300 MW机组流化床锅炉降床温受热面改造

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(1.神华神东电力有限责任公司萨拉齐电厂，内蒙古 包头014100;2.哈尔滨锅炉厂有限责任公司，哈尔滨市150046)

0 引 言

锅炉采用单炉膛双布风板结构、4个高温绝热分离器及4个回料阀布置于锅炉两侧。燃烧室(炉膛)蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷屏结构。炉膛前部布置有8片水冷屏、8片一级屏式过热器屏，炉膛后部布置8片二级屏式过热器屏和12片高温再热器屏[1-3]。

采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点， 锅炉共采用四个内径约8.3 m的绝热分离器，布置在燃烧室两侧墙，外壳由钢板组成，内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形。每个分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机供给[4-5]。

炉内受热面布置如图1所示。

炉前8片中温一级过热器和左右各4片水冷屏。

图1 炉膛内受热面俯视图

1 存在的问题及分析

锅炉设计床温为890～920 ℃，从2011年投产以来，两台锅炉床温就一直偏高，满负荷运行工况下超过980 ℃，排烟温度高于设计值10 ℃，脱硫效率低，钙硫摩尔比达5以上，一次风量偏大运行。

炉内中温一、中温二过热器在运行中金属壁温经常超温，不易控制，投产后由于过热器超温爆

管就发生过两次。

分析认为设计煤种为2 952 kcal/kg的烟煤，但在实际运行中煤的发热量为3 500 kcal/kg左右的烟煤，在燃烧过程中，硬度较大，热爆裂性能差。

图2 萨拉齐电厂用煤不同粒度档本征成灰分布

表1 萨拉齐电厂用煤不同粒径段的成灰数据

煤样尽管灰分和挥发份都超过20%，但本征成灰性能较差，在清华大学煤燃烧工程研究中心的成灰特性报告中可以看出，成灰粒度分布基本反映了给煤粒度的分布，构成循环灰主体的灰粒度不到所有成灰的20%，煤样成灰性能差。

由于煤的成灰特性较差，不能形成有效循环灰，炉膛上部差压值一直小于1 000 Pa(设计值1 500 Pa)，稀相区而流化床锅炉的炉内换热主要依靠循环灰携带的热量与受热面进行对流换热，所以炉内循环换热不能有效建立，导致床温较高。

另外锅炉受热面设计及布置也存在一定的不合理性。蒸发受热面布置偏少，炉前布置的8片水冷屏下集箱位置偏高，水冷屏不能充分吸收下部热量，吸收效率低。

2 改造方案及效果

这次改造经过充分论证考虑在炉内增加水冷受热面，以降低床温。主要增加水冷蒸发受热面，将炉内水冷屏下移至密相区，增加吸热份额。改造方案如下：

(1)原水冷屏直段不动，向下延长5 m并在外侧增加5根管，屏变宽变长，下部的销钉管组件全部更换。(每屏28根管，Ф63.5×7，材质SA210C)

(2)锅炉左右两侧各增1屏，水冷屏由8屏变为10屏，所有屏的宽度、长度相同。

(3)增加2个混合集箱，新增屏的引出管与原屏的引出管汇集到混合集箱，再引入锅筒，锅筒不增加管接头。

(4)原水冷屏汇集集箱下移5 m，水冷屏下降管也随之加长5 m，同时汇集集箱两端各接长约2.2 m，下降管的吊架由2个改为4个。

(5)原水冷屏下部在水冷壁上穿墙开孔恢复水冷壁，用直管、扁钢密封；因水冷屏的增加和加宽水冷壁顶棚及前墙重新开孔。

(6)水冷屏上部、下部密封因屏变长变宽、水冷壁新开孔而重新施工。

通过以上改造共增加水冷受热面540 m2。

图4 改造方案详图

表2 机组负荷200 MW的参数

续表2 机组负荷200 MW的参数

注：以上参数均为一天的平均值

表3 机组负荷276 MW的参数

注：以上参数均为一天的平均值

3 #1炉受热面改造取得效果

这次改造通过增加蒸发受热面，使炉内热负荷分配更合理。改造后通过运行发现不同负荷下锅炉床温下降约25～40 ℃；锅炉一次风量及总风量减小，过热器金属壁温较容易控制且过热器及再热的减温水也明显降低，过热器减温水减少10～20 t/h，再热器减温水用量已经减至0 t/h，提高了机组的安全性及经济性。

锅炉床温的下降后提高了炉内脱硫效率，经过统计与对比锅炉改造完成后Ca、S摩尔比约为3.5左右，比改造前的4(2月份平均)下降了0.5， 并且NOx排放浓度也降低4～20 mg/Nm3。

受热面改造后锅炉的烟气温度下降比较明显，可以降低锅炉排烟温度提高锅炉的效率。

4 存在问题及改进建议

改造完成运行两个月后也发现存在一些问题，主要表现在主蒸汽、再热器温度在负荷低于70%时，温度偏低5～10 ℃，此时减温水已减至最小。运行中为保证主汽、再热其温度的经济性，增加尾部高过吹灰次数。

通过电科院改造前后的性能试验发现锅炉效率从改造前91.1%降低至89%。

从改造后发现虽然锅炉床温有一定的下降，但锅炉效率及主汽温度也下降明显，建议受热面改造时应对整体炉内系统统筹考虑，可以适当增加部分过热收热面，以弥补过热系统吸热份额的不足。

[1] 潘 睿，李淑红，王志伟，等.高效除尘脱硫CT/n型锅炉炉前型煤机的研制[J].森林工程，2007，23(1)：56-57.

[2] 吴金卓，马 琳，林文树.生物质发电技术和经济性研究综述[J].森林工程，2012，28(5)：102-106.

[3] 《HG—1065/17.5—L.MG44型锅炉说明书》.

[4] 吕俊复，岳光溪，张建胜，等编著.循环流化床锅炉运行与检修(第二版).

[5] 李勤道，胡志宏，郝卫东，等.135 MW机组CFB锅炉再热器改造[J].热力发电，2013.