300MW循环流化床锅炉风机节能优化运行探讨.pdf

第 2期 2 0 1 4年 3月 锅炉制造 BOI I J ER MANUF ACTURI NG No ． 2 Ma r ． 2 01 4 文章编号 C N 2 3 1 2 4 9 2 0 1 4 0 2 0 0 4 8 0 3 3 0 0 MW 循环流化床锅炉风机节能优化 运行探讨 周 健 云南大唐 国际红河发 电公司 ， 云 南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 本文对 3 0 0 M W循环流化床锅炉几大风机运行中的现状进行了分析， 在满足锅炉安全运行的前提下， 研究了一系列风机节能运行要点及方法， 有效的降低锅炉风机的厂用电率 ， 降低了机组的供电煤耗。 关键词 循环流化床锅炉 ； 风机节能； 优化运行 中图分类号 T K 2 2 6 文献标识码 A Di s c u s s o n Fa n En e r g y S a v i n g Op t i ma l Op e r a t i o n o f 3 0 0M W CFB Bo i l e r D a t a n g Ho n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s p a p e r a n a l y z e s t h e p r e s e n t s i t u a t i o n o f 3 0 0MW c i r c u l a t i n g flu i d i z e d be d b o i l e r s e v e r a l f a n i n t h e o p e r a t i o n，i n o r de r t o me e t t h e s a f e o p e r a t i o n o f t h e b o i l e r ，a s e r i e s o f f a n e n e r g ys a v i n g o pe r a t i o n ma i n p o i n t s a n d me t h o d s a r e d i s c u s s e d，wh i c h ma y e f f e c t i v e l y r e d u c e t h e p o we r c o n s u mp t i o n r a t e o f b o i l e r fan a n d t h e c o a l c o n s ump t i o n o f un i t ． Ke y wo r d s c i r c ul a t i n g flu i d i z e d b e d bo i l e r ； f a n e n e r gy s a v i n g； o p t i mal o pe r a t i o n 1 概 述 循环流化床锅炉机组的一个特点就是厂用电 率比较高， 在满负荷是机组的厂用电率达 7 ． 8 ％， 低负荷 5 0 ％ 时厂用 电率高达 9 ． 4 ％， 而锅炉侧 的几大风机 的耗 电量 占全厂厂用 电率 7 0 ％。由 于云南省水力资源丰富 ， 水 电装机容量在 电网比 例达到 6 8 ％ ， 火电装机容量只 占有 2 9 ％ ， 所 以火 电机组全年有一半以上时间处理低负荷运行。接 下来将重点探讨一下循环流化床锅炉风机在低负 荷时， 一些节能优化运行的方法及措施。 2 设备简介 我公司循环流化床锅炉 的物料循环过程为 一 次风将床料流化 ， 至旋风分离器将 固体和气体 分离 ， 烟气进入锅炉尾部烟道加热受热面 ， 床料 由 分离器到 回料阀 ， 一部分床料直接从 回料 阀回到 炉膛， 一部分经过外置床换热后回到炉膛， 由此形 成一个物料循环 系统。受热 面主要 布置在水冷 壁 、 外置床及尾部烟道。 循环流化床锅炉 的风机主要有两 台一次风 机 、 两台二次风机、 五台高压流化风机 、 两 台引风 机组成。一次风机主要作用是将床料流化， 同时 给炉膛下部密相 区提供一定 氧量供燃料燃烧 ， 正 常运行时经两个 主流化一次 风门， 通过布风板下 一 次风室通过布风板和风帽送人炉膛。二次风机 的作用和普通煤粉炉基本相同， 主要是补充炉内 燃料燃烧 所需氧气 ， 同时加 强物料 的掺混 ， 通过 收稿 日期 2 0 1 31 02 8 作者简 介 周健 ， 助理工程 师， 高级工 ， 从事 3 0 0 MW 循环流化床锅炉集控运行 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 周健 3 0 0 MW循环流化床锅炉风机节能优化运行探讨 ‘ 4 9 上 、 下二次风风 口进入炉膛 。高压流化风机的作 用是对外置床、 回料阀等提供流化风， 满足正常的 物料循环。 3 风机节能优化运行措施 3 ． 1 一次风机优化运行 3． 1 ． 1锅 炉床 压 的控 制 循环流化床锅炉的床压指的是流化床底部的 床料高度形成的压差 ，床压数值 的大小就代表炉 膛内物料循环量的多少。床压正常运行中应该维 持在一定的范围内， 若床压过低循环流化床 中的 物料将趋于鼓泡床， 从而导致炉膛下部燃烧份额 过大 ， 释放的热量无法全部被密相区的受热 面吸 收 ， 导致密相 区床温过高 ； 而稀相区内因为物料浓 度过低， 无法将足够的热量传递给稀相区的受热 面 ， 最终 导致锅炉 出力不足 ， 无 法达到满负荷运 行。同时床压又不能维持过高 ， 若物料循环量过 大 ， 会使一次风机 电耗增大， 也会导致受热面磨损 问题 出现。因此 ， 我公 司对床压的控制进行 了摸 索和优化 ， 在床压优化前 、 后与负荷对应值参考曲 线如下图 1和图2所示 。 幽 j 盂 5 0％ l o o ％ 负荷 ％ 图 1 优化前 曲线图 5 0 ％ 1 0 0 ％ 负荷 ％ 图 2 优化后 曲线 图 若床压上涨速度较快， 可通过加大排渣量， 改 变入炉煤种及石灰石 的掺烧量来维持床压正常。 机组负荷降至 1 5 0～ 2 0 0 M W 时 ， 根据下次计划升 负荷的时间和幅度提前 1小 时， 将 床压调整至 6 ～ 7 k P a 。在锅炉维持低床压运行期 间， 加强炉膛 以及分离器温度 的监视 ， 若温度偏高， 超过 9 0 0℃ 时 ， 可适 当提高床压 ， 配合进行调整 ， 分离器出 口 温度最 高不超过 9 2 0℃。通过低床压 的优化运 行， 使一次风机电流得到大幅度降低。 3 ． 1 ． 2锅 炉一 次风 量 的控 制 锅炉一次风量一般控制在 2 4 0 2 5 0 k N m ／ h ， 运行期间加 强炉膛 各部 温度 的监视 ， 发现炉 膛 温度测点显 示下 降 ， 内部床 料可 能 出现流化 不 良时 ， 可适 当增大一次 风量 至 2 7 0 k N m ／ h ， 观察 温度变化情况， 待正常后， 再将一次风量降至 2 4 0 ～ 25 0 k Nm ／h。 3 ． 1 ． 3锅 炉一 次风 压的控 制 正常运行过程中控制一次风母管压力比水冷 风室高 4 5 k P a 为了防止测点显示不准导致误 判断 ， 可综合 1 、 2一次风机出 口压力进行综合 判断 。一次风压通过左右侧一次风挡板 以及风 燃器的混合风和点火风配合进行调整。正常情况 下开启风燃器 的混合风和点火风挡板开度在 3 O ～ 4 0 ％ ， 通过调整一次风压 ， 维持左右侧一次风挡 板开度在 4 0～ 5 0 ％ 。遇到给煤线检修 以及事故 处理或者排渣线故障导致床压升高时， 可根据实 际情况关小风燃器 的混合风和点火风 ， 提高一次 风压进行调整 ， 调整正常后 ， 恢 复原来 的运行方 式 。 3 ． 2 二次风机的优化运行 3 ． 2 ． 1锅 炉氧量 的控 制 电站锅炉运行过程中烟气含氧量的变化 ， 会 同时引起送风机 、 引风机电耗的变化 。当然 ， 在锅 炉氧量控制的过程 中， 也不是为了降低风机 电耗 而一味的降低锅炉氧量 ， 还要参考 氧量变化对灰 渣含碳量、 烟气中可燃气体一氧化碳含量 、 排烟温 度及二氧化硫 排放 的影 响。在氧量调整 的过程 中， 值长应该根据入炉煤质的变化 ， 及时调整人炉 煤中石灰石的掺配 比例 ， 避免经常出现 因为二氧 化硫升高 ， 通过提高氧量来控制二氧化硫的现象 。 3 ． 2 ． 2 锅炉二次风压的控制 公司的二次风压主要是通过炉膛上下二次风 挡板开度来控制， 在机组低负荷时， 应尽量将炉膛 上下二次风挡板开度开大， 降低二次风压 ， 由于风 机的节流损失减小， 达到降低二次风机电耗的目 的。但二次风压也不能过低 ， 防止床料返 回至二 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 0 锅炉制造 总第2 4 4期 次风管道中， 锅炉二次风压根据不同的负荷来进 行控制。在调整二次风压的过程中， 注意给煤线 各密封风量以及刮板 给煤机落煤 口温度 的变化 ， 有异常时及时提高二次风压。 3 ． 3 高压流化风机的优化运行 我公司每台机组各设置了5台流化风机 ， 流化 风母管压力一般控制在 5 0 k P a 。优化前的运行方 式是每台炉三运两备， 这样运行流化风机人 口挡板 开度在4 5 ％左右 ， 节流损失较大 ； 若改为两运三备 用时又无法达到流化风母管压力的需要 。经过两 台炉流化风母管连通改造后 ， 两台炉流化风母 管 连通运行 ， 实现两 台炉流化风机 五运五备 当其 中一台锅炉发生锅炉跳闸时快速关闭流化风母管 联络 门 ， 比优化前减少一 台流化风机运行 ， 运行 流化风机入 口挡板开度到 7 0 ％左右 ， 降低 了流化 风机节流损失 ， 同时降低 了流化风机电耗 。 4 结束语 除上述风机优化节能运行措施外 ， 我公 司还 对一 、 二次风机进行了加装变频器改造 ， 使风机 电 耗得到大幅下 降。通过这一系列风机节能措施 ， 使我公 司二次风机耗 电率 同比降低 0 ． 6 5 ％ ， 引风 机耗 电率 同比降低 0 ． 1 4 ％ ， 一次风机耗 电率同比 降低 0 ． 7 1 ％， 流化风机耗电率同比降低 0 ． 1 8 ％， 综合厂用 电率降低了 1 ． 4 5 ％ ， 在节能降耗这条道 路上取得 了显著的成效。 参考文献 [ 1 ] 吕俊复． 循环流化床锅炉运行与检修． 中国水利水 电出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 路春美． 循环流化床锅炉设备与运行． 北京 中国电 力出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 上接第 3 9页] T P 3 4 7 H管材 ， 经检测发现其晶粒较粗 ， 易于产生 氧化皮 ， 当蒸汽流量变动大或炉内温降过快时易 于造成氧化皮脱落 、 沉积 ， 本次停炉前发生了爆管 振动 ， 停机后闷炉不足， 且采用了过早破坏炉底水 封、 打开炉膛人孔 门加快冷却等极端手段 ， 促使 了 氧化皮大量脱落 。 2 系统内还存在部分基建遗留物 ， 基建遗 留 物可能在三 、 四过、 末再进 口节流孔或下弯头处沉 积 ， 减小蒸汽通道。 3 氧化皮堆积物及基建遗 留物在 系统 内沉 积 ， 造成过热 器、 再热器管屏流量不足而过热爆 管 。本次爆管检查过程 中虽未在爆破管道中发现 异物 ， 但不排除异物随爆 口冲出的可能。 4 锅 炉 三 过 、 四过 及 末 再 均 大 量 使 用 了 T P 3 4 7 H管材 ， 而爆管管束未设置壁温测点 ， 运行 中是否发生超温运行人 员无 法判断。锅 炉过热 器 、 再热器壁温测点偏少 ， 不能对运行壁温进行有 效监控。 6 建议与结论 1 当期超超临界高温受热面常用的管材 中。 T P 3 4 7 H易于生成氧化皮 ， 如果晶粒较粗 ， 对遏制 氧化皮的生成更为不利。 2 受热面蒸汽温度 的控制要服从金属温度 ， 发现有任一点壁温超过限额时应降低蒸汽温度运 行 ， 只有在原因查明并处理正常， 各管壁温度均不 超限后才能恢复正常汽温运行。 3 机组启停机过程 中， 严格控制温度变化幅 度 ， 按照启停机 曲线操作 。 4 加强机组运行过程 中壁温监 视和金属温 度测点的维护 ， 对受热面金属壁温 的趋势严加管 控 ， 并加强对超温情况分析和统计 ， 根据运行过程 中壁温情况决定是否停炉后对受热面内氧化皮进 行检查 。 5 目前 ， 燃 煤机组大容量 、 高参数发展趋 势 成为主流， 受蒸汽温度 的提高 、 材质设计不合理 、 运行过程中大范围的变动负荷 、 运行经验不足 、 认 识不到位等因素使得大容量 、 高参数锅炉 的氧化 皮问题不可避免 ， 如何减缓和控制其生成和脱落 ， 则需要广大工程技术人员 的共 同提高对氧化皮 问 题的认识 ， 相信通过各专业人员的共 同努力 ， 氧化 皮的困扰将会得到有效缓解 ， 超超 临界机组的运 行可靠性将会得到改善和提高。 参 考文献 [ 1 ] 陈媛 ， 王旭．超 超 临界锅炉氧化皮脱落原因 分析及防治措施[ J ] ． 华电技术 ， 2 0 1 3 ， 3 5 3 1 4 ． [ 2 ] 曾壁群， 陈裕忠， 冯庭有． 1 0 3 6 M W 机组锅炉受热 面氧化皮的预控措施研究 [ J ] ． 发电设备 ， 2 0 1 2 ， 2 6 4 2 9 2 2 9 5 ． [ 3 ] 杨景标 ， 郑炯， 李树学， 等． 锅炉高温受热面蒸汽 侧氧化皮的形成及剥落机理研究进展[ J ] ． 锅炉技 术 ， 2 0 1 0， 4 1 6 4 4 4 9 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m