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摘要：大型循环流化床锅炉因其环保、节能、稳定性好等优越性，在近年来得到快速发展，由于起步较晚，系统结构设计布局不尽完善。本文就某厂2×300MWSG-1025/17.4-M801型、亚临界、循环流化床锅炉两侧排烟含氧量偏差及床压不稳的情况进行简要分析和探讨。 Abstract：The large-scale circulating fluidized bed boiler is speedily developed in recent years due to its superiority of the environmental protection ,energy- saving and good stability. Design and layout of CFBB system and structure is not perfect for beginning of CFBB is relatively late. The optimized reclaimation of precritical CFBB whose type is 2X300MW SG-1025/17.4-M801 is briefly introduced and approached. 一、系统简介 （一）汽水系统 汽包下部引出10根集中下降管，其中4根（1、4、7、9号）水冷屏集中下降管，向下引至水冷屏处，再通过三通变为8根分散下水管分别引向炉膛前、后水冷屏入口集箱，经水冷屏后汇集至水冷屏上集箱，通过16根汽水引出管进入汽包；其余6根集中下降管与水冷壁下部环形集箱相连接，经水冷壁后汇集至水冷壁前、后及中间集箱，通过30根汽水引出管进入汽包。 包墙过热器、高温过器布置在尾部竖井烟道内，中过Ⅰ、中过Ⅱ布置在炉膛两侧靠后墙的2、3号外置床内，低温过器布置在炉膛两侧靠前墙的1、4号外置床低温室。汽包→低过→中过Ⅰ→中过Ⅱ→高过→汽机房，中过Ⅰ、中过Ⅱ、高过入口各设一级喷水减温，用来控制调节主汽温度，减温水来自给水泵出口高加前。 再热器分两级布置，低温再热器布置于尾部竖井烟道内高温过热器后，高温再热器布置于炉膛两侧靠前墙的1、4号外置床高温室，再热汽温的控制调节，由1、4号外置床进灰量锥型阀控制。低温再热器入口设置一级事故喷水减温器，减温水来自给水泵中间抽头。 （二）风烟系统 锅炉为双裤叉腿，单炉膛，循环流化床锅炉。两台一次风机供锅炉主床流化风、两台二次风机分级送入炉膛实现分级燃烧、五台高压流化风机提供四个回料装置及外置床的流化用风。循环床料由炉膛出口的旋风分离器分离后落到回料装置，回料装置的床料分成两部分，一部分直接进入炉膛，另一部分通过锥形阀进入外置床，通过调整外置床锥形阀的开度对床温和再热汽温进行调整（其中，炉膛两侧靠前墙的1、4号外置床调节再热蒸汽温度，炉膛两侧靠后墙的2、3号外置床调节床温），外置床的返料及回料阀处返料进入炉内进行再燃烧，小部分很细的颗粒被烟气带出旋风分离器，经竖井烟道、四分仓回转式空气预热器后进入静电除尘器而被捕捉下来，烟气经两台引风机引入两台炉共用的210米单管烟囱排入大气。 二、问题分析 （一）问题的提出 1、左侧一次风温度比右侧分别偏低3--5℃（如附图150MW和300MW时的工况图）。 2、左侧二次风温度比右侧分别偏低24℃左右（如附图150MW和300MW时的工况图）。 3、低温再热器出口的再热蒸汽温度偏差达13℃左右（如附图150MW和300MW时的工况图）。 4、左右侧过热蒸汽温度减温喷水量偏差大（300MW时的工况图），左侧经常关完，甚至造成高过入口联箱两端温度偏差。 5、左右侧一次风量分别为170/120（单位为Nkm3/h）（如附图150MW和300MW时的工况图）。 6、空预器前后左/右侧烟气含氧量2.1%/1.4%、5.47%/4.08%，为保证右侧炉膛的燃烧氧气量，经常将两侧给煤量偏差达20%左右（如附图300MW时的工况图）。 7、床压波动大，时有翻床事故发生。 8、右侧床温长期偏高，特别是4号外置床对应的前墙。 9、一次风机变频器调节改造后，变频调节C方式（全开热一次风挡板和一次风机入口挡板，由变频调节一次风机转速来控制两侧床压的稳定）投入后节能效果显著，两台一次风机电流可由B方式时170A左右降到100A左右，但床压平衡差，波动大，变频调节C方式无法正常投入，只能保持B方式调节（全开一次风机入口挡板，由变频调节热一次风挡板前后压差，由热一次风挡板来控制两侧床压的稳定）。 （二）原因分析 1、由于空预器转向为顺时针方向（从上往下看），加热后的转子蓄热件先后经过右侧二次风室、一次风室、左侧二次风室，使得左侧一、二次风温度比右侧分别偏低4℃左右（问题1）、24℃左右（问题2）（如附图150MW和300MW时的工况图），入炉前未进行交叉，势必造成左侧床温的偏低（问题8）。 2、由于烟气走廊较大之故，在竖井烟道内，从前墙到后墙形成一个递增的烟气速度梯度，前墙烟气流动速度比后墙低，这样势必造成低温再热器在前后墙的吸热量偏差，势必造成布置在烟道内的低温再热器前后墙引出口的再热蒸汽温度偏差（左右侧），实际运行中偏差13--22℃（如附图150MW和300MW时的工况图）（问题3）。而温度偏低的前墙出口再热蒸汽，却送到了布置左侧外循环的1号外置床内的高温再热器；而同时温度偏高的后墙出口再热蒸汽，却送到了右侧床料外循环的4号外置床内的高温再热器；为了保证左右侧高温再热器出口汽温一致，左侧的1号外置床内高温再热器吸热量比右侧的4号外置床的多，即1号外置床排入左侧主床内的低温物料量，较4号外置床排入左侧主床内的低温物料多，势必造成左侧床温比右侧床温偏低。（问题8） 3、以上分析两项影响相叠加，势必造成左侧床温比右侧床温偏低。两侧床温偏差使得调节床温的2、3号外置床开度不一致，造成两侧减温水量偏差。（问题4） 4、温度对流化的影响非常大，通过以上分析，问题1、2、8三个现象充分表明，左侧一、二次风温及床温均偏低；这样，为了保持两侧床压平衡，即两侧床上物料量平衡时，左侧所需流化风量必然要比右侧大；虽然二次风的主要作用是助燃，但是实际运行中对床压的影响也非常大，实际运行中，曾多次通过关小左侧二次风挡板减小左侧二次风量的方法来满足右侧燃烧用氧量，都实得其反，为保持两侧床压平衡，主要还是通过一次风量来平衡床压，两侧一次风风量偏差很大（问题5），额定负荷时，一次风分别为170/120（单位为Nkm3/h）。流化风量的偏差使床压平衡和稳定调节困难，时有翻床情况发生，严重影响机组的运行安全，给床压平衡控制和经济燃烧带来了矛盾（问题6、7、9）。 三、解决方案 方案一、若空预器为逆时针（从上往下看），则左侧一、二次风温均高于右侧，即送入左侧床内的风温高于右侧，上述两大矛盾正好可以相抵消，也符合设计思路。但空预器的转向改变可能对其运行安全有不利影响。应进行充分试验检查。 方案二、若将两侧二次风交叉送入两侧主床，也可以减小两侧床温偏差。 方案三、改变低、高再热器连接方式，将温度高的低再后墙引出管接至入炉风温偏低的左侧1号外置床内高温再热器，而温度偏低的后墙引出管则接至入炉风温较高的右侧4号外置床内高温再热器，同样可以平衡两侧主床温度偏差。该方案可能改变再热蒸汽系统的流动阻力分布，造成流量偏差，应进行充分计算校核。 方案四、将炉膛由裤叉腿分为双炉膛，这样既能保证各炉膛的燃烧，避免了翻床问题，还增加了炉内25%的受热面，减小了炉内的温度梯度，降低炉膛出口烟温，提高了分离器及烟道的安全性；还有，裤叉腿内侧水冷壁管直接上行，避免了多次转向的复杂结构，简化了制造和施工困难；提高了水冷壁管的运行安全性。虽然投资有所增加，但从增加的受热面和后期的运行安全稳定性来看，还是值得的，建议设计时，考虑双炉膛，甚至多炉膛结构。 综合上述各方面情况，利用大修时机，进行4项小技改，成就大金典：1、内侧二次风交叉，减小左右两侧床温差；2、4号外置床内高温再热器受热面管截除部分（7号炉截除两圈，8号炉截除一圈），以增加4号外置床物料量，降低右侧前墙床温；以上两项可提高床温的均匀性，对流化、燃烧、脱硫及床压控制有积极意义。3、将原调节床温的2、3号外置床锥阀控制程序更改为调节过汽温，减少并完全不用减温水，提高机组供电效率。4、建议在2、3号和1、4号外置床之间，设置一个布置有水冷壁的外置床专门调节床温，由1、4号或2、3号回料阀处各设置一锥阀控制物料量，冷却的物料可由原中部播煤风口回至炉膛，也可仍回至1、4号或2、3号外置床低温室后，一并回炉膛。这样，2、3号外置床则专门用来调节过热汽温，就可完全不用减温水，减温水只作事故喷水用，大大提高机组效率。 四、效果预分析 1、成本：对有检修和维修人员的电厂而言，成本增加量为零。 2、按300MW机组排烟含氧量偏离1%，供电煤耗增加0.77g/KWh计，可降低供电煤耗增加1.54g/KWh，脱硫效率也会相应提高。 3、两侧床压的调整平稳了，安全性大大提高，为一次风机变频C方式（全开热一次风挡板和一次风机入口挡板，由变频调节一次风机转速来控制两侧床压的稳定）节能运行奠定了基础，两台一次风机电流可由B方式时170A降到100A左右，节约有功近700KW，按年运行5000h计，一台机组年节约电量约700万KWh。红河州三个电厂（大唐红河、国电开远、华电巡检司）共六台机组年节约电量4000万KWh以上。 4、现额定负荷时减温水量65至130t/h平均降低65t/h。按相关热力试验方法计，每增减1t减温水，机组热耗增减0.034%，可减少热耗2.21%，按我厂机组热耗7970.5KJ/Kwh，年发电量35亿Kwh计，可节能近6000亿KJ，合标煤2万t以上；按每增减1t减温水，机组煤耗减增0.15g/Kwh计，机组煤耗降低9.75g/Kwh，年节约标煤3万t以上，大大减少二氧化硫、烟尘、废水排放，同时设备磨损大大减轻，检修维护成本和故障率大大降低。床温分布均匀，将大大提高燃烧的安全水平和燃烧脱硫效率；而且床温和过热汽温均可实现自动控制，提高了设备自动化水平。为循环流化床锅炉的大型化和普及提供精典实例。为上马600MW循环流化床锅炉机组增加一分砝码。 参考文献 李英、循环流化床锅炉系统及运行、昆明理工学院、2005年7月； 吴志敏、电厂锅炉、中国电力出版社、1999年5月； 徐建良、工程热力学、化学工业出版社、2002年1月； 作者简介 罗明正，1973年11月生，国电开远发电有限责任公司，集控主值，2008年锅炉运行技师，1994年来一直烧锅炉，热动专科，电气自动化本科。 |
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