300MW循环流化床锅炉优化运行探讨.pdf

第 9期 2 0 1 4年 9月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG NO ． 5 S e p ， 2 01 4 文章编 号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 4 0 5 0 0 2 8 0 3 3 0 0 M W 循环流化床锅炉 优化 运行探讨 万志贤 云南大唐国际红河发电有限责任公司， 云南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 循环流化床锅炉作为一种环保节能新型发电设备， 因其煤种适应范围广、 经济得到快速的发展 ， 其数 量和容量不 断增加 ， 但是循环流化床锅炉 6 0 ％ 一 7 0 ％的锅 炉 出力 不足 、 排烟损 失大 ， 厂用 电率高 。本 文对循 环流化床锅炉启动 、 运行调整、 各辅机设备改造优化运行方面进行分析， 来提高循环流化床锅炉效率。 关键词 循环流化床锅炉； 锅炉启动； 燃烧优化调整； 辅机改造 中图分类 号 T K 2 2 文献标 识码 A Di s c us s i o n o n Opt i m a l Op e r a t i o n o f 3 0 0 M W CFB Bo i l e r n Zh i x i a n Y u n n a n D a T a n g I n t e r n a t i o n a l Ho n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0， C h i n a Abs t r a c t CF B b o i l e r i s a ki nd o f e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n a n d e n e r g y s a v i ng o f n e w p o we r g e n e r a t i o n e q u i p me n t ， g r e a t p r o g r e s s h a s b e e n ma d e i n t h e C F B b o i l e r b e c a u s e o f t h e e c o n o mi c a l f r i e n d l y f e a t u r e s o f i t s c o a l t y p e ． Th e nu mb e r a n d c a pa c i t y i n c r e a s i n g， b u t t t h e b o i l e r o f c i r c u l a t i n g flu i d i z e d b e d b o i l e r s 6 0％ 7 0％o f t h e i n s u ffic i e nt o u t pu t a n d e x h a us t l o s s a n d t h e Fa c t o r y e l e c t r i c i t y r a t e i s hi g h． Th i s a r t i c l e i s a i me d t o i mp r o v e t h e e ffi c i e n c y o f t h e CFB bo i l e r u ni t s b y t he a n a l y s i s o f s e v e r a l m e t h o d s c o n s i s t i n g o f e q u i p m e n t t r a n s f o r m a t i o n a n d a d j u s t m e n t o f o p e r a t i o n w a y s ． Ke y w o r d s C F B b o i l e r ； b o i l e r s t a r t u p ； c o m b u s t i o n o p t i m i z a t i o n a d j u s t me n t ； a u x i l i a r y t r a n s f o r ma t i o n 1 概述 循环流化床锅炉与其他类型锅炉最主要区别 特征是其处于流化状态下的燃烧过程 ， 具有煤种 适应性广 、 燃烧效率高以及炉内脱硫脱氮等特点 ， 是洁净 、 高效 的燃煤技术。由于循环流 化床锅炉 在启动和停运时， 都会浪费很大能量 ， 所以减少启 动次数和优化启动过程缩短启动时间， 能有效降 低厂用 电率 。在锅炉正常运行过程 中， 通 过优化 调整提高锅炉效率 ， 也能 有效的降低发 电成本 。 锅炉辅机安全稳定运行 ， 才能保证整个机组安全、 经济运行 ， 所以对辅机的节能改造相当重要 。 2 3 0 0 MW 循 环 流 化 床 锅 炉 启 动优 化 锅炉点火启 动过程 的顺 利进行 ， 有利 于机组 收稿 日期 2 0 1 4 0 41 5 作者简 介 万志贤 1 9 8 5一 ， 男， 云南弥勒， 工学学士， 助理工程师 ， 高级工， 现从事 3 0 0 MW 循环流化床机组 集控运行工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 万志 贤 3 0 0 MW 循环流化床锅 炉优化运 行探讨 2 9 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 9 0 k N m ／ h左 右， 观察锅炉床压 的情况 ， 一般要求床压在 1 0～1 1 k P a 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 1 0 0 o C， 点 火 1小时后 ， 根据炉膛的温升情况 ， 可再投人其它 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 9 0 0℃。锅炉 中部 平均床温达到 3 5 0℃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 4 0～ 5 0 t ， 同时降低 风燃器油枪 的出力。待床 温升至 6 5 0 7 0 0℃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 。 3 3 O 0 MW 循 环 流 化 床 燃 烧 优 化 调 敷 J 锅炉经济性差的原 因主要有两个 锅炉热效 率低和锅炉 自用电耗大。提高锅炉热效率主要通 过燃烧优化调整， 优化燃烧工况 ， 提高燃烧效率 ， 降低排烟损失 。 1 燃烧总风 量 的调整。实验表 明锅 炉 出 口 氧量 从 0 ． 8增 加 至 3 ． 2时， 烟 气 含 碳 量 下 降 5 ． 6 ％， 而继续加大送风量时 ， 烟气含碳量下降程 度不是很大。所 以适当提高风量 ， 加 大燃烧 区域 含氧量 ， 有助于提高燃烧效率 ， 另外适 当提高上 、 下二次风量比例 ， 有助于炉 内颗粒的燃尽 ， 减少对 水冷壁的磨损 。锅炉氧量根据不同的负荷来进行 控制。 在锅炉氧量调整中， 要根据人炉煤含硫量 的 变化 ， 提前控制石灰石掺配 比例 ， 最好不要提高靠 增加风量来调整二氧化氯含量。 2 一次风量和一次 风压 的控制 。锅炉一 次 风主要作用是流化床料 、 调整床压和床温和提供 部分燃烧所需要的氧量。为节约厂用 电， 降低风 机电耗 ， 保证锅炉稳定燃烧前提下 ， 一次风量控制 在 2 5 0 k N m ／ h ， 一次风压则可根据水冷风室压力 来调整 ， 一般 比水冷风室压力 高 4 、 5 k P a ， 适 当降 低水冷风室压力来达到降低一次风压的目的。运 行过程中如发现床压不稳 、 流化不畅可适 当提高 风压和风量调整 ， 待燃烧稳定后在降至之前风压 和风 量 。 3 床温和床压 的控制。提高床温 可以有效 的降低飞灰含碳量 ， 床层温度过高， 且持续时间过 长 ， 会造成床层结焦而无法运行 。调节床温 的主 要手段有调节给煤量、 调节 回料锥 阀的开度和调 节一次风量 ； 也可 以通过改变石灰石供给量和排 渣量来调节床温 。为保证燃烧稳定 、 经济性和脱 硫效果 ， 锅 炉床温保持 在 8 3 0℃ 一8 5 0℃左 右。 维持合适的床压 ， 以保证炉 内燃烧稳定。锅炉满 负荷时床压控制在 78 k P a ， 低 负荷时床压控制 在 5 6 k P a ， 适 当提 高床压 ， 可以使煤燃烧更 充 分 ， 有利于降低灰 中含碳量 ， 提高燃烧效率 ， 但床 压 的控制要考虑床层流化 、 风机电耗等。 4 3 O O MW 循 环 流 化 床 锅 炉 辅机 设 备 的节能改造， 提高设备可靠性 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 ， 我公司对两 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 ， 在风机人 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 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 锅炉制造 第 2 4 7期 尘人 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 ， 分别取 自7 低加 出口和 6 低加出口， 7 低加出口水温在 8 4℃左右 ， 6 f J J H 出口水温 1 0 5℃左右 ， 两路取 水均电动调整门调节流量， 控制水温 8 5℃ ， 给水 被加热后和 5 低加出水汇合后进人 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 1 6 7 o C可 降到 l l 5 C lC左右 ， 降低达 5 0多度 ， 节能效果非常 明显 。 5 结束语 我 国大型化 的循环流化床 锅炉技术 日趋成 熟 ， 3 0 0 MW循环流化床锅炉机组大量投运 ， 节能 、 环保是一个企业生存 的根本 ， 对于循环流化床锅 炉优化运行方面， 还有很 多工作可以做。只有提 高设备 可靠性 ， 加强设备 管理， 确保锅 炉优 化运 行 ， 才能提高经济效益。 参 考文献 [ 1 ] 樊泉桂 ， 闫维平． 锅炉原理 ． 中闫电力 版社． [ 2 ] 杨建球 ， 曾挺华． 大型循环流化床锅炉运 行优化 及 改进 ． 中国电力 出版社 ． [ 3 ] 吕俊复 ， 岳光溪 ， 张建胜 ， 等． 循环 流化床锅 炉运行 与检修 ． 中国水利水电出版社． [ 上接第 9页] 立了基于上述神经网络 的单参数简化分析方法 ， 其反映的规律与理论分析结果完全一致 。表 明本 文提 出的 B P神经 网络模型及相关方法 ， 用 于超 临界对冲火焰锅炉燃烧 的研究和预测是可行 、 可 靠 的， 具有重要推广价值 。 本文对各飞灰含碳量影响因素进行了预测分 析 ， 获得了各影响因素对飞灰含碳量的影响规律 ， 尤其是论证了对冲火焰锅炉对二次风进行 “ 倒 宝 塔” 式调节 ， 有利于锅炉的稳定燃烧 ， 降低飞灰含 碳量。在对各因素的影响规律进行理论分析的基 础上提出了改善锅炉燃烧 的控制措施 ， 对 电厂的 实际运行具有非常重要的指导意义。 本文所使用输入变量为对飞灰含碳量影响较 大的运行参数 ， 在 电厂实际运行 中容易获得且调 节控制方面 ， 因此 ， 搜集数据应用此网络进行飞灰 含碳量预测分析 ， 具有重要的工程实用价值 。 参考文献 [ 1 ] 温文杰 ， 马 晓茜 ， 刘翱． 锅 炉混煤 掺烧 的飞 灰含 碳量预测与运行优化[ J ] ． 热力发电， 2 0 1 0， 3 9 3 3 03 5． [ 2 ] 杨萌 ． 降低 2 2 0 t ／ h燃煤锅 炉飞灰含碳量 的研究 [ D] [ 华 中科 技大 学硕士 学位 论文 ] ． 武汉 华 中 科技 大学 ， 2 0 0 8 ． [ 3 ] 程启 明 ， 程尹曼 ， 汗明媚 ， 等． 火电厂锅炉 飞灰含碳 量测 量技 术 发展 与 现状 [ J ] ． 锅 炉技 术 ， 2 0 1 1 ， 4 2 1 14． 刘斌 杰 ， 李欣 ， 赵晓光 ， 等． 对 冲旋流燃 烧锅炉 降 低飞灰含碳量的试验[ J ] ． 节能， 2 0 1 2 ， 7 7 1 7 5 ． 周建新 ， 王雷 ， 徐志皋 ， 等． 大 型电站锅 炉飞灰 碳量优化模型研究[ J ] ． 锅炉技术， 2 0 0 8 ， 3 9 3 2 1 2 4． 吴锋， 周吴 ， 郑立刚， 等． 基于非支配排序遗传 算法的锅炉燃 烧多 目标优化 [ J ] 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