国产300MW CFB锅炉纯烧国产烟煤技术分析

朱海云

摘 要：广东粤电云河发电有限公司#5、#6锅炉为上海锅炉厂具有自主知识产权的SG-1036/17.5-M4506型循环流化床（CFB）锅炉。由于国内外煤炭市场环境的影响，我厂进行了纯烧国内烟煤的开创性尝试。为了解决运行中出现的问题，保证锅炉的安全运行，我厂通过调整协调控制自动参数、降低入炉煤细度、提高尿素供浆压力、增加掺烧等四个技术措施，有效改善锅炉由于纯烧国内烟煤导致的床温偏高、床压严重偏低、NOX排放难以控制、锅炉磨损增加等问题。

关键词：循环流化床锅炉；国内烟煤；纯烧；调整

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.168

1 引言

广东粤电云河发电有限公司#5、#6锅炉为上海锅炉厂具有自主知识产权的SG-1036/17.5-M4506型循环流化床（CFB）锅炉，与300MW等级汽轮发电机组相匹配，炉膛采用单炉膛布风板结构，炉膛内蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墙结构。由于国内外煤炭市场环境的影响，我厂进行了纯烧国内烟煤的开创性尝试。在改烧过程中，锅炉运行的主要问题表现在床温偏高、床压严重偏低、NOX排放难以控制、锅炉磨损增加等方面，严重影响了锅炉的安全运行。针对存在的问題，我厂在运行操作上作出相关调整，取得较好的改善效果，为国产300MW CFB锅炉纯烧国内烟煤的安全运行、环保达标排放控制提供参考和积累经验。

2 纯烧国内烟煤存在的问题

通过表1对比可知，我厂#5、#6循环流化床锅炉设计煤种参数和国内烟煤主要参数存在很大区别。

纯烧国内烟煤时燃煤的发热量由设计值3660 kcal/kg升至5364 kcal/kg，升幅高达47%；而燃煤灰分相应降低，只有设计煤种的40%左右。这两方面区别对循环流化床锅炉的正常运行有着较大影响。通过运行观察，纯烧国内烟煤后锅炉的主要问题表现在以下几个方面：

2.1 床温长期偏高，床压严重偏低

因燃煤发热量高，在相同负荷下，燃烧国内烟煤时锅炉平均床温为940℃左右，远远高于设计平均床温890℃。满负荷或者较大负荷变动情况下，平均床温和单点床温都非常容易出现超过异常考核值的现象。而床压偏低又进一步导致床温升高，为了控制床温不得不加大一次风量，却继续降低了床压，从而进入一个恶性循环之中。

2.2 锅炉NOX排放难以控制

因锅炉燃烧温度的升高，NOX的生产量成指数倍增加，同时为了控制床温，锅炉通风量也不得不进行相应的增加，致使NOX的排放更加难以控制。运行中烟囱NOX的浓度长期保持在100mg/Nm3以上，在加减负荷幅度较大的情况下，更是存在超过200 mg/Nm3考核值的风险。

2.3 锅炉磨损增加

锅炉运行风量的增加，特别是一次风量的增加，大大增加了旋风分离器的工作负担和磨损，导致现场分离器超温严重，出现回料阀处烧红穿孔现象，给锅炉运行带来很大不安全因素。同时，风量的增加也令炉膛风帽的磨损加快，使得穿孔、脱落现象出现，一次风室漏渣量增加。

2.4 锅炉运行中超压情况严重

在锅炉加至满负荷运行时，因燃煤发热量高，燃烧时间滞后，出现压力过高，导致机组负荷超限，最高超至322MW的情况，并且也出现过锅炉安全门动作的极不安全事件。

3 改善措施

针对以上存在的问题，根据实际的运行情况，采取以下四个方面的调整控制方式，能较好的改善原有工况。

3.1 及时调整机组协调控制自动参数

通过对国内烟煤主要参数的分析以及实际运行情况的总结分析，在不影响机组负荷响应率的情况下，将协调控制自动参数中影响锅炉给煤量响应的比例参数由原来的1.0降低至0.8。这样在机组负荷变动时，锅炉给煤量的变化幅度大幅度降低，使工况变化减慢，能及时作出调整；另一方面降低了锅炉运行的压力，从而降低锅炉超压、超负荷的风险。

3.2 降低锅炉入炉煤细度

调小燃煤细度可以降低燃煤在密相区的停留时间和在稀相区的燃尽时间，从而降低返料中可燃物含量，有利于锅炉床温的降低，同时锅炉NOX的生成浓度也有了较大幅度的下降。

3.3 提高脱硝系统的运行压力

为了更好的控制烟囱NOX的浓度，在脱硝系统运行安全性的基础上，我们增大了尿素供浆泵的出力，由1.5Mpa提升至1.8Mpa，尿素流量相应提高25%左右。这样在异常情况下，对NOX的排放控制就有了更大的裕量。

3.4 增加锅炉燃煤炉渣的掺烧量

为了更好的控制床压及床温，在考虑经济性和可操作性的前提下，我们将炉渣的掺烧量由每班20T提升至30T，通过运行观察，这样的掺烧比例能较好的保证锅炉床压的稳定。

4 结语

通过采取上述的五个调整控制方式，可以改善我厂#5、#6号循环流化床锅炉纯烧国内燃煤存在的问题，使得实际工况趋向设计工况，保证锅炉的安全运行。同时也使得我厂#5、#6号循环流化床锅炉在国内外煤炭市场环境的影响下，及时调整燃烧运行方式，从容应对；也为国产300MW CFB锅炉纯烧国内烟煤的安全运行、环保达标排放控制提供参考和积累经验。

参考文献：

[1]陈卓伟，孙超凡，洪喜彬等.300MW循环流化床锅炉改烧低灰分褐煤试验研究[J].广东电力第29卷第1期，2016.

[2]云浮发电厂300MW循环流化床锅炉运行技术标准[S].云浮.广东云浮发电厂，2014.