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(gè)鍋爐系統(tǒng)有機(jī)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(dá)到預(yù)期目的。福建省石獅熱電廠兩臺(tái)東方鍋爐廠生產(chǎn)的燃用福建無(wú)煙煤的循環(huán)流化床鍋爐于1998年底安裝完畢并一次點(diǎn)火成功，至今已連續(xù)、安全、穩(wěn)定、和高效地運(yùn)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(duì)鍋爐本體的成功設(shè)計(jì)，我院作為該工程的設(shè)計(jì)單位，對(duì)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(wú)煙煤的特殊要求，對(duì)石獅熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐輔助系統(tǒng)做一簡(jiǎn)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(diǎn)，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(jìn)行。對(duì)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(jī)供給。預(yù)熱后的一次風(fēng)經(jīng)三路風(fēng)管從底部進(jìn)入風(fēng)室，通過(guò)布風(fēng)板進(jìn)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(dòng)時(shí)油點(diǎn)火配風(fēng)，以使油點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)，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(dòng)完退出油槍后是否繼續(xù)送風(fēng)視各爐運(yùn)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(jìn)入爐膛；并從給煤口進(jìn)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(jī)而損壞設(shè)備。

    2．1  二次風(fēng)分級(jí)燃燒系統(tǒng)：

    通過(guò)預(yù)熱的二次風(fēng)從爐床上稀相區(qū)爐膛左側(cè)進(jìn)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(jìn)入爐膛。這種進(jìn)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(dòng)，并延長(zhǎng)了進(jìn)入稀相區(qū)的細(xì)煤顆粒的停留時(shí)間，使其能更充分燃燒，同時(shí)也有利于降低NOx和飛灰排放量。

    2．2  單獨(dú)的回料風(fēng)系統(tǒng)

    該循環(huán)流化床鍋爐，采用先進(jìn)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(chǔ)灰倉(cāng)，儲(chǔ)灰倉(cāng)中的灰通過(guò)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(tái)無(wú)級(jí)變速回料風(fēng)機(jī)，送入一定壓力的空氣啟動(dòng)返料閥，使物料松動(dòng)。在鍋爐運(yùn)行中可根據(jù)分離器出口灰溫來(lái)調(diào)整回料風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或分離器回料風(fēng)、松動(dòng)風(fēng)調(diào)節(jié)門(mén)以改變回料裝置的用風(fēng)，從而改變回料量的方法來(lái)調(diào)節(jié)床溫，因此回料風(fēng)機(jī)對(duì)四料系統(tǒng)的良好運(yùn)行起很大作用。

    對(duì)于回料裝置，返料太多會(huì)造成料位太低，引起返料系統(tǒng)竄風(fēng)，甚至?xí)沽蟼}(cāng)無(wú)料而造成分離器失效，同時(shí)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(huì)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(duì)返料量的控制很重要，我院熱控專業(yè)在設(shè)計(jì)中增加了回料裝置料位的監(jiān)測(cè)儀器，但實(shí)踐證明，回料系統(tǒng)循環(huán)灰量隨鍋爐負(fù)荷的變化具有自干衡特性，當(dāng)回料器的回料風(fēng)、松動(dòng)風(fēng)調(diào)節(jié)好鍋爐建立起正常的灰循環(huán)后，鍋爐運(yùn)行中循環(huán)灰量將隨鍋爐負(fù)荷變化而變化：鍋爐負(fù)荷增加，更多的灰粒被煙氣帶出爐膛進(jìn)入分離器，分離器分離下來(lái)的灰量增加，回料腿內(nèi)的灰位上升，通過(guò)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(jì)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(jì)總體上是成功的，但在實(shí)際運(yùn)行中存在著一些問(wèn)題：

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

    2．3．2  由于二次風(fēng)只有一個(gè)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(jìn)行調(diào)節(jié)，這又會(huì)造成二次風(fēng)對(duì)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(jī)供給也給運(yùn)行帶來(lái)一些不便，當(dāng)需調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)其中之一時(shí)，不利于另一種風(fēng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

    2．3．3  該爐型采用床下油點(diǎn)方式。雖說(shuō)床下點(diǎn)火方式是較先進(jìn)的一種點(diǎn)火方式，具有床料加熱均勻、升溫快、床內(nèi)不易結(jié)焦、運(yùn)行人員工作量小等特點(diǎn)。但該鍋爐是將點(diǎn)火油槍安裝在一龐大的點(diǎn)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(hù)、煙溫控制等設(shè)施，點(diǎn)火時(shí)不易掌握啟停的時(shí)機(jī)而會(huì)出現(xiàn)預(yù)燃筒風(fēng)道超溫。

    以上這些問(wèn)題可在今后工程中進(jìn)一步改進(jìn)及完善，如可將一次風(fēng)改為從爐側(cè)進(jìn)風(fēng)，將一、二次風(fēng)機(jī)分開(kāi)、改變點(diǎn)火預(yù)燃筒的大小等。

  2．4  風(fēng)機(jī)的選型

  鍋爐燃燒所需的總風(fēng)量按常規(guī)確定，對(duì)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(yùn)行風(fēng)速保持在適宜的水平(一般在3m／s左右)以保證細(xì)煤粒通過(guò)爐膛有較長(zhǎng)的時(shí)間以助燃燼，因此送風(fēng)量不能過(guò)大，但又必須保證鍋爐的床料能夠流化、沸騰，對(duì)確定的布風(fēng)板面積，其送風(fēng)量的范圍實(shí)際上已確定，可見(jiàn)循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量的選擇和控制是很重要的，實(shí)踐證明調(diào)節(jié)一次風(fēng)對(duì)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?yàn)樗粌H要克服系統(tǒng)所通過(guò)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(jì)時(shí)除精心設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)盡量減少本體阻力，如對(duì)風(fēng)帽進(jìn)行改進(jìn)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(jī)風(fēng)壓以提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)，這是目前普遍遇到的問(wèn)題。

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

    送風(fēng)機(jī)：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(jī)。

    引風(fēng)機(jī)：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(jī)。

    為保證所選用的風(fēng)機(jī)性能滿足運(yùn)行需要，一般都考慮裕量系數(shù)K，通常對(duì)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(shí)踐表明送風(fēng)機(jī)出力具有足夠的裕量，能夠滿足鍋爐負(fù)荷(40t／h)時(shí)的要求，在今后運(yùn)行中可逐步提高床壓，在保證送風(fēng)的前提下，高床料運(yùn)行方式下布風(fēng)，床溫將更均勻，鍋爐抗干擾能力也更強(qiáng)，運(yùn)行更穩(wěn)定。同時(shí)，在今后的風(fēng)機(jī)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(duì)入爐煤的粒度及顆粒度分配有其特定的嚴(yán)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(duì)煤的制備系統(tǒng)提出了較高的要求。從我省無(wú)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(wú)煙煤顆粒較細(xì)，且水分較高，容易造成煤的制備系統(tǒng)的堵塞。針對(duì)這一特點(diǎn)，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(yáng)電站輔機(jī)廠生產(chǎn)的專為循環(huán)流化床鍋爐輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能提高破碎比、防止堵塞的PCHX80x90型細(xì)碎環(huán)破碎機(jī)，在破碎機(jī)前設(shè)的篩子采用一較大出力(200t／h)的莫根森篩分機(jī)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(shí)給鍋爐供細(xì)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(yùn)行顯示煤的運(yùn)行狀況良好，基本上能達(dá)到鍋爐進(jìn)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(dá)31．68s／Nm3，為使排煙達(dá)到環(huán)保對(duì)鍋爐煙塵排放量要低于150mg／Nm3的要求，除塵效率需達(dá)99．53％以上。目前國(guó)內(nèi)只有電除塵器的效率能達(dá)此要求，因此石獅熱電廠采用的是龍凈集團(tuán)的單室三電場(chǎng)電除塵器，除塵效率高達(dá)99．6％以上，除塵后煙氣含塵量可小于150mg／Nm3，達(dá)到環(huán)保要求，在電廠現(xiàn)場(chǎng)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(tái)文丘里水膜除塵器需耗水20t／h左右)的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)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(shì)。

    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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，輔助系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)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(cè)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(jì)工作是保證這些系統(tǒng)正常有效地工作的前提。設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)輔助系統(tǒng)的要求。設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)與鍋爐廠、各輔機(jī)制造廠之間的聯(lián)系與配合，及時(shí)協(xié)調(diào)處理出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)循環(huán)流化床鍋爐燃用福建無(wú)煙煤的經(jīng)驗(yàn)，提高循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)用水平，為福建省的循環(huán)流化床鍋爐燃用福建無(wú)煙煤作出有益的貢獻(xiàn)。

文章作者：陳端瑩(福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院 350003)