（神华鄂尔多斯煤制油分公司热电生产中心 内蒙古鄂尔多斯 017209）
摘要：介绍了440t/h CFB锅炉从入炉煤粒径，锅炉循环灰平衡额面的燃烧优化调整方法，通过CFB锅炉的优化调整使锅炉床温、风量、氧量明显下降，机组厂用电率、煤耗等主要经济指标也相应降低，并且还提高了机组的稳定性满足其成周期运行。
关键词：入炉煤质、入炉煤粒径、循环灰量、风量、氧量
This paper introduces the optimization and adjustment method of the combustion of 440t/h CFB boiler from the coal particle diameter of the furnace, the establishment of boiler circulation balance, the difference pressure of the boiler material layer, the one or two air volume, the return feed wind, the loose wind and so on. Through the optimization and adjustment of the CFB boiler, the boiler bed temperature, air volume and oxygen amount are obviously decreased, the power consumption rate and coal consumption of the unit plant are also used. The main economic indicators have also been reduced correspondingly, and the stability of the unit has also been improved to meet its periodic operation.
Coal quality, coal particle size, circulating ash content, air volume and oxygen content
1引言
中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司热电生产中心3×440t/h循环流化床锅炉是无锡华光锅炉厂结合多年来生产循环流化床锅炉的经验开发的新一代产品。是高温高压，单汽包横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架π型布置CFB锅炉，锅炉的最大连续蒸发量为440t/h。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是两台蜗壳式绝热旋风分离器，尾部竖井烟道布置两级三组对流过热器，过热器下方布置四组省煤器及一，二次风各三组空气预热器.在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室；二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料在炉膛内与流化状态下的循环物料掺混燃烧，床内浓度达到一定后，大量物料在炉膛内呈中间上升，贴壁下降的内循环方式，沿炉膛高度与受热面进行热交换，随烟气飞出炉膛的众多细小物料经蜗壳式绝热旋风分离器，绝大部分物料又被分离出来，从返料器返回炉膛，再次实现循环燃烧。而比较洁净的烟气经转向室、 高温过热器、 低温过热器、 省煤器、 一、 二次风空气预热器由尾部烟道进入脱硫塔反应后由烟囱排出。
锅炉的主要性能参数见下表：
2、入炉煤粒径的调整
1）CFB锅炉对入炉煤粒径分布要求很高，合理的粒径分布是影响锅炉燃烧安全稳定和经济的最重要因素之一，入炉煤粒径对锅炉的影响有以下几点：
a）入炉煤细粒径比例较少，粗颗粒比例多，阻力相应增加锅炉流化所需一次风量增大，细颗粒逃逸出炉内的几率增高，锅炉飞灰含碳量上升；
b）入炉煤细颗粒比例多，粗颗粒比例少，在相同的一次风量下锅炉床层上移，床温升高，锅炉排烟温度也相应提高；
c）入炉煤粒径过粗还会影响到锅炉的正常流化和排渣，粒径过粗容易使排渣不畅导致流化不良甚至结焦，为此应严格控制入炉煤粒度；每星期对入炉煤粒度进行分析两次，并根据入炉煤粒度分析及时调整燃运细碎煤机锤头间隙。
2）根据燃烧试验入炉煤粒径规定如下（经分析入炉煤成灰特性较差）：
注：不同煤质在燃烧调整中，应根据实际燃烧调整需要对入炉煤粒径进行修正。
3、锅炉循环灰平衡的建立
入炉煤质的变化是CFB锅炉燃烧调整的首要研究对象，其发热量、挥发分、水份、含硫量等特别是灰份的变化会在不同程度上对锅炉燃烧带来影响；我中心入炉煤主要神华煤，此煤细颗粒占比重过大，构成循环灰主体的灰粒度不到所有成灰的20%，成灰特性极差，因此采用矸石掺烧方式来增加锅炉循环灰量；为了使配煤更精确，避免煤质大幅波动，采用分仓上煤方式进行配煤（共计3个原煤仓）即：#1、#2 原煤仓上原煤，#3原煤仓上矸石，原煤和矸石的比例按照3:1比列掺烧的混煤，再经过调整各给煤机出力进行精细配煤，使燃烧煤种满足需求；（发热量约为4500-5000cal/Kg左右）。
4、氧量调整
风量的合理调整能有效地改善风、煤灰的混合程度，我中心对风量的调整采取“低风量、低氧量”的运行调整方式，在不同的运行负荷下，氧量过大，会导致排烟热损失和风机电耗增加；反之，虽然使得风机电耗下降，但飞灰可燃物增加，未完全燃烧热损失增加，低负荷（200t/h-300t/h）控制氧量3～4%，（300t/h-400t/h）负荷控制氧量在2～3%，400t/h负荷以上控制氧量在1.5～2%左右.床温控制在950℃以下，考虑到脱硫效率最佳床温应控制在930℃以下。
5、锅炉床压的调整
料层差压，是循环流化床锅炉运行中反映床料高低的重要参数，床压过高，导致一次风阻力增大，风室压力过高，一次风穿透能力减弱，锅炉启动是水冷风室内传递给床层的热量减少，降低油枪的效率。导致热量损失增大。锅炉正常运行时也需要大量的流化风量才能使床料得到充分的流化，造成风机耗电大。大量的物料循环会使水冷壁、水冷屏、过热屏的磨损增加。所有在运行调整中应采取“低床压”运行方式，在保证锅炉循环灰量的情况下尽量维持低床压运行，控制水冷风室压力在11KPa～13KPa范围内，#0、1炉床压控制在4.0 KPa左右，#2炉床压控制在4.5 KPa左右（#2床压测点安装位置不同，#2炉床压测点偏低）；经验值床压测点高度偏差50mm，床压显示值偏差0.5KPa。
6、一、二次风量调整
对于CFB锅炉来说，锅炉的一次风主要是用来床料的流化，它的大小很大一部分原因取决于锅炉的流化状况，颗粒度大，床料量也相应增多，所需的一次风量就大；风量过小，炉膛内床料的流化状态就差，容易造成流化不良，同时还会使密相区中的煤燃烧不完全；风量过大，则锅炉排烟热损失也大，达不到经济运行的效果，还会增加锅炉受热面的磨损；二次风量的控制其实就是对氧含量的控制，而氧含量又直接影响着锅炉的经济性。它的大小很大一部分原因取决于负荷，负荷高则给煤量大，床料量也相应增多，所需的二次风量就大；负荷低时正好相反。
在风量调整时应采取“低风量、低氧量”的运行调整方式，在保证锅炉床温控制在规定范围的情况下，尽可能的减小一、二次风量；及时调整主一次风门开度及一次风机入口挡板的开度，为了减少主一次风门节流损失，在保证两侧床平稳的情况下尽量保持左右两侧主一次风门全开，用一次风机入口挡板调整一次风量的大小，必要时可以适当开启燃烧风与混合风门进行补偿；当锅炉负荷440t/h，#0炉控制一次风量小于175000Nm3/h，#1炉控制一次风量小于180000KNm3/h，#2炉控制一次风量小于200000Nm3/h，（#2炉与#0.1炉一次风量标定系数不同），两台一次风机电流均小于120A，两台二次风机电流均小于65A。通过调整上下二次风门的开度来控制二次风量，调整炉膛下二次风量（目前开度不超60%），一方面使炉膛下部缺氧燃烧，控制炉膛下部温度，减小NOx的排放，另一方面可以减缓炉膛内二次风口磨损；因炉膛床上油枪二次风管径较粗，尽量减小其二次门开度，建议开度不超过50%；根据锅炉入炉煤质情况,通过调整一、二次风配比,控制炉膛上部差压，使炉内燃烧更加充分，从而降低飞灰含碳量。
7、返料器返料风、松动风的调整
返料风量、松动风量原则上不参于运行调整，但松动风量过大会造成返料沿立管直接反窜至分离器中心，破坏旋风分离器径向速度分布，甚至直接飞出分离器，降低旋风分离器分离效率和循环倍率，使得锅炉经济性变差，返料风量过大一方面会影响返料器返料效果，另一方面会给回料器器斜腿内煤的二次燃烧提供氧量（回料器给煤），导致回料器斜腿温度过高；建议返料器返料风门开度在50%左右，返料器松动风门开度在45%左右。
8、给煤系统的调整
应根据锅炉下部各床温测点温度，及时调整每台给煤机变频器，保证锅炉下部床温测点偏差小于50℃。各给煤机密封风采用的时二次冷风，落煤管4路播煤风 采用一次热风，在保证给煤机落煤管温度不超温的情况下，尽量减少播煤风，建议在不掺烧油灰渣时将落煤管播煤风投运3炉即可满足。如果掺烧油灰渣则4路播煤风必须全部投运，以防落煤管堵塞。
9、CFB锅炉燃烧优化调整前后参数的对比：
10、结论
经过燃烧优化调整，CFB锅炉床温、风量、氧量明显下降，以机组满负荷为列：锅炉总风量可减小20000Nm3/h左右、床温降低约10℃左右、锅炉氧量下降1%左右；
1)调整后锅炉风量的明显减小，一次风量约减小20000Nm3/h，二次风量约减小10000Nm3/h，这样不仅减少了锅炉内的磨损，也减小了锅炉翻床的风险；
2)调整后锅炉床温明显降低，燃烧调整时降低了一次风机、二次风机、引风机的出力，厂用电率也大大降低；
3)调整后不仅降低了锅炉床温而且还降低了分离器温度从而保证了回料器膨胀节安全运行；
4)锅炉床温的降低，使炉内脱硫效果明显提高，减少了脱硫氨水的用量，降低了发电成本；
5)矸石掺烧后，减少了锅炉用煤量，大大降低了发电成本，根据本厂原煤及矸石的价格及发热量计算每掺烧1吨矸石约降低发电成本40元。
参考文献
[1]神华神东电力公司煤制油自备热电厂锅炉性能考核试验报告，西安热工研究院有限公司，2008年3月
[2]王鹏立、高洪培等. 无锡华光锅炉股份有限公司神华神东电力公司煤制油工程CFB锅炉所用燃料试烧试验研究报告.西安热工研究院有限公司，2005年12月
[3]神华煤制油自备热电厂UG－440/10－M锅炉说明书3V－SM1，无锡华光锅炉股份有限公司，2006
作者简介
万飞（1986.05-）助理工程师，神华鄂尔多斯煤制油分公司热电生产中心运行值长。一直从事循环流化床锅炉运行工作。
论文作者:万飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：锅炉论文; 风量论文; 炉膛论文; 粒径论文; 料器论文; 风机论文; 风门论文; 《电力设备》2018年第16期论文;