流化床锅炉超低负荷运行时安全和环保对策

周显利，孟 宁

（青岛丰泰源热电有限公司，山东 青岛 266000）

青岛丰泰源热电有限公司1号58 MW循环流化床热水锅炉，型号为QXF58-1.6/130/70-P，设计热效率为88.5%，设计燃料为贫煤，收到基固定碳FCar为57.62%，灰分Aar为28.82%，干燥无灰基挥发分Vdaf为12.49%，空气干燥煤低位发热量Qnet.ar为21 820.85 kJ/kg，设计锅炉安全经济运行区间额定负荷率为80%～110%。1号锅炉在冬季采暖期间运行，青岛市每年停暖日期为4月5日，在2019——2020年3月下旬的采暖期，室外温度有时超过20℃，按照供热曲线运行，锅炉最低负荷运行到14 MW，为额定负荷的24.1%，整个采暖期锅炉运行平均负荷率为43.1%，热效率为85.6%，环境污染物全部达标排放[1]。本文主要阐述在以下方面采取应对措施。

1 在保障锅炉安全运行方面采取措施

1）锅炉燃烧的稳定性随着锅炉负荷降低，炉膛温度下降，燃烧工况恶化，燃烧不稳。在煤种方面，青岛丰泰源热电有限公司采用神木优质煤，FCar为54.32%，Aar为13.89%，Vdaf为30.30%，Qnet.ar为23 779.82 kJ/kg，收到基全硫St.ar为0.34%，具有挥发分高、燃点低、超低负荷运行时燃烧相对稳定等特点。运行人员应加强对风煤配比的合理控制和炉膛料层的控制，保障锅炉的安全运行。

2）青岛丰泰源热电有限公司1号锅炉是热水锅炉，采取强制水循环，可以保证超低负荷运行时锅炉水循环的安全性。

3）锅炉在超低负荷情况下运行，炉温低，燃烧不完全，加之烟气流速低，使含有可燃物的飞灰易在对流烟道内积存，同时烟气中有较多的过剩氧，为发生烟道再燃烧创造了有利条件。应尽力提高炉膛温度，床温控制在750～800℃，沸上床温控制在650℃左右，定期加强放灰放渣，加强尾部受热面的吹灰工作，同时适当控制过剩空气系数，保障锅炉的安全运行。

4）加强运行员工技术和责任心的培训，加强班组之间运行经验的交流学习。在超低负荷运行情况下，稍有疏忽或操作失误会影响锅炉的安全运行，导致环境污染物超标排放。需要同班员工工作中加强协调配合，司炉责任心到位，操作注重聚精会神；优化操作手段如放渣时采用两侧间断、少量多次的放渣方式，防止因放渣过量造成床温剧烈波动；对返料灰进行少放勤放，降低炉膛上部循环物料的浓度，达到控制床温和降低最低锅炉负荷的目的；适当舒解运行员工在超低负荷运行时产生的紧张、担心、焦虑等情绪压力。

2 在提高锅炉热效率方面采取措施

1）青岛丰泰源热电有限公司采用的燃料燃点低，有利于燃烧和床温的提高，而过低的床温会影响燃烧效率；挥发分高，更有利于达到较高的燃烧效率[2]。

2）在保障锅炉污染物排放达标的情况下，运行人员尽量减少使用低氮风机的投入风量，可以有效提高锅炉炉膛床温，尽最大可能保证料层内煤炭的充分燃烧，提高锅炉的燃烧效率。在低负荷情况下采用压低料层来降低一次风的风量，有效地控制了一次风压头，使燃烧区稳定在密相区，减少扬析造成飞灰可燃物含量的升高，进一步提高锅炉的燃烧效率。

3）根据锅炉尾部烟道的烟温情况，制定合理的尾部受热面吹灰频率。青岛丰泰源热电有限公司的布袋除尘前烟气温度平均为115℃，降低了排烟热损失。

4）进行设备改进，在旋风分离器入口老鹰嘴处进行技改，将出口宽度由原来的903 mm缩小为800 mm，增加了炉膛出口的风速和炉膛返料量，同时也提高了低负荷情况下分离器捕捉飞灰的能力，循环物料的增多使得炉膛内部温度场更加均衡，有益于燃烧效率的提高。

5）提高运行人员的操作技术能力，加强员工间的技术交流，分享成功的操作经验，加强锅炉运行经济分析，共同提高所有班组的锅炉燃烧效率。

3 在保障环境污染物达标方面采取措施

1）青岛丰泰源热电有限公司1号锅炉采取布袋除尘，氧化镁湿法脱硫，脱硝采用选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）法加低氮燃烧烟气再循环法。煤种具有低灰分、低含硫量等特点，运行中在各种负荷情况下都能满足环保排放要求。

2）降低烟尘排放技改方面，在原有除尘设备的基础上进一步进行技术改进，在湿法脱硫塔主塔顶部加装一组组合式高效除尘装置，安装该装置后进一步提高脱硫及除尘效果，保障了锅炉烟尘的达标排放。

3）降低NOx排放技改方面，锅炉负荷在50%以上时，NOx达标排放控制相对容易。负荷进一步降低时，炉膛出口烟温低于氨水反应温度，脱硝只能靠烟气再循环法，但该方法一方面给锅炉安全运行造成隐患，另一方面降低了锅炉热效率，并且在2018——2019年采暖期室外温度较高的天气使用上述脱硝方法，锅炉负荷降到17 MW，再进一步降低NOx排放，容易出现超标现象。2019年青岛丰泰源热电有限公司进行技术改造，在炉膛密相区上部新布置了3只氨水喷枪，该区域能在超低负荷时保障氨水的最低反应温度。在2019——2020年采暖期利用新加装的氨水喷枪将锅炉最低负荷从17 MW降低到14 MW，同时保证供暖达标，目前按供热面积计算，每降低负荷1 MW，每天可节约煤4 t。运行的同时优化脱硝措施，减少氮氧化物原始产生量，以控制燃烧排放量[3]。在2019——2020年采暖期节约氨水超过60 t，节约6万余元。锅炉热效率为85.6%，环境污染物全部达标排放，兼顾了社会效益和经济效益。

4 结束语

通过优质煤的使用，对锅炉进行设备技术改造，提高运行人员的工作责任心及操作技能水平，锅炉可以在超低负荷下安全经济运行，实现环境污染物达标排放，需进一步探讨解决锅炉超低负荷运行带来的不利影响和进一步提高锅炉热效率。