浅谈300 MW CFB锅炉加床料系统的优化

刘宇昌

(山西平朔煤矸石发电有限责任公司,山西 朔州 036800)

0 引言

某电厂2×300 MW CFB锅炉为亚临界、一次中间再热循环流化床锅炉，岛式布置，高强度螺栓连接，全钢构架悬吊结构。本锅炉采用钢结构支撑的设备还有炉后烟道布置的一台四分仓容克式空气预热器、炉膛两侧分别布置的旋风分离器、回料器、外置式换热器及冷渣器（2台风水冷渣器，2台滚筒式冷渣器）各4台，锅炉的输煤系统由厂外皮带输送至炉前煤仓，煤仓内燃料经4台皮带给煤机、刮板给煤机分别送至布置在炉膛两侧墙上的2路炉膛给煤口和回料腿上的8路给煤口，给至炉内燃烧。

1 锅炉添加床料的必要性

根据循环流化床锅炉物料循环的基本工作原理，循环流化床锅炉的燃烧过程实际上是锅炉床料及其给入的燃料（包括燃料煤、石灰石脱硫剂、锅炉底渣等等）在炉内燃烧室，经分别从炉膛的底部和侧墙送入的一、二次送风，在物料的不断循环过程中，气体对炉膛内床料颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡，粗重的粒子在燃烧室下部燃烧，细粒子在燃烧室上部燃烧； 被吹出燃烧室的细粒子物料经分离器收集后返送回炉内再燃烧，如此反复循环可以看出循环流化床锅炉的燃烧过程实际上就是物料循环的过程，所以循环流化床锅炉在启动前必须在炉膛及回料器内加入启动床料，以建立最初的物料平衡，确保锅炉安全、平稳启动运行。

2 运行过程中存在的问题

2.1 原加床料系统的不足

该厂2×300 MW CFB锅炉启动前的加床料工作自投产以来，一直采用劳动力较为繁重的人工加床料方式。人工加床料工作用工密集、工作量大、日完成工作量却有限，所以会产生用时较长、同时还会耗费大量的人力和物力且，对锅炉的环境也会造成一定的污染，更严重的是有时会因为加床料工作不能及时完成而延期机组的启动时间。

传统的人工加床料工作一般是靠人工从锅炉零米层将床料通过袋装后再搬运到到锅炉26米层高的二级给煤机平台，通过二级给煤机检修人孔给入炉膛内，如此装料过程大大增加了人员的劳动强度，同时装料过程中不免产生大量的灰尘，将严重污染周围的环境卫生及工作人员的身体健康，并且经统计显示，如按该厂锅炉炉膛设计尺寸及锅炉启动要求计算，一般要求锅炉布风板上床料铺设厚度为850mmm左右，总重量约500多吨，按此重量的床料量计算，一般加床料工作（包括前期床料的准备工作及向炉膛内加床料等）都需要20多名工人工作1天以上才可能按期完成。

在遇到机组大修后启动等特殊情况下，一般会安排较多的热态启动试验，由于机组启动过程长，床料也将会损失严重，所以在启动过程中将需不断地补充床料，而此种工况下，根本无法靠人工添加床料方式来实现，无法有效补充床料的损失，床料不断损失后，势必会造成锅炉床压下降、床温升高，这样对循环床锅炉启动势必会带来大面积结焦的可能性，引发严重后果。

2.2 石灰石气力输送系统可靠性差

该厂2×300 MW CFB 锅炉原设计的脱硫系统为炉内喷石灰石粉脱硫，每台锅炉设2套石灰石粉气力输送系统，每套输送设备按正常工作均能满足一台炉的锅炉喷钙要求，一般情况下为一用一备，两套互为备用。石灰石粉输送系统的设计输送能力不小于33.5t/h，但在实际运行中，由于锅炉原设计石灰石系统的石灰石输送管路设置距离长、弯头多，经常发生弯头处磨穿泄漏；还有由于压缩空气管网压力低，经常容易发生堵管现象；石灰石气力输送系统的气动控制阀也经常容易发生卡涩现象，处理时间一般较长，导致石灰石不能连续给入锅炉，使得石灰石系统运行可靠性差，不能满足炉内脱硫的要求。

3 新增炉前物料输送系统

应锅炉脱硫环保数据的要示，该厂2×300 MW CFB 锅炉每炉都新增一套炉前物料输送系统，正常运行时，通过一个新增容量为130t的粉仓将石灰石由一个下料给料机落入皮带输送机上的，石灰石粉输送皮带机的设计输送能力约40t/h，足以满足锅炉脱硫的石灰石量，保证了循环流化床锅炉炉内脱硫的可靠性。

同时为保证锅炉的正常启动过程中对床压及各参数控制的要求，该锅炉每次点火前加床料必须保证床压加到10KPa以上，这样虽满足了锅炉启动及正常运行时的要求，但是在启动过程中，锅炉各风机耗能也就随之增大，不能满足经济运行的要示，势必使我们想到如能在启动过程中循序渐进地加入床料，这样即能保证锅炉的安全稳定启动，又能降低启动电耗能损失。

新增的炉前物料输送系统为床料的添加提供了更加便利的途径，采用本系统锅炉在启动前给炉膛加床料是通过在其锅炉渣仓底部接的一根直径300mm的斜管利用自然重力落到皮带输送机的下料口，再通过一台链式斗提机,直接将床料输送到给煤平台的#1FU链式输送机上，然后再经过#2FU链式输送机落到#1、#2螺旋给料机上，通过螺旋给料机将床料送到埋刮板给煤机上,再经埋刮板给煤机向炉膛添加床料。

4 新增炉前物料输送系统的优点

新增炉前物料输送系统从以下几方面证实了其优势，并在两台锅炉上得到普遍的应用，为机组的运行可靠性提供了保障。

（1）在锅炉启动前，减轻了人工加床料工作的劳动强度，省去了人工加床料工作的直接费用（其中包括人工工资费用等），同时也改善了周围设备环境卫生，更重要的是节约了加床料的时间约10小时以上，为设备检修赢取了更多的时间或为启动机组提前启动得到了更大的保障（2）循环流化床锅炉启动过程中，通过新增的加床料系统可以随时向炉内补充床料，使床压控制更加灵活，更有利于锅炉的燃烧调整，也减少启动耗油量，节省了启动费用（3）在锅炉正常运行时，通过加床料系统送入炉内脱硫剂量的增加，所以大大减轻了石灰石气力输送，提高了石灰石气力输送系统设备运行的可靠性，同时也更保证了炉内的脱硫效果（4）新加床料系统的系统简单、运行故障率小，且投资相对较小（与气力输送系统比较）、检修维护方便、系统运行可靠性高。

5 结论

新增炉前物料输送系统,保证了循环流化锅炉正常运行时向炉内添加石灰石脱硫剂的多样性,，提高了循环流化床锅炉石灰石系统运行的可靠性，保证了炉内脱硫效率；与此同时还大大提高锅炉启动前向炉膛加床料工作的速度和可靠性，并在锅炉启动过程也可随时向炉内补充床料，提高了锅炉加床料的及时性和灵活性。