1  電廠概況

福建省龍巖坑口火電廠位于龍巖市新羅區(qū)雁石鎮(zhèn)，電廠廠區(qū)位于新蘆村東側(cè)、柯溪村南側(cè)的平地上。電廠南距雁石鎮(zhèn)約2.5km，龍巖市約25km。

福建省龍巖坑口火電廠工程一期建設(shè)規(guī)模為4X135MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的440t/h超高壓中間再熱循環(huán)流化床鍋爐；汽輪機(jī)為4臺135MW超高壓中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，其中1、2號機(jī)組汽機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)，3、4號機(jī)組由東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)；汽輪發(fā)電機(jī)均為山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)的135MW汽輪發(fā)電機(jī)。公用系統(tǒng)按4×135MW考慮。1、2、3、4號機(jī)組分別在2005年9月、2005年12月、2006年5月和2006年9月通過96小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行。

2  鍋爐專業(yè)設(shè)計(jì)簡介

2.1  燃料及脫硫劑

2.1.1  煤質(zhì)：福建龍巖無煙煤。

2.1.2  點(diǎn)火及助燃用油

點(diǎn)火和低負(fù)荷助燃油為0號輕柴油。

2.1.3  脫硫劑

摻燒石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，石灰石來自福建省龍巖市，采用汽車運(yùn)輸方式。

2.2  鍋爐規(guī)范

型式：超高壓中間再熱循環(huán)流化床鍋爐

臺數(shù)：4臺

主要設(shè)計(jì)參數(shù)：（括號內(nèi)為3、4號機(jī)）

                                            B-MCR       

過熱蒸汽流量          t/h                     440    

過熱蒸汽出口壓力      MPa(g)                 13.7        

過熱蒸汽出口溫度      ℃                    540   

再熱蒸汽流量          t/h                  354.54(360.67) 

再熱蒸汽進(jìn)口壓力      MPa(g)                 2.74(2.82) 

再熱蒸汽進(jìn)口溫度      ℃                  322.7 (332.3)

再熱蒸汽出口壓力      MPa (g)                 2.56 (2.64)

再熱蒸汽出口溫度      ℃                  540

給水溫度：            ℃                  249(252.4)

熱風(fēng)溫度              ℃                      220  

排煙溫度              ℃                      142   

鍋爐計(jì)算熱效率（設(shè)計(jì)煤種，低位發(fā)熱量） %     88.62

鍋爐保證熱效率（設(shè)計(jì)煤種，低位發(fā)熱量） %     88

2.3  燃燒系統(tǒng)及輔助設(shè)備選擇

a.采用新型高效潔凈燃燒的循環(huán)流化床鍋爐，在爐內(nèi)摻燒石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫。

b.采用二級點(diǎn)火系統(tǒng)，即由高能點(diǎn)火油槍點(diǎn)燃輕油，再點(diǎn)燃煤,油槍采用簡單機(jī)械霧化。

c.點(diǎn)火及助燃用油為0號輕柴油。

d.煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)2臺50％容量一次風(fēng)機(jī)；2臺50％容量二次風(fēng)機(jī)；2臺100％容量冷渣器風(fēng)機(jī)，一運(yùn)一備；3臺50%容量的高壓流化風(fēng)機(jī)，兩運(yùn)一備；2臺50％容量吸風(fēng)機(jī)；1臺五電場除塵器。

e.給煤為后墻二級給煤，每條給煤線容量為120%BMCR的耗煤量。

f.飛灰再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)2臺飛灰再循環(huán)風(fēng)機(jī)。

g.啟動用煙煤點(diǎn)火，每爐設(shè)一個(gè)煙煤倉和一臺煙煤給煤機(jī)。

3  設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)小結(jié)

 目前，四臺鍋爐能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，從設(shè)計(jì)的角度來看，鍋爐廠的鍋爐設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)院的輔機(jī)選型、煙風(fēng)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體是合理的，有許多的優(yōu)點(diǎn)可以肯定的，如鍋爐選型合適，燃燒穩(wěn)定,能連續(xù)運(yùn)行；設(shè)置煙煤倉主要為加快啟動時(shí)間和節(jié)省燃油起到應(yīng)有作用；給煤系統(tǒng)煤倉設(shè)置疏松機(jī)起到一定作用；耐壓刮板給煤機(jī)的給煤口經(jīng)改進(jìn)不堵煤。也存在部分不足之處，如鍋爐廠配套的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器無法連續(xù)運(yùn)行；爐床溫度運(yùn)行比設(shè)計(jì)低；過熱器溫度偏低；一次風(fēng)運(yùn)行風(fēng)量與風(fēng)壓比設(shè)計(jì)值小，風(fēng)門開度很小等問題，有待以后改進(jìn)。

3.1  鍋爐選型

福建無煙煤煤質(zhì)干燥無灰基揮發(fā)份（Vdaf）低，難著火、難穩(wěn)燃、難燃燼，灰熔點(diǎn)低，屬典型的劣質(zhì)無煙煤。因煤質(zhì)的特殊性，燃用福建無煙煤鍋爐的大型化，是擺在大家面前的一個(gè)課題，鍋爐選型是否合適，對整個(gè)工程意義重大，直接影響到整個(gè)電廠是否能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，全廠的熱效率和經(jīng)濟(jì)性是否能維持在一個(gè)較高水平（相對燃福建無煙煤電廠），我院對此極為關(guān)注，從可研一開始就會同業(yè)主進(jìn)行調(diào)研，征集各個(gè)鍋爐廠的意見，編寫了《鍋爐選型專題報(bào)告》，對135MW級循環(huán)流化床鍋爐和“W”火焰煤粉鍋爐進(jìn)行比選，推薦采用循環(huán)流化床鍋爐，在招標(biāo)階段，會同省內(nèi)鍋爐方面的專家，極力推薦循環(huán)流化床采用汽冷旋風(fēng)分離器。

目前，從四臺鍋爐運(yùn)行的情況來看，燃燒穩(wěn)定，床溫控制在920℃-950℃，爐床和回料腿基本不結(jié)焦，能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，鍋爐熱效率可達(dá)86％(除塵器第一電場收集的飛灰，其飛灰再循環(huán)未投),不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷約50％，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，相信經(jīng)過不斷摸索，各指標(biāo)還會提高，因此，我們認(rèn)為鍋爐選型是合適的，適宜燃用福建無煙煤，為300MW級鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐提供有力的支撐。

3.2  設(shè)置煙煤倉

福建無煙煤著火難，要在650℃以上，有時(shí)高達(dá)900℃才能穩(wěn)定著火燃燒，加上來煤的多樣性，入爐煤煤質(zhì)和粒度難以保證，因此，設(shè)置了煙煤倉,幾何容積35m3，主要是啟動時(shí)用煙煤點(diǎn)火，另外煙煤可在鍋爐壓火運(yùn)行用，也可用煙煤倉上啟動床料。

一臺鍋爐冷態(tài)啟動時(shí)：投油——投無煙煤（650℃時(shí)投）——斷油：實(shí)際耗油量約25噸。而采用投油到450℃時(shí)投煙煤，750℃時(shí)投無煙煤的啟動方案，實(shí)際耗油量約15噸，耗煙煤約20噸。

啟用點(diǎn)火煤系統(tǒng)可以節(jié)省燃油消耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，每次啟動節(jié)省費(fèi)用計(jì)算如下：

1) 投油到投無煙煤（650℃時(shí)投）點(diǎn)火實(shí)際耗油量約25噸。

燃油耗費(fèi)：

燃油消耗：25噸（一臺爐）

燃油價(jià)格：0.495萬元/噸

燃油耗費(fèi)：0.495×25 = 12.375（萬元）

2) 投油到450℃時(shí)投煙煤，750℃時(shí)投無煙煤，實(shí)際耗油量約15噸，煙煤約20噸。

燃油耗費(fèi)：

燃油消耗：15噸（一臺爐）

燃油價(jià)格：0.495萬元/噸

燃油耗費(fèi)：0.495×15 = 7.425（萬元）

煙煤耗費(fèi)：

假定點(diǎn)火煙煤低位發(fā)熱量為21300KJ/kg，

標(biāo)煤價(jià)格：460元/噸；

燃煤消耗：20噸（一臺爐）；

折算到標(biāo)煤：20×21300/（7000×4.1868）=14.5t

標(biāo)煤耗費(fèi)：14.5×460＝6670元

總點(diǎn)火耗費(fèi)：7.425＋0.667＝8.092萬元

每點(diǎn)火一次啟用煙煤系統(tǒng)比直接點(diǎn)燃無煙煤節(jié)省費(fèi)用： 12.375-8.092=4.283萬元

從以上可以看出，鍋爐冷態(tài)啟動一次采用油和煙煤聯(lián)合啟動比只采用油啟動節(jié)省費(fèi)用4.283萬元,而增加煙煤系統(tǒng)初投資將增加約40萬，估計(jì)在一年時(shí)間就能收回投資，可見將來運(yùn)行將節(jié)省不少運(yùn)行費(fèi)用。

3.3  給煤系統(tǒng)

鍋爐給煤為后墻二級給煤，無煙煤從無煙煤倉經(jīng)電動插板門后落到耐壓稱重皮帶給煤機(jī)，由皮帶給煤機(jī)送至刮板給煤機(jī)后送入爐膛，每條給煤線容量為120%BMCR的耗煤量。                                                

每臺爐設(shè)兩個(gè)幾何容積348m3無煙煤倉，無煙煤倉內(nèi)忖不銹鋼，在煤斗入口(大小800mmx800mm)至上部3m處安裝煤斗疏松機(jī)，剛開始運(yùn)行時(shí)，煤斗時(shí)有堵煤，主要在混凝土煤斗出口至耐壓稱重給煤機(jī)入口約1.5米的長度，煤斗疏松機(jī)能疏松到的位置不堵。堵煤主要原因是煤比較潮濕，后來，上煤注意上干燥一些的煤，這樣，運(yùn)行基本順暢。安裝的煤斗疏松機(jī)是有效果的。

在耐壓刮板給煤機(jī)的落料口，取消了常規(guī)的容易堵煤的旋轉(zhuǎn)給料閥，安裝一道手動插板門和一道電動可調(diào)插板門，并且采納哈鍋廠的意見，對直接接入的二次風(fēng)密封風(fēng)直接連接接口進(jìn)行處理，改為風(fēng)箱連接，解決了許多同類電廠在此堵煤的問題。下圖為直接開孔圖1和風(fēng)箱連接圖2

3.4  冷渣器

本工程一號機(jī)使用的冷渣器為風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，由鍋爐廠供貨，1號機(jī)從一開始運(yùn)行就會堵煤、結(jié)焦，都是從事故排渣口進(jìn)行排渣，造成熱量損失，操作運(yùn)行困難，鍋爐底層灰渣污染嚴(yán)重。主要原因是福建無煙煤的煤層較薄，煤礦較小，礦點(diǎn)多，來煤煤質(zhì)具有多樣性且參有石塊和矸石，輸煤破碎系統(tǒng)運(yùn)行困難，入爐煤粒度難以保證；有時(shí)來煤煤質(zhì)灰分較大也是一個(gè)原因。

  對風(fēng)水聯(lián)合冷渣器無法正常運(yùn)行情況，在2、3、4號爐安裝時(shí)，改用滾筒冷渣器，取消冷渣器冷卻風(fēng)機(jī)，其冷卻水仍用凝結(jié)水，接一根抽空氣管到煙道。滾筒冷渣器運(yùn)行狀況良好，能保持連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，目前，1號爐也改為滾筒冷渣器，需要解決的是冷渣器排渣至渣倉的輸送問題。

3.5  儀用壓縮空氣

本工程共設(shè)置5臺30Nm3/min螺桿空壓機(jī)，儀用壓縮空氣設(shè)計(jì)為：4臺機(jī)組用氣量最大時(shí)運(yùn)行3臺30Nm3/min螺桿空壓機(jī)。按鍋爐廠家提供的壓縮空氣量加上各儀表閥門用氣全廠共3576 Nm3/h，考慮微熱再生損失10％，另外考慮20％裕量，需要容量4720 Nm3/h，3臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)共5400 Nm3/h。每臺機(jī)組儀用壓縮空氣量如下：

（1）油槍和點(diǎn)火器套管用壓縮空氣量為720Nm3/h（可用高壓流化風(fēng)或二次風(fēng)代替）。

（2）火焰檢測器套管用儀用壓縮空氣量為72 Nm3/h。

（3）料位監(jiān)視器、錐形閥、防堵型測壓元件和其它氣動閥門儀用氣量250 Nm3/h。

（4）汽機(jī)儀用氣量50 Nm3/h。

（5）化水用氣量300 Nm3/h（全廠）

實(shí)際運(yùn)行，全廠需要約5臺30Nm3/min空壓機(jī)運(yùn)行才能滿足其用量，其原因主要是鍋爐用氣點(diǎn)多，其用氣量難以提資準(zhǔn)卻、冷卻用氣用閥門很難控制量。

現(xiàn)場解決的辦法是把油槍和點(diǎn)火器套管用壓縮空氣、火焰檢測器套管用壓縮空氣改用除灰專業(yè)原氣力出渣空壓機(jī)提供壓縮空氣。

建議以后135MW級及以上循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)壓縮空氣量時(shí)應(yīng)考慮：1、如果鍋爐有連續(xù)送壓縮空氣冷卻的量應(yīng)考慮1.5~2倍的壓縮空氣量。2、類似油槍和點(diǎn)火器套管用壓縮空氣可用高壓流化風(fēng)或二次風(fēng)代替的盡量考慮用其它風(fēng)機(jī)。

3.6  冷一次點(diǎn)火風(fēng)風(fēng)門

冷一次風(fēng)去點(diǎn)火筒原設(shè)計(jì)用一道調(diào)節(jié)門，在正常運(yùn)行時(shí)一道調(diào)節(jié)門關(guān)閉不嚴(yán)，漏風(fēng)大，會引起尾部排煙溫度提高，爐床溫度降低，降低了鍋爐熱效率。

現(xiàn)在總管上增加一道電動門，減少漏風(fēng)。

3.7  鍋爐運(yùn)行情況

鍋爐如果排除上煤和出渣的因素，基本能穩(wěn)定燃燒，連續(xù)運(yùn)行，例如，1號爐在額定負(fù)荷時(shí)，床溫,爐膛和和回料腿的溫度約920~930℃，基本不結(jié)焦，能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，但也存在一些問題，比如：1 .運(yùn)行床溫920~930℃與設(shè)計(jì)溫度960℃有偏差；2.剛開始運(yùn)行排煙溫度約150℃，運(yùn)行一段時(shí)間后排煙溫度約180℃;3.主汽溫度～525℃偏低；4.一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓值小，設(shè)計(jì)值240121Nm3/h,18.232KPa,運(yùn)行約120000Nm3/h,12.0KPa,與設(shè)計(jì)值偏差較大（一次風(fēng)機(jī)和風(fēng)壓時(shí)根據(jù)鍋爐廠提供數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的）。這些運(yùn)行參數(shù)，將為鍋爐廠將來設(shè)計(jì)類似鍋爐提供數(shù)據(jù)，進(jìn)一步研究該如何改進(jìn)鍋爐設(shè)計(jì)。

4  結(jié)束語

本文簡要介紹了福建省龍巖坑口火電廠(4×135MW)工程鍋爐專業(yè)設(shè)計(jì)的原則特點(diǎn),對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行小結(jié)，介紹較為重要或較新問題的處理方法，供同類機(jī)組設(shè)計(jì)參考，還有許多的小問題不再一一羅列。

文章作者：福建省電力勘測設(shè)計(jì)院 楊成達(dá)