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新闻资讯 |
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循环流化床锅炉矸石掺烧量运行分析(二) |
作 者: 成远实业5月6日 |
五、降低发电成本手段及措施
1、优化煤粒粒径级配措施
循环流化床锅炉的床料内循环以及循环方式增加了灰粒（煤粒）在炉内停留时间，有利于煤粒燃尽，参与内循环的床料直径约为0.3~1mm，而参与外循环的床料直径约在0.09~0.3mm，它们均能在炉内停留足够时间而燃尽。在上述范围以外的粗粒子，只能在密相区翻腾，时间过长（10~30mm），它会石墨化，反应活性下降而“失活”：而d<0.09mm的细粒子大部分以飞灰形式一次经过分离器而离开锅炉，由于停留时间短，飞灰含碳量也会高。因此，必须根据该煤质的成灰特性，调整入炉煤的颗粒级配，尽量减少粒径偏大或偏小的床料，其中，控制入炉煤中d<0.02mm粒子的份额对降低飞灰含碳量尤为重要。
输煤专业加大对细碎机的设备管理，提高细碎机效率，增加煤粒取样化验次数，对煤的粒度提出了更高的要求：
（1）入炉煤粒度为0-7mm
（2）中位粒径d50=2.5~3.5mm（d=2.5~305mm）代表的意义是煤的粒度以2.5~3.5mm为分界各占50%；
（3）煤的粒度小于200um的不大于25%。
通过这些措施合理调整且优化了煤的粒度级配，减少煤粒中过大过小的成份，使煤在炉内的燃尽程度有了较大提高，有效降低了飞灰可燃物和底渣含碳量，大大提高了循环流化床锅炉的燃烧经济性。
2、降低风机电耗
九大风机由液力耦合器控制改造为变频控制风机电耗大幅降低，
厂用电率整体降低1.5%。
3、降低飞灰可燃物
飞灰可燃物是循环流化床锅炉主要性能指标之一，降低飞灰可
燃物的措施有以下几点：
（1）采用“三低两高”的优化燃烧措施即：低流化风量、低
床压、低氧量、高炉膛压力、高蒸汽参数，提高锅炉燃烧效率的同时也降低了飞灰可燃物。
（2）提高炉膛温度：循环流化床锅炉的飞灰中，粒径d=40~50um
的灰粒含碳量最高，d>70um灰粒的飞灰含碳量则比较低。d=40~50um的灰粒多为分离器分离不下来而一次通过分离器的灰粒，与煤粉炉中的灰粒直径为一个数量级，其含碳量与炉膛温度有很大关系，在确保SO2及NOx排放指标合理的前提下，适当提高床温是降低飞灰含碳量的有效措施，将控制床温由840℃提高到890℃。
（3）解决循环流化床锅炉炉膛中心缺氧问题：循环流化床锅炉
的燃烧是分级燃烧，密相区氧量的供给主要是靠一次风，一次风不能满足燃烧用风量，因此在密相区处于还原性气氛中；在稀相区，二次风的补充使其处于氧化性气氛，但稀相区的气固两相流在横向的混合比较差，因此周围的氧气很难扩散到欠氧区以帮助燃烧，造成欠氧区在狭长通道内向上延伸，不利于不完全燃烧产物的燃尽，炉内缺氧区高。为使缺氧区顶部下降，前述四项有效的燃烧措施的采用均可改善炉内扰动条件，使炉内热传、传质过程得到强化，大大改善炉内缺氧区的分布，提高了锅炉燃烧热效率，延长了物料在炉内的停留时间，并改善物料燃烧环境，使物料在密相区得以较充分的燃烧，提高了密相区燃烧份额，稀相区的不完全燃烧成份降低，飞灰可燃物得到明显的降低。
4、煤质的控制：
煤粒：煤粒度过大，煤粒表面易石墨化，造成煤粒不能破碎与燃
尽，大量大颗粒床料积攒，床料粒度增大，为保证床料的流化必增加一次风量，造成燃烧上移;煤粒度过小，大量细颗粒来不及燃烧就被流化风吹起，在稀相区燃烧造成稀相区燃烧份额增加。因此煤粒度即不能过大也不能过小。
挥发份：煤中挥发份的含量直接影响挥发份在燃烧室中不同区域
的燃烧放热量，由于挥发份的热值较高，因而对燃烧份额分布的影响较大。对于高挥发份的易燃煤种来说，其在炉膛上部释放的热量较多，炉膛上部的燃烧份额比较大，需要较高比列的二次风来补充燃料燃尽所需的氧量。在实际运行表现：锅炉下层床温偏低，运行调整中适当降低一次风量来提高床温，提高二次风率以保证燃烧稳定；对于低挥发份的燃烧煤种来说，其热量较多地释放在炉膛下部，炉膛下部的燃烧份额比较大，因此需要较高比例的一次风率来提供一定的氧气并将释放出来的热量带到炉膛上部。在实际运行表现：锅炉下层床温偏高，运行调整中适当提高一次风率来降低床温，降低二次风率以保证燃烧稳定。
我电厂因煤质变化较大，不同煤质的燃烧特性差别大，煤的粒度及煤中挥发份、灰份含量对炉内燃烧工况影响很大，因此在运行中及时了解煤质变化情况，并根据不同煤质及时调整运行方式，保持炉内最佳燃烧工况也是降低飞灰含碳量的有效措施
（见表5）。
序号 项目 单位 采取措施前 采取措施后
1 床温 ℃ 840 890
2 一次风量 Nh3/h 245000（110MW） 16500（110MW）
3 二次风量 Nh3/h 108700（110MW） 185000（110MW）
4 过量空气系数 1.4 1.2
5 粒径级配 mm ≥7的份额有时占18% D50=2.5-3.5
6 氧量 % 4-6 2.8-3.2
7 床压 Pa 10-11 8-9
8 炉膛压力 Pa 0-100 +100-+200
9 飞灰含碳量 % 4-6 3-4
10 底渣含碳量 % 1-2 0.5-1.5
5、降低循环流化床锅炉点火耗油量
在锅炉冷态启动过程中，我们采用底部加热的办法缩短整个启动
的时间，并在启动过程中启动一台高流风机，暂时补启动二次风机，在达到投煤温度前在启动二次风机的办法，在严格按照升温升压曲线的同时，减少冷灰进入密相区造成床温升温缓慢，并适当控制油压的办法，这样冷态启动使用的燃油大幅下降。下面是具体举措：
（1）、点火前的准备：点火前炉内加入的初始床料粒度由试用
初的0~7mm将为0~3mm，厚度由试运初的750mm将为600mm,点火初期采用较细的床可增强炉内床料加热的均匀性和燃油热量的热利用率，较少的床料可减少加热床料所必需的热量。
（2）保证点火期间油枪的可靠性：点火过程中每只油枪均能可
靠投用且燃烧雾化良好，保证炉内热源的均匀性。
（3）合理投用床上油枪：因炉膛前墙布置二级过热器和高温再
热器，为尽快提升气温大汽机冲转条件，投用床上油枪时先投用两只靠近前墙的油枪，可缩短油枪投用时间，同时尽可能的投用两只床上油枪完成点火启动过程，减少其他两只床上油枪的点火风量，减少床上油枪的用油量。
（4）投煤操作：床温达投煤条件后，及早投用给煤机且严格
规程要求脉动给煤，保证床温稳步上升，避免出现床温大幅波动。
（5）降低流化风量和投煤温度：最低流化风量由试运初的
129520Nm3/h将为90000Nm3/h投煤温度由试运初的560℃将为520℃，
（6）加强运行调整，减少点火期间不必要的风量，二次风保持
最低风量运行，以减少风量带走的热量损失。
（7）及早停油：每次点火总结经验，在保证床温稳步上升的前
提下，及时停止油枪运行，缩短油枪投用时间，停油时的下部床温由试运初的800℃将为760℃.
通过以上措施和多次点火的经验总结，点火耗油量有了明显降低，从试运初期的30t/次降到了18t/次，有效降低了点火耗油量，其对比见表6
表6 点火耗油量对比表
序号 项目 单位 采取措施前 采取措施后
1 初始床料厚度 mm 750 600
2 初始床料粒度 mm 0-7 0-3
3 流化风量 Nm3/h 129520 100000
4 投煤时床温 ℃ 560 520
5 停用油枪时床温 ℃ 800 750
6 点火耗油量 T/次 20 17
6、床温降低和甩负荷后操作：运行中出现床温大幅降低时，摒弃
原来直径投入油枪的方法，采取加大一次风量增加床层厚度，置换床料的办法提升床温。并根据煤种不稳定且颗粒度偏大有时还带有部分石头的具体情况，采取前夜班在大负荷段置换床料，其他时间段降低一次风量的措施，有效的 保证了床温的稳定。因其他原因引起的机组跳闸甩负荷后。原来通常保持床温的方法是投入床下或床上油枪，现在通过长期对锅炉运行人员的技术培训，遇到以上故障时，首先将给煤量减少至20t，一次风量降低至140000Nm3/h,二次风量降低至刚好满足给煤机密封的要求，尽量延缓床温的下降速度，待故障消除后迅速增加给煤量和一次风量，并在负荷稳定后加大一次风量至240000Nm3/h达到床料再流化的目的，防止出现流化不良导致结焦的危险。
7、通过燃油竞赛：各值员工节油的积极性有了很大提高。在机组
启动等环节中专工把关、锅炉员工认真调整，适时的更换雾化和控制油门开度，极大的降低了点火用油量。
通过以上举措使我厂全年燃油用量明显减少。我厂燃油总用量为174.28吨，较全年燃油使用计划455吨节省了280.72吨。按照8300元/吨计算，全年节省燃油开支280.72×8300=232.9976万元。
结束语：
针对循环流化床锅炉炉内燃烧这一个非常复杂的过程，通过对燃烧的理论研究和大量运行经验总结，针对每一个问题、每一环节，电厂上下齐努力，主要从设备改造和运行调整两方面积极探索解决方法，使我们较准确地把握了炉内燃烧工况，较精确地对燃烧进行了调整，即提高了运行水平，又保证了循环流化床锅炉的安全、稳定、经济运行。 |
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