內(nèi)容摘要：關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐  鍋爐輔助系統(tǒng)

1  概述

    循環(huán)流化床鍋爐及其輔助系統(tǒng)是整個鍋爐系統(tǒng)有機聯(lián)系不可分割的組成部分，循環(huán)流床鍋爐需要配備與之相適應(yīng)的輔助系統(tǒng)，否則難以達到預(yù)期目的。福建省石獅熱電廠兩臺東方鍋爐廠生產(chǎn)的燃用福建無煙煤的循環(huán)流化床鍋爐于1998年底安裝完畢并一次點火成功，至今已連續(xù)、安全、穩(wěn)定、和高效地運行了半年左右，其中，除了鍋爐廠家(采納了我省有關(guān)專家的建議)對鍋爐本體的成功設(shè)計，我院作為該工程的設(shè)計單位，對鍋爐的輔助系統(tǒng)的成功選型也為該鍋爐的成功奠定基礎(chǔ)。在此，本人結(jié)合燃用福建無煙煤的特殊要求，對石獅熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐輔助系統(tǒng)做一簡析。

    2  送風(fēng)系統(tǒng)

    循環(huán)流化床鍋爐的送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)自身燃燒特點，為燃燒提供足夠的空氣量，并結(jié)合鍋爐結(jié)構(gòu)以特定的方式送給所需要參數(shù)的空氣，以保證燃燒和換熱正常進行。對于石獅熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐，由于容量較小，且采用低倍率循環(huán)，爐膛燃燒份額較小，燃燒所需的一次風(fēng)、二次風(fēng)、播煤風(fēng)三種型式的風(fēng)均由一次風(fēng)機供給。預(yù)熱后的一次風(fēng)經(jīng)三路風(fēng)管從底部進入風(fēng)室，通過布風(fēng)板進入爐內(nèi)，使床面物料流化、燃燒，并將部分物料送到爐膛，其中的一路風(fēng)也作為啟動時油點火配風(fēng)，以使油點火啟動時，燃油能夠充分燃燒并產(chǎn)生高溫?zé)煔饧訜岬琢虾湾仩t本體，啟動完退出油槍后是否繼續(xù)送風(fēng)視各爐運行要求決定；另從一次風(fēng)總管接出一路作為二次風(fēng)從爐床上稀相區(qū)進入爐膛；并從給煤口進入六股播煤風(fēng)以使燃料均勻送到床面并避免因熱煙氣倒入給煤機而損壞設(shè)備。

    2．1  二次風(fēng)分級燃燒系統(tǒng)：

    通過預(yù)熱的二次風(fēng)從爐床上稀相區(qū)爐膛左側(cè)進入風(fēng)箱，然后分到前、后墻風(fēng)箱并沿爐寬均布的二次風(fēng)口進入爐膛。這種進風(fēng)方式比以往直接從兩側(cè)二次風(fēng)口送入爐內(nèi)助燃更有利于爐內(nèi)燃料的擾動，并延長了進入稀相區(qū)的細煤顆粒的停留時間，使其能更充分燃燒，同時也有利于降低NOx和飛灰排放量。

    2．2  單獨的回料風(fēng)系統(tǒng)

    該循環(huán)流化床鍋爐，采用先進的回料裝置，可避免堵灰，分離器與回料器之間設(shè)有中間儲灰倉，儲灰倉中的灰通過回料裝置送回床層循環(huán)燃燒。為使分離器所收集并存于灰斗和料腿的飛灰均勻送入爐內(nèi)，專配一臺無級變速回料風(fēng)機，送入一定壓力的空氣啟動返料閥，使物料松動。在鍋爐運行中可根據(jù)分離器出口灰溫來調(diào)整回料風(fēng)機轉(zhuǎn)速或分離器回料風(fēng)、松動風(fēng)調(diào)節(jié)門以改變回料裝置的用風(fēng)，從而改變回料量的方法來調(diào)節(jié)床溫，因此回料風(fēng)機對四料系統(tǒng)的良好運行起很大作用。

    對于回料裝置，返料太多會造成料位太低，引起返料系統(tǒng)竄風(fēng)，甚至?xí)沽蟼}無料而造成分離器失效，同時返料系統(tǒng)竄風(fēng)也易使返料系統(tǒng)再燃而結(jié)焦，料位太高又會降低分離器的分離效率，使返回爐膛的循環(huán)灰量減少而降低鍋爐的熱效率和出力。因此對返料量的控制很重要，我院熱控專業(yè)在設(shè)計中增加了回料裝置料位的監(jiān)測儀器，但實踐證明，回料系統(tǒng)循環(huán)灰量隨鍋爐負荷的變化具有自干衡特性，當(dāng)回料器的回料風(fēng)、松動風(fēng)調(diào)節(jié)好鍋爐建立起正常的灰循環(huán)后，鍋爐運行中循環(huán)灰量將隨鍋爐負荷變化而變化：鍋爐負荷增加，更多的灰粒被煙氣帶出爐膛進入分離器，分離器分離下來的灰量增加，回料腿內(nèi)的灰位上升，通過回料器的循環(huán)灰相應(yīng)增加，反之，循環(huán)灰量減少。這是該鍋爐本體設(shè)計成功處之一。

    2．3  石獅熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐的送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計總體上是成功的，但在實際運行中存在著一些問題：

    2．3．1  一次風(fēng)經(jīng)三個大直徑進風(fēng)管從底部進入水冷風(fēng)室后通過定向風(fēng)帽進入密相區(qū)，在整個流化床上形成兩個旋轉(zhuǎn)流場，但流化床的四個角落有可能形成流化死區(qū)，而且，從底部進風(fēng)需占用較多的爐底空間，否則可降低鍋爐的絕對高度以減少鍋爐本體鋼材用量或提高鍋爐爐膛的相對高度以更有利于無煙煤的燃燼。

    2．3．2  由于二次風(fēng)只有一個總調(diào)節(jié)擋板，只能控制總的燃燒風(fēng)量，沿爐寬方向的風(fēng)量分配不能進行調(diào)節(jié)，這又會造成二次風(fēng)對爐膛煙溫?zé)o法很好的控制調(diào)節(jié)，左右側(cè)回料器的工作狀態(tài)不一致。一、二次風(fēng)均由一次風(fēng)機供給也給運行帶來一些不便，當(dāng)需調(diào)節(jié)一次風(fēng)機以調(diào)節(jié)其中之一時，不利于另一種風(fēng)的穩(wěn)定運行。

    2．3．3  該爐型采用床下油點方式。雖說床下點火方式是較先進的一種點火方式，具有床料加熱均勻、升溫快、床內(nèi)不易結(jié)焦、運行人員工作量小等特點。但該鍋爐是將點火油槍安裝在一龐大的點火預(yù)燃筒內(nèi)，該預(yù)燃筒占地空間非常大，而且未設(shè)火焰監(jiān)視、熄火保護、煙溫控制等設(shè)施，點火時不易掌握啟停的時機而會出現(xiàn)預(yù)燃筒風(fēng)道超溫。

    以上這些問題可在今后工程中進一步改進及完善，如可將一次風(fēng)改為從爐側(cè)進風(fēng)，將一、二次風(fēng)機分開、改變點火預(yù)燃筒的大小等。

  2．4  風(fēng)機的選型

  鍋爐燃燒所需的總風(fēng)量按常規(guī)確定，對于循環(huán)流化床鍋爐還要考慮到流化床流化速度的要求，使運行風(fēng)速保持在適宜的水平(一般在3m／s左右)以保證細煤粒通過爐膛有較長的時間以助燃燼，因此送風(fēng)量不能過大，但又必須保證鍋爐的床料能夠流化、沸騰，對確定的布風(fēng)板面積，其送風(fēng)量的范圍實際上已確定，可見循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量的選擇和控制是很重要的，實踐證明調(diào)節(jié)一次風(fēng)對鍋爐的燃燒尤其是控制床溫非常有效。

    循環(huán)流化床鍋爐所需的風(fēng)壓比一般鍋爐高，這是因為它不僅要克服系統(tǒng)所通過各種設(shè)備(包括料層)的阻力，還要足夠的壓頭將一定濃度的物料送到爐膛上部。我院在做工程設(shè)計時除精心設(shè)計熱風(fēng)道布置方式以降低管道阻力外，還要求鍋爐廠在設(shè)計時盡量減少本體阻力，如對風(fēng)帽進行改進以降低布風(fēng)板的阻力，這些都能適當(dāng)降低鍋爐送風(fēng)機風(fēng)壓以提高機組運行經(jīng)濟性。同樣，循環(huán)流化床鍋爐由于本體裝有旋風(fēng)分離器，吸風(fēng)系統(tǒng)阻力比一般鍋爐要高，因此送、吸風(fēng)機的風(fēng)壓均要求較高，往往難以選到所需風(fēng)量和風(fēng)壓相匹配的風(fēng)機，這是目前普遍遇到的問題。

    石獅熱電廠兩臺35t／h的循環(huán)流化床鍋爐，最終選擇的是鞍山風(fēng)機廠的產(chǎn)品，所選型號的風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓與計算值相近。

    送風(fēng)機：AGX75—1No．16D型，風(fēng)量Q=49326m3／h；風(fēng)壓P=14936Pa，  內(nèi)功率296kw，配315kw的電機。

    引風(fēng)機：AYX35—lA—No．16D型，風(fēng)量Q=78450  m3／h；風(fēng)壓P=3307Pa，內(nèi)功率92．6kw，配132kw的電機。

    為保證所選用的風(fēng)機性能滿足運行需要，一般都考慮裕量系數(shù)K，通常對于循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量裕量系數(shù)KQ>I．10，風(fēng)壓裕量系數(shù)Kp>1．20；本工程中取Ko=1．15，Kp=1．25。實踐表明送風(fēng)機出力具有足夠的裕量，能夠滿足鍋爐負荷(40t／h)時的要求，在今后運行中可逐步提高床壓，在保證送風(fēng)的前提下，高床料運行方式下布風(fēng)，床溫將更均勻，鍋爐抗干擾能力也更強，運行更穩(wěn)定。同時，在今后的風(fēng)機選型中，可考慮適當(dāng)降低裕量系數(shù)，以免造成不必要的損失。

    3  煤的制備系統(tǒng)

    循環(huán)流化床鍋爐對入爐煤的粒度及顆粒度分配有其特定的嚴格要求，要求顆粒度≤8mm，而且≤4mm的顆粒必須大于70％、≤2mm的顆粒必須大于50％、≤lmm的顆粒必須大于30％，這對煤的制備系統(tǒng)提出了較高的要求。從我省無煙煤的篩分比例中得知：≤0．4mm的顆粒約占30％、≤lmm的顆粒約占50％左右、≤3mm的顆粒約占70％左右，且其全水分為12％左右，因此我省無煙煤顆粒較細，且水分較高，容易造成煤的制備系統(tǒng)的堵塞。針對這一特點，石獅熱電廠的制備系統(tǒng)采用的“一篩一破”系統(tǒng)，選用沈陽電站輔機廠生產(chǎn)的專為循環(huán)流化床鍋爐輸煤系統(tǒng)設(shè)計的能提高破碎比、防止堵塞的PCHX80x90型細碎環(huán)破碎機，在破碎機前設(shè)的篩子采用一較大出力(200t／h)的莫根森篩分機以免煤在篩子處堵塞；而且在該系統(tǒng)前還設(shè)一旁路以備系統(tǒng)檢修時給鍋爐供細煤用，以上這些措施提高了輸煤系統(tǒng)的安全系數(shù)。半年多的運行顯示煤的運行狀況良好，基本上能達到鍋爐進煤的要求。

    4  除塵系統(tǒng)

    循環(huán)流化床鍋爐的出口排煙含塵濃度比較高，石獅熱電廠的鍋爐廠家提供的鍋爐出口煙氣含塵量高達31．68s／Nm3，為使排煙達到環(huán)保對鍋爐煙塵排放量要低于150mg／Nm3的要求，除塵效率需達99．53％以上。目前國內(nèi)只有電除塵器的效率能達此要求，因此石獅熱電廠采用的是龍凈集團的單室三電場電除塵器，除塵效率高達99．6％以上，除塵后煙氣含塵量可小于150mg／Nm3，達到環(huán)保要求，在電廠現(xiàn)場只能看到煙囪飄出的縷縷白煙。與傳統(tǒng)的文丘里水膜除塵器相比，電除塵器的前期一次性投資及廠用電耗電較大，但它具有除塵效率高且系統(tǒng)阻力小(為250Pa左右，僅為文丘里水膜除塵器的20％左右)，不耗水(每臺文丘里水膜除塵器需耗水20t／h左右)的優(yōu)勢，因此對循環(huán)流化床鍋爐采用電除塵器除塵是合適可行的，也是今后環(huán)保要求的趨勢。

    5  小結(jié)：

循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用和發(fā)展需配備與之相適應(yīng)的燃燒輔助系統(tǒng)，運行經(jīng)驗表明，輔助系統(tǒng)出現(xiàn)問題是造成停爐的重要原因。除了上述的送風(fēng)系統(tǒng)、燃燒制備系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)外，還有燃燒監(jiān)測與控制系統(tǒng)、排灰渣系統(tǒng)等，均需予以足夠的重視。搞好設(shè)計工作是保證這些系統(tǒng)正常有效地工作的前提。設(shè)計時必需充分了解循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)和性能特征及對輔助系統(tǒng)的要求。設(shè)計單位要加強與鍋爐廠、各輔機制造廠之間的聯(lián)系與配合，及時協(xié)調(diào)處理出現(xiàn)的問題，總結(jié)循環(huán)流化床鍋爐燃用福建無煙煤的經(jīng)驗，提高循環(huán)流化床鍋爐的實用水平，為福建省的循環(huán)流化床鍋爐燃用福建無煙煤作出有益的貢獻。

文章作者：陳端瑩(福建省電力勘測設(shè)計院 350003)