探讨循环流化床锅炉降低床压策略

探讨循环流化床锅炉降低床压策略

尤志强沙子涵

（沈阳清华锅炉有限公司辽宁沈阳110027）

摘要：随着经济的发展，科学技术再创新高。循环流化床（CFB）锅炉是一种高效的锅炉。床压是循环流化床锅炉的一个重要的参数。床压的高低直观反映的是床料的厚度，床压越高，证明炉内的床料越多。床压过高对CFB锅炉经济性、安全性和环保指标控制等各方面均不利。但床压不能一味降低，过低的床压会导致料层过薄，抵抗外部扰动的能力下降，易导致燃烧不稳定。本文以广东粤电云河发电有限公司C厂（以下简称云浮C厂）#6机组的300MW循环流化床锅炉为例，探讨如何合理地降低CFB锅炉的床压。

关键词：循环流化床；降低床压；节能

循环流化床（CFB）燃烧技术，因能大规模利用低热值煤、生物质及垃圾等优点，而在国内外发展迅速。2015年，我国煤炭消费总量为39.6亿t，占能源消费总量比重为60%，未来煤炭消费占其能源消费的比重会下降，但煤炭消费总量将保持相对稳定。而我国CO2排放主要来自煤炭燃烧利用，其中煤电所用煤炭占消费总量的50%。随着《巴黎协定》的签署，我国正式加入全球合作应对气候变化，将大力推进绿色低碳循环发展，采取有力行动应对气候变化。国务院印发的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》对我国能源行业的发展作出明确部署：力求推动我国CO2排放在2030年达到峰值；2020年，大型发电集团单位供电CO2排放控制在550gCO2/kWh以内。以2015年中电联全国电力工业统计数据显示，我国煤电装机容量占总装机容量的66%，大部分发电集团内煤电占比甚至更高。尽管到2020年淘汰煤电落后产能，但煤电比例下降趋势也较小，且在相当长时期内煤电仍将占重要地位，部分发电集团仅靠去产能和发展新能源来调整能源结构，降低煤电装机比例，仍很难达到CO2排放强度标准。在未来，我国乃至世界要做到完全去煤化并不现实，因此燃煤电站实现CO2减排势在必行。

1概述

云浮C厂#6炉自2010年7月投产以来，通过运行人员的耐心摸索和精心调整，其各项参数日趋稳定，机组运行的安全性和经济性不断提高，但循环流化床锅炉特有的易磨损、风机电耗大、床温不易控制等问题一直没有得到彻底解决。这些问题归根到底是因为云浮C厂#6炉的运行床压控制过高。为维持循环流化床锅炉正常运行，需要维持一定的床压。床压越高，表明炉内循环物料就越多，锅炉的蓄热能力就会提高，燃烧越稳定。但是，床压过高不利于循环流化床锅炉的正常运行，其带来的后果是：增加风机电耗，从而增加厂用电率，于经济性不利；过多的床料造成炉内防磨材料磨损异常加快，易发生爆管事故，于安全性不利；风量增大，对NOX等环保指标的排放控制不利。显然，过于追求燃烧稳定，云浮C厂#6炉现有的运行控制床压偏高，需要采取措施适度降低现有的运行床压。

2采取降低床压的措施

2.1掺烧煤粉炉炉渣，改善炉内床料颗粒度分布

降低循环流化床锅炉床压的关键点在于降低床温。床温是CFB锅炉重要的参数之一，床温直接反映了锅炉内各点的温度分布，从而间接得知炉内的燃烧状况。云浮C厂#6炉水冷屏、中温屏过、高温屏过、高温屏再均布置在旋风分离器入口处附近，原本降低床温的措施一般是通过增大一次风量，以增加外循环物料的量，通过外循环中较细颗粒度的床料把热量以辐射和对流换热为主要方式传递至上述换热器内，以此降低床温。但是盲目增大一次风量易把细粒度床料随烟气吹离，剩下的大颗粒度物料越来越多，外循环的物料量会持续下降，炉膛差压下降，造成恶性循环，治标不治本。

2.2优化配煤

一般来说，灰分越大的煤种，其燃烧产物中灰分含量也越大，易使炉内床压持续升高，更快地达到排渣所需要的参数；而增大排渣频次，容易将大颗粒度的床料排走，同样达到改善炉内颗粒度的效果，有利于降低床压。为此，云浮C厂根据煤种的不同，通过将灰分较大的烟煤（20%以上）与灰分较小的印尼煤（5%左右）以1:1、1:2等比例进行动态配比，使混合后配煤灰分保持在10%左右，使其燃烧产物颗粒度保持在合理的范围内。

2.3重新制定各负荷下的目标参数

在降低了平均床温后，以往的目标参数控制也要发生改变。如果维持原来的一次风量，床压表面上看是下降了，但是也会导致床温降得很低，使锅炉热效率下降；汽温偏低，汽轮机做功效率也下降。因此，有必要制定新的目标控制参数。云浮C厂通过不断摸索每个负荷对应工况下不同的一次风量和床压等参数，在相同负荷下，为避免引起其他参数大范围波动，以每次降低0.1kPa床压为变量，最终确定现阶段条件下各负荷下比原来能降低0.5kPa左右的床压，形成合理的参数范围，做成座签表供运行人员参考，同时规定：较低负荷下（225MW以下），排渣时须遵循“少量多次”的原则，排渣至床压比座签表要求的各负荷的下限值略高时停止排渣，保持床料总量不至于过低，保证燃烧稳定。

3降低床压的效果

2018年下半年实行降低床压的综合措施以来，云浮C厂#6炉的床温、一次风机耗电率、引风机耗电率、厂用电耗电率等参数均一路走低，对比2018年上下半年数据如下：通过对比发现，平均床压下降了0.56kPa，与新的目标参数控制基本相当，同时由于床压降低，流化阻力下降，使一次风量也能控制得比原来更低，能直接降低一次风机和引风机的电耗。以180MW的典型工况为例，实行降低床压措施以前，一次风机电流在180A以上，引风机电流130A以上；实行措施后一次风机电流约150A，引风机电流约105A，下降明显。从表中数据也反映出一次风机和引风机的耗电率明显下降，厂用电率也随之下降，节能降耗效果明显。同时，在2018全年没有发生四管泄漏事故，尿素用量也逐步下降，NOX排放控制达到国家标准。#6炉的经济性、安全性和环保指标控制能力均有所提高。

表1

综上所述，循环流化床锅炉作为现代工业中的主要设备，对其运行优化展开分析，了解运行优化的有效措施，然后在实际中，结合循环流化床锅炉运行存在的种种问题，对其进行有效改造，减少不利因素，提升循环流化床锅炉运行效率，有着重要的现实意义。

参考文献

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