國產(chǎn)300MW CFB鍋爐純燒國產(chǎn)煙煤技術(shù)分析

朱海云

摘 要：廣東粵電云河發(fā)電有限公司#5、#6鍋爐為上海鍋爐廠具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SG-1036/17.5-M4506型循環(huán)流化床（CFB）鍋爐。由于國內(nèi)外煤炭市場環(huán)境的影響，我廠進(jìn)行了純燒國內(nèi)煙煤的開創(chuàng)性嘗試。為了解決運行中出現(xiàn)的問題，保證鍋爐的安全運行，我廠通過調(diào)整協(xié)調(diào)控制自動參數(shù)、降低入爐煤細(xì)度、提高尿素供漿壓力、增加摻燒等四個技術(shù)措施，有效改善鍋爐由于純燒國內(nèi)煙煤導(dǎo)致的床溫偏高、床壓嚴(yán)重偏低、NOX排放難以控制、鍋爐磨損增加等問題。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；國內(nèi)煙煤；純燒；調(diào)整

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.168

1 引言

廣東粵電云河發(fā)電有限公司#5、#6鍋爐為上海鍋爐廠具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SG-1036/17.5-M4506型循環(huán)流化床（CFB）鍋爐，與300MW等級汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配，爐膛采用單爐膛布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墻結(jié)構(gòu)。由于國內(nèi)外煤炭市場環(huán)境的影響，我廠進(jìn)行了純燒國內(nèi)煙煤的開創(chuàng)性嘗試。在改燒過程中，鍋爐運行的主要問題表現(xiàn)在床溫偏高、床壓嚴(yán)重偏低、NOX排放難以控制、鍋爐磨損增加等方面，嚴(yán)重影響了鍋爐的安全運行。針對存在的問題，我廠在運行操作上作出相關(guān)調(diào)整，取得較好的改善效果，為國產(chǎn)300MW CFB鍋爐純燒國內(nèi)煙煤的安全運行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放控制提供參考和積累經(jīng)驗。

2 純燒國內(nèi)煙煤存在的問題

通過表1對比可知，我廠#5、#6循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計煤種參數(shù)和國內(nèi)煙煤主要參數(shù)存在很大區(qū)別。

純燒國內(nèi)煙煤時燃煤的發(fā)熱量由設(shè)計值3660 kcal/kg升至5364 kcal/kg，升幅高達(dá)47%；而燃煤灰分相應(yīng)降低，只有設(shè)計煤種的40%左右。這兩方面區(qū)別對循環(huán)流化床鍋爐的正常運行有著較大影響。通過運行觀察，純燒國內(nèi)煙煤后鍋爐的主要問題表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 床溫長期偏高，床壓嚴(yán)重偏低

因燃煤發(fā)熱量高，在相同負(fù)荷下，燃燒國內(nèi)煙煤時鍋爐平均床溫為940℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計平均床溫890℃。滿負(fù)荷或者較大負(fù)荷變動情況下，平均床溫和單點床溫都非常容易出現(xiàn)超過異?？己酥档默F(xiàn)象。而床壓偏低又進(jìn)一步導(dǎo)致床溫升高，為了控制床溫不得不加大一次風(fēng)量，卻繼續(xù)降低了床壓，從而進(jìn)入一個惡性循環(huán)之中。

2.2 鍋爐NOX排放難以控制

因鍋爐燃燒溫度的升高，NOX的生產(chǎn)量成指數(shù)倍增加，同時為了控制床溫，鍋爐通風(fēng)量也不得不進(jìn)行相應(yīng)的增加，致使NOX的排放更加難以控制。運行中煙囪NOX的濃度長期保持在100mg/Nm3以上，在加減負(fù)荷幅度較大的情況下，更是存在超過200 mg/Nm3考核值的風(fēng)險。

2.3 鍋爐磨損增加

鍋爐運行風(fēng)量的增加，特別是一次風(fēng)量的增加，大大增加了旋風(fēng)分離器的工作負(fù)擔(dān)和磨損，導(dǎo)致現(xiàn)場分離器超溫嚴(yán)重，出現(xiàn)回料閥處燒紅穿孔現(xiàn)象，給鍋爐運行帶來很大不安全因素。同時，風(fēng)量的增加也令爐膛風(fēng)帽的磨損加快，使得穿孔、脫落現(xiàn)象出現(xiàn)，一次風(fēng)室漏渣量增加。

2.4 鍋爐運行中超壓情況嚴(yán)重

在鍋爐加至滿負(fù)荷運行時，因燃煤發(fā)熱量高，燃燒時間滯后，出現(xiàn)壓力過高，導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷超限，最高超至322MW的情況，并且也出現(xiàn)過鍋爐安全門動作的極不安全事件。

3 改善措施

針對以上存在的問題，根據(jù)實際的運行情況，采取以下四個方面的調(diào)整控制方式，能較好的改善原有工況。

3.1 及時調(diào)整機(jī)組協(xié)調(diào)控制自動參數(shù)

通過對國內(nèi)煙煤主要參數(shù)的分析以及實際運行情況的總結(jié)分析，在不影響機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)率的情況下，將協(xié)調(diào)控制自動參數(shù)中影響鍋爐給煤量響應(yīng)的比例參數(shù)由原來的1.0降低至0.8。這樣在機(jī)組負(fù)荷變動時，鍋爐給煤量的變化幅度大幅度降低，使工況變化減慢，能及時作出調(diào)整；另一方面降低了鍋爐運行的壓力，從而降低鍋爐超壓、超負(fù)荷的風(fēng)險。

3.2 降低鍋爐入爐煤細(xì)度

調(diào)小燃煤細(xì)度可以降低燃煤在密相區(qū)的停留時間和在稀相區(qū)的燃盡時間，從而降低返料中可燃物含量，有利于鍋爐床溫的降低，同時鍋爐NOX的生成濃度也有了較大幅度的下降。

3.3 提高脫硝系統(tǒng)的運行壓力

為了更好的控制煙囪NOX的濃度，在脫硝系統(tǒng)運行安全性的基礎(chǔ)上，我們增大了尿素供漿泵的出力，由1.5Mpa提升至1.8Mpa，尿素流量相應(yīng)提高25%左右。這樣在異常情況下，對NOX的排放控制就有了更大的裕量。

3.4 增加鍋爐燃煤爐渣的摻燒量

為了更好的控制床壓及床溫，在考慮經(jīng)濟(jì)性和可操作性的前提下，我們將爐渣的摻燒量由每班20T提升至30T，通過運行觀察，這樣的摻燒比例能較好的保證鍋爐床壓的穩(wěn)定。

4 結(jié)語

通過采取上述的五個調(diào)整控制方式，可以改善我廠#5、#6號循環(huán)流化床鍋爐純燒國內(nèi)燃煤存在的問題，使得實際工況趨向設(shè)計工況，保證鍋爐的安全運行。同時也使得我廠#5、#6號循環(huán)流化床鍋爐在國內(nèi)外煤炭市場環(huán)境的影響下，及時調(diào)整燃燒運行方式，從容應(yīng)對；也為國產(chǎn)300MW CFB鍋爐純燒國內(nèi)煙煤的安全運行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放控制提供參考和積累經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳卓偉，孫超凡，洪喜彬等.300MW循環(huán)流化床鍋爐改燒低灰分褐煤試驗研究[J].廣東電力第29卷第1期，2016.

[2]云浮發(fā)電廠300MW循環(huán)流化床鍋爐運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].云浮.廣東云浮發(fā)電廠，2014.