献：

[1]300MW级循环流化床锅炉机组运行分析[J].郝献其.山东工业技术.2014（16）.

[2]300MW机组循环流化床锅炉燃烧特性分析[J].徐婷婷，蔡斌.内蒙古电力技术.2013（06）.

[3]循环流化床锅炉运行调节分析[J].谷海涛.能源与节能.2018（03）.

（作者单位：平朔煤矸石发电有限责任公司）