摘要：关键词 过量空气系数 回料器 热效率

1  前言

    南川东胜火电厂目前投运的75t／h锅炉为中压参数的CFB锅炉。该炉是东方锅炉集团(股份)有限公司在总结了国内外CFB锅炉产品经验的基础上生产的带有中温分离回料系统的CFB锅炉，锅炉于1998年5月31日通过72小时试运行，并开始商业运行。本文为该炉的燃烧调整试验后的经验总结。

    2  锅炉设计性能及结构简介

    2．1  锅炉规范

    锅炉型号  DG75／3．82—8型

    设计燃料  南川半溪无烟煤

    额定蒸汽流量  75t／h

    额定蒸汽压力  3．82MPa

    额定蒸汽温度450℃

    给水温度150℃

    一次风温  210℃

    二次风温  192℃

    排烟温度  141．13℃

    锅炉热效率  87．62％

    脱硫效率80％

    锅炉保证效率85％

    2．2  设计燃料和石灰石特性

  2．3  锅炉布置特点

  锅炉为平衡通风，露天塔式布置，中温旋风分离器，全钢结构炉架，自然循环汽包炉；燃料和石灰石由锅炉前墙送入炉膛；一、二次风分别通过各自的空气预热器预热。

  2．4燃烧系统特点

  燃烧系统由炉膛、中温分离器以及”J”阀回料器等组成。送风方式为分级送风，一次风的一部分作为播煤风；回料器由罗茨风机供风。锅炉采用木炭在炉膛布风板床面上点火，同时配备了床上油枪点火系统。燃料经炉前的风力播煤机送入炉膛。经中温分离器分离下的细灰通过“厂阀回料器送回炉膛再燃烧。炉渣通过炉膛底部排渣管定期排放。锅炉系统布置示意图见图1。

    3  冷态试验

    为了全面了解锅炉的情况，除进行常规的检查以及一、二次风量和给煤、石灰石量等的标定处，还进行了其它一些冷态试验。

    3．1  锅炉布风板布风均匀性试验

    在测量了布风板阻力特性后，炉膛布风板上均匀地铺上400mm和500mm两种厚度的料层，为了更接近运行的实际情况，取堆积比重约有1．03t／m3的邻炉炉渣作为物料。物料加入后启动一次风机，风量由小到大，直至物料呈流化状态，同时观察炉内各处物料的流化情况，最后突然停风观察床面形态。

    锅炉原设计采用“7”字形定向风帽，由于风帽出口直径及风帽布置节距等问题，床面物料分布均匀性较差。将定向风帽改为“蘑菇”形风帽后，床面物料分布均匀性较改前大大改善。布风板空板阻力和料层阻力特性见图2和图3。

  3．2  回料器调整

  回料器是循环流化床锅炉的一个重要部件，回料器的工作状态直接影响锅炉的运行。因此，在锅炉未投运前，应先进行回料器的运行观察。在回料器内还安装了若干温度和压力测点，以便监视锅炉热态时回料器的运行状态。总结以前回料器的运行经验，在回料器布风板上增设了排渣管，以便及时排出回料器内的杂物或焦块。

    3．3  给煤、给石灰石量标定

    为了便于全面掌握锅炉运行时的状态以及脱硫计算，进行了给煤、给石灰石量标定。

    4  启动运行

    4．1  流化状态观察

    每次冷炉启动前，为了解物料的流化状态，在炉膛布风板上先均匀地铺上约330mm厚的炉渣。启动风机使物料呈临界流状态，观察床面物料流化均匀性，为正式点火作准备。

    4．2  烘炉

    为满足锅炉冷态启动的升温要求，锅炉点火前先在炉膛内加木材燃烧烘炉。根据不同情况，烘炉时间一般为4～6小时。

    4．3  点火

    锅炉达到温升要求后投入木炭升温，然后投煤运行一段时间后，再投入回料器使锅炉达到稳定运行。

    5锅炉运行控制

    5．1  风量控制

    锅炉实际运行中，一次风所占比例约为50％；二次风占比例约为30％；播煤风占比例约为18％，其余为回料风。

    5．2  床压控制

    在锅炉运行过程中表明，较高的风室风压，锅炉运行也较稳定。因此，在实际运行中，尽可能地提高风室风压，也就是增加炉内物料的保有量。一般风室风压维持在10000Pa——l1000Pa。

    5．3  床温控制

    因在锅炉设计时考虑投入石灰石进行脱硫。而最佳脱硫温度为870℃左右，因此脱硫时床温控制在900℃以下。

    5．4  回料量控制

    实际运行中，要想维持床温，回料器必须排放部分回料灰。目前电厂将排放回料灰作为调控锅炉运行的一个手段。

    5．5  石灰石利用率

    电厂目前用于脱硫的石灰石粒度较粗，粒度筛分分布图见图4。从图中可以看出，2mm以上粒径的约占35％，1．5mm以上约占50％。此粒度分布的石灰石直接从采石场进料，若电厂将石灰石重新破碎达到设计要求，成本将增加一倍多。目前石灰石利用率为60％左右，大量被煅烧后的石灰石从炉底排出。

    6  燃烧调整

    6．1  过量空气系数调整

    由于分离器工作温度与设计温度有一些偏差，实际温度高于设计温度。若上二次风量过大会提高炉膛上部温度，也使分离器工作温度提高。因此，在调整过量空气系数前的实际运行中，为了控制分离器的工作温度，尽量减少风量，特别是二次风量。尾部烟气中的过量空气系数也因此而偏低。为解决这一问题，除增加部分高温省煤器受热面外，适当提高下二次风量，并降低上二次风量。调整前实测的烟气中含氧量仅为2～3％，甚至更低。调整后烟气中含氧量控制在4～5％左右。经过过量空气系数的调整，锅炉的机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失大为降低。

    通过调整表明，在保持同样的过量空气系数的条件下，投上二次风对燃烬是有利的。

    通过燃烧调整，在额定负荷下，锅炉热效率可达87％以上。

    6．2  锅炉低负荷试验

    考虑到电厂夜间可能出现的压负荷运行情况，对锅炉不投油低负荷稳燃进行了试验。试验结果表明，在停投一台给煤机的情况下，锅炉能够在50％额定负荷以下稳定运行，蒸汽参数满足设计值。

    6．3  锅炉超负荷试验

    锅炉在110％额定负荷能正常稳定的运行，电厂最高超负荷运行负荷达85t/h左右。

    6．4炉内脱硫试验

    锅炉燃用的煤种是含硫量较高的无烟煤，煤中硫的应用基含量高达3．8％。为达到烟气排放标准，必须进行烟气脱硫，该炉采用的脱硫方法为加石灰石在燃烧过程中脱硫。电厂实际采用的石灰石的CaCO3含量与设计值相近，石灰石粒度因成本问题较设计值偏粗。因此，脱硫试验的Ca／S摩尔比较大。当Ca／S约为4时，脱硫效率可达到80 ～90％。

    除了Ca／S摩尔比，炉膛温度和风量是影响脱硫效率的主要因素。当炉膛床温超过95℃时，脱硫效率明显下降。若过量空气系数太低，试验中α约为1．1时，脱硫效率也明显受到影响。

    7  存在的问题及分析

    7．1  回料器放灰

    目前锅炉运行过程中，必须通过回料器排放部分分离灰，否则床温无法维持。由于影响炉膛密相区热平衡的因素较多，除设计因素外，有些因素是实际运行过程中产生的，如燃料种类和燃料粒度变化等。

    7．2  排烟温度

    现在锅炉在额定负荷下运行时，排烟温度高于设计的141．13℃。从对流受热面各处烟温分布看，在旋风分离器入口处烟温就偏高。因此，排烟温度偏高实际上是分离器前对流受热面传热计算不准确造成。

    7．3  磨损

    锅炉布风板上的风帽最初采用的是“7”字形定向风帽，产生过较严重的磨损问题。这个问题主要是风帽出口直径及风帽节距布置不合理引起的。若仍采用定向风帽，必须更改风帽出口直径和风帽节距。鉴于布风板开孔节距已定，将风帽改为“蘑菇”形风帽可不必更换布风板。风帽更改后，风帽磨损问题基本解决。

    8结论与建议

    8．1  锅炉蒸汽参数

    锅炉在50～110％额定负荷范围内，蒸汽温度能达到设计值，蒸汽压力由于汽机原因一般维持在3．5～3．7MPa。

    8．2  锅炉热效率

    在试验其间，锅炉在各种负荷下测得的热效率在85％以上，最高达88％左右。达到保证的85％的锅炉热效率。

    8．3  排烟温度

就排烟温度偏高问题，建议再增加部分低温省煤器受热面来降低排烟温度。

龚留升(东方锅炉集团公司 643001)