300MW大型循环流化床锅炉运行分析与发展建议.pdf

第 4 5 卷第 6期 2 0 1 4年 1 1 月 锅 炉 技术 B OI L ER TECHN0L0GY Vo 1 ． 4 5．No ． 6 NO V ．，2 O 1 4 【 流 化床 锅炉 】 3 0 0 MW 大型循环流化床锅炉 运行 分析与发展建议 黄 中 ，潘贵涛 ，张 品高 ， 肖 平 ，孙献斌 1 ．中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 ，北京1 0 2 2 0 9 ； 2 ．中国电力企业联 合会科技 服务中心 ，北 京 1 0 0 0 3 8 摘要 对 国内 3 2台 3 0 0 Mw 大型循环流化床锅炉的运行状况进行 了分析 ， 尽 管循 环流化床锅 炉燃用 的主 要是低热值劣质燃料 ， 但是通过及时总结设计 、 运行 、 检 修维护方 面 的经 验 ， 得 出 3 0 0 MW 循环 流化床 锅炉运 行的经济性 、 安全性和可靠性已经得到了显著改善 。另外 ， 还针对脱硫 、 脱 硝改造及其 必要性 、 局部磨损 防治 、 关键部件改造 、 运行诊 断与优化 、 燃用特定煤种 锅炉 的开发 、 灰渣综 合利用 几个方 面提 出了建议 ， 可 为今 后大 型循环流化床锅炉 的设计 以及运行优化提供借鉴 。 关键词 大型循 环流化床锅炉 ；运行 ；分析 ；发展 ；可靠 性 ；经济性 ；环保 性 中图分类号 T K2 2 9 ． 6 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 4 7 6 3 2 0 1 4 0 6 0 0 3 5 0 7 0 前 言 循环流化床 C i r c u l a t i n g F l u i d i z e d B e d ， 以下 简 称“ C F B ” 锅 炉 技术 因其 优 越 的 环保 性 能 和 良 好 的燃 料 适 应 性 在 国 内外 得 以 迅 速 发 展 。我 国 自 2 0世纪 8 0年代 中期开始 从事 C F B锅 炉技 术开 发 ， 1 9 9 6年从 芬 兰 A l s t r o m公 司引进 的 4 1 0 t ／ h C F B锅炉 在 四川高 坝 电厂投 运后 ， 对我 国 C F B锅 炉 的工 程示 范起 到 了积 极 的 推 动作 用 口 ] 。 目前 ， 国内 C F B 锅 炉 的 主 力 机 组 已 经 发 展 到 了 3 0 0 MW ， 实 现 了 6 0 0 MW 超 临界 C F B锅 炉 的成功 投 运 ， 我 国 已经 是 世 界 上 C F B锅 炉 投 运 数 量 最 多 、 装 机容 量最 大 、 技 术最 先进 的 国家_ 2 ] 。 由于 C F B锅 炉在 中国应 用 时 间短 、 主要燃 用 的是 低 热值 劣 质 燃 料 ， 而 其 自身 的 流 动 特 性 、 燃 烧 过程 、 传 热 特 性 又 与 常 规 煤 粉 锅 炉 不 同 ， 因 此 其在设计、 运行、 检修维护 中所暴露 的问题较多， 对其 可 靠 性 、 经 济 性 和 环 保 性 指 标 有 一 定 影 响[ 3 ] 。近年来 ， 随 着 设 计 经 验 的 积 累 、 制 造 水 平 的提高 ， C F B锅 炉特 别是 3 0 0 Mw C F B锅 炉 已经 由早 期 的单纯 追 求 可靠 性 指标 ， 转 向为 追 求 经 济 性指标和环保性指标 ， 在此背景下总结分析 3 0 0 Mw 大 型循 环 流 化 床 锅 炉 运 行 现 状 具 有 积 极 的 意义 。本文 对 国 内运 行 的 3 2台典 型机 组 2 0 1 2年 运 行数 据进 行 了统计 分析 ， 并就 C F B锅 炉今后 的 发展提出了建议 。 1 3 0 0 MW 大 型循 环 流 化床 锅 炉 可 靠 性 指 标 1 ． 1 非计划 停运 次数 非 计 划 停 运 次 数 是 指 机 组 运 行 过 程 中因 为 各种故障而导致 的停运总次数， 它可 以从一个侧 面反 映出生 产管 理和设 备 运行水 平 见 图 1 。 } 因 纯凝 最小 _ 纯凝 平均 口 纯凝 最大 一 供热 最小 田 供热 平均日供热最大 回 空冷 最小 一 空冷 平均 团 空冷 最大 图 1 3 0 0 Mw 大型循环 流化 床锅炉非计划停运次数 2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大型循环流化床机组的平 均非 计 划 停 运 次 数 为 0 ． 8 8次／ 台 年 ， 其 中纯 凝 收稿 日期 2 0 1 4一O 1 2 6 ； 修 回日期 2 0 1 40 6 1 6 基金项目 “ 十二五” 国家科技支撑计划项 目 2 0 1 2 B AA 0 2 B 0 2 作者简介 黄中 1 9 8 3一 ， 男 ， 博士研究生 ， 高级工程师， 主要从事循环流化床锅炉技术 、 低质煤清洁发电技术研究开发 。 5 4 3 2 1 0 廿． 姐＼ 辍 迦骚 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 6 锅 炉 技术 第 4 5 卷 汽式 机组 为 0 ． 9 2次／ 台 年 ， 供热机 组 为 0 ． 8 9次／ 台 年 ， 空 冷 机 组 为 0 ． 8 0次／ 台 年 ， 1 6台 机 组 2 0 1 2年实现了零非计划停运。考虑到 2 0 0 9年该 项指 标为 5 ． 6 3次／ 台 年[ 4 ] ， 显然 3 0 0 MW 大型 循 环流化床机组的可靠性指标有了显著提高 ， 但与 煤粉 锅炉 的技术 指标 相 比仍 有 一 定差 距 2 0 1 2年 度全 国火 电 3 0 0 MW 级 机 组 非 计 划 停 运 次 数 为 0 ． 3 6次 ／ 台 年 。 1 ． 2 可 用小 时数 可 用 小 时数 等 于机 组 的运 行 小 时 与 备 用 小 时 之和 。早期 循环 流 化床 机 组受 到炉 内磨 损 、 给 煤堵塞、 排渣 困难 等因素的影响 ， 可用小 时数较 低 。近年 来 由于设 计 经验 的积 累 ， 加 之循 环 流 化 床 锅炉 防磨技 术 和运 行 优化 技 术 的应 用 ， 机 组 运 行情 况有 了 明显 的 改善 。2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大 型 循环流化床机组的平均可用小时数为 8 0 5 2 h ， 见 图 2 ， 其 中纯凝汽式机组为 7 9 1 8 h ， 供热机组为 7 9 8 0 h ， 空冷 机组 为 8 2 9 1 h 。 80 0 0 辍 芎 7 0 0 0 暖 『 五．6 0 00 因 纯凝 最小 一 纯凝 平 均 口 纯凝 最大 - 供热 最小 田 供热 平均日供热 最大 回 空冷 最小 一 空冷 平均团 空冷最大 图 2 3 0 0 Mw 大型循 环流化 床锅 炉可用小 时数 1 ． 3 运行小 时数 运 行 小 时 数 是 指 设 备 处 于 运 行状 态 的小 时 数 ， 其 直 接 反 应 设 备 的运 行 时 间 。2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大型循环流化床机组 的平 均运行小 时数 为 6 8 8 3 h ， 见 图 3 ， 其 中纯 凝汽式 机组 为 6 6 1 4 h ， 供 80 0 o 辙 粤7 0 0 0 暖 『i ．60 0 0 因 纯凝 最小 ■ 纯凝 平均口纯凝 最大 ■ 供热 最小 田 供热 平均日供热 最大 回 空冷 最小 ● 空冷平均囝空冷 最大 图 3 3 0 0 Mw 大 型循环流化床锅炉运行小时数 热 机组 为 7 4 2 0 h ， 空 冷 机组 为 6 7 4 9 h 。受 到 电 力市场用电负荷下降等的影响， 运行小 时数和可 用小时数之间存在一定差距 ， 此外部分 电厂 由于 承 担调 峰任务 ， 机组 运行 小时 数偏低 。 2 3 0 0 MW 大 型 循环 流 化 床锅 炉 经 济 性 指标 2 ． 1综 合厂 用 电率 C F B锅 炉采用循环流态化燃烧方式 ， 大量物料 处 于悬 浮态 ， 还 需克 服布风 装置 及分 离器 的阻 力。 受设 计影 响 ， 部分 机组 风机 选型余 量偏 大 、 运 行效 率低， 厂用电率指标较高。2 0 1 2 年 3 0 0 Mw 大型循 环流化床机组的平均综合厂用电率为 8 ． 1 3 ， 其中 纯凝 汽式机 组为 7 ． 4 3 ， 供 热机组 为 9 ． 3 8 ， 空冷 机组 为 9 ． 4 9 。这 些指标 均高 于 同等级 的煤 粉锅 炉 2 0 1 2年全国 3 0 0 Mw 等级煤粉锅炉机组的平均 综合厂用 电率为 5 ． 8 1 [ 5 ] ， 见 图 4 。 因 纯凝 最小 一 纯凝 平均 口 纯凝最 大 ●供热 最小 田供热平均日 供热 最大 回空冷 最小 一 空冷 平均团 空冷 最大 图 4 3 0 0 Mw 大型循环流化床锅炉综合厂用 电率 由于一 些机 组 已经完 成 了 风 机变 频 改 造 ， 所 以节 电效果 明显 ； 一 些 机 组在 煤 种 及运 行 条 件 适 宜 的前提 下 了采用 了低一 次 风量 和低 氧 量 ， 显 著 降低 了风机电耗 ； 一些机组针对运行负荷较低 的 现状 ， 在 中低 负荷 时采 用 单 一 次 风 机 、 单 二 次 风 机运行 也取 得 了 明显 的节 能 效 果 ； 还有 一 些 机 组对 阻力 偏 高 的 风 帽[ 7 ] 、 分 离 器 进 行 了改 造 ， 实 现 了技术 指标 的改 善 。在此基 础上 部分 3 0 0 Mw 等级机组的综合厂用 电率 可以控制在 5 ， 与煤 粉 锅炉 相 当。 2 ． 2供 电煤 耗 供 电煤 耗是 机组 每 向外 提 供 1 k W h 电能 平均耗用的标准煤量 ， 供电煤耗和厂用电率、 锅炉 效 率 有直 接 关 系 。2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大 型循 环 流 化 床机组 的平均供 电煤耗 为 3 4 4 ． 4 g ／ k w h ， 其 中纯凝 汽式 机组 为 3 4 0 ． 7 g ／ k W h ， 供 热 机组 为 3 3 9 ． 0 g ／ k W h ， 空 冷机 组 为 3 5 4 ． 2 g ／ k W h 。 2 O 8 6 4 2 、 脚锄匠L 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 黄 中， 等 3 0 0 MW 大型循环流化床锅炉运行分析与发展建议 3 7 C F B机组由于厂用电率较高 ， 加之燃用 的主要是 劣质燃料 ， 因此供 电煤耗指标高于同等级 的煤粉 锅 炉 2 0 1 2年全 国 3 0 0 Mw 等级 煤粉 锅 炉机 组 的 平 均供 电煤 耗为 3 2 4 ． 1 g ／ k W ． h ， 见 图 5 。 因纯凝 最小 ■纯凝 平均口纯凝 最大 一供热 最小 田供热 平均日供热 最大 回 空冷 最小 一空冷 平均团空冷 最大 图 5 3 0 0 Mw 大型循环流化床锅炉供 电煤耗 2 ． 3 负荷 系数 2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大 型 循环 流 化 床 机组 的平 均 负 荷 系 数 为 7 3 ． 4 ， 其 中 纯 凝 汽 式 机 组 为 7 5 ． 1 ， 供 热机 组为 7 5 ． 6 ， 空 冷机组 为 6 9 ． 2 。 现有机组负荷系数普遍不高 ， 除了一些 承担企业 自备发 电以及供 热 任务 的北 方 电厂 外 ， 大部 分 机 组 的负荷 系数较 低 ， 见 图 6 ， 这 对 机组 的经 济性 产 生 了一 定 的影 响 。 黧 ⋯ ’ 一 嚣 因 纯凝 最小 一纯凝 平均口纯凝 最大 ●供热 最小 田供热 平均日供热 最大 回 空冷 最小 ■空冷 平均园空冷 最大 图 6 3 0 0 Mw 大 型循环流化床锅炉 负荷 系数 2 ． 4 飞灰 底渣 含碳 量 早 期 C F B锅 炉 由于 燃 用 煤 质 较 差 3 2台锅 炉设计 燃 料 收 到 基 低 位 发 热 量 平 均 为 1 4 8 9 1 k J ／ k g ， 飞灰底渣含碳量较高 ， 造成 了锅炉效率较 低 。通过 近年来 的燃烧 调 整 和 运行 优 化 ， 即便 是 燃用较差燃料 3 2台锅炉实际燃料平均收到基低 位发热量仅为 1 3 9 5 0 k J ／ k g ， C F B锅炉 的飞灰 底渣含碳量仍有 明显的下降。2 0 1 2年 3 0 0 MW 大型循环流化床机组的飞灰含碳量为 2 ． 5 0 、 底 渣含碳 量 为 1 ． 1 2 ， 见 图 7 、 图 8 。由于 中 国的设 计人员和锅炉制造企业对 国情有着 更为深刻 的 认识 ， 在燃料粒 径分配 、 炉膛 高度、 配 风组织、 分 离器效率等方面采取 了诸 多措施 ， 有效保证 了锅 炉效 率 。 一 直⋯ 因 纯凝最小 一 纯凝 平均口纯凝 最大 _ 供 热最小 田 供 热平均 日 供热 最大 回 空冷最小 _ 空冷平均 团 空冷 最大 图 7 3 0 0 Mw 大 型循环流化床锅炉 飞灰含碳量 3． 5 冰2 ．8 咖{ 槎2 ． 1 抽 期1 ．4 { 啦 0． 7 O 因纯凝 最小 ● 纯凝 平均口纯凝 最大 ● 供热 最小 田 供热 平均 日 供热 最大 回 空冷 最小 ■ 空冷 平均 圈 空冷 最 大 图 8 3 0 0 Mw 大型循 环流化床锅炉底渣含碳 量 需要指出的是 ， 煤质参数对飞灰底渣含碳量 的影响非常大， 随着煤质的改善对应 的飞灰底渣 含 碳量 下 降 。C F B锅炉在 燃 用 褐煤 、 优 质 烟 煤 等 煤 种时 ， 其 飞灰 底 渣 含 碳 量 一 般 可 以控 制 在 2 ％ 以 内， 甚 至 优 于 同等 级 煤 粉 锅 炉 ， 而 对 于燃 用 低 挥 发分无 烟煤 ， C F B锅炉 通 过 提高 床 温也 可 以取 得 较好 的燃烧 效 果 。 2． 5 排 烟温 度 排烟热 损失是 影响锅 炉效 率 的重要 因素 ， 根 据 经 验 排 烟温 度 每 上升 1 0℃ ～ 1 5℃ ， 锅 炉效 率下降 1 ， 煤耗上升 2 ～3 g ／ k W h 。2 0 1 2 年 3 0 0 MW 大 型 循环 流 化 床 机 组 的 最 高排 烟 温 因 纯凝 最小 _ 纯凝 平均 口 纯凝 最大 ● 供热 最小 田 供热 平均臼供热 最大 回 空冷 最小 ■ 空冷 平均圆空冷 最大 图 9 3 0 0 Mw 大 型循环流化床锅炉排烟温度 O 8 6 4 2 O 蓬唧谨如 啪 娜 瑚 m 瑚 啪 T - 2壶 撰蝼脚 舳 2 ∞ ％ ， 籁 稼 啪 啪 m 啪 赠墨 } } 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 锅 炉 技术 第 4 5卷 度 为 1 4 9 ． 9℃ ， 见 图 9 。考 虑 到 3 0 0 MW 机 组 大 多 数采用 布袋 除尘 器 ， 排 烟 温度 过 高 时 除尘 器 的 寿命和运行安全性会受到影响。因此， 降低排烟 温 度对 于节 能降耗 、 提高 锅 炉 的安 全 可靠 性 具 有 双 重意 义 。 C F B锅炉 进 行 炉 内脱 硫 后 烟 气 中的 S O 及 S O。 量远低于煤粉锅炉 ， 对应的酸露点温度大幅 度 降低 ， 因 此 可 以 选 取 比煤 粉 锅 炉 低 的 排 烟 温 度 ， 这对于进一步提高 C F B机组的经济性具有积 极 意义 。 目前 已经 有 部 分 机 组 安 装 了低 温 省 煤 器 ， 其 一般 可 以降低排 烟温 度 2 O℃ ～3 0℃ ， 降 低 煤 耗 2 g ／ k W ． h 以上 ] ， 但 是 这 种 低 温省 煤 器 由于 未能 与机组 热 力 系统 设计 共 同考 虑 ， 回收 的 热量 品位较 低 ， 节 能效 果还 未完 全发挥 。 3 3 0 0 MW 大型 循 环 流 化床 锅 炉 环保 性 指标 3． 1粉尘 排放 受 到 火 电 厂 大 气 污 染 物 排 放 标 准 G B 1 3 2 2 3 -- 2 O l 1 的影 响_ g ] ， 现 有 机组 的 排 放 限 值降低为 3 0 mg ／ m。 ， 对于重点地 区则要求 执行 2 0 mg ／ m。的排放限值 。3 0 0 Mw 大型 C F B机组 一 般 采 用 电除 尘 器 或 电袋 复 合 除 尘 器 ， 2 0 1 2年 3 0 0 Mw 大 型循 环 流化床 机组 的平 均粉尘 排放 为 3 0 mg ／ m。 ， 部 分 C F B机 组需 要 进 行 除 尘 器 的 完 善改 造 ， 见图 1 O 。 因 纯凝 最小 一 纯凝 平均 口 纯凝 最大 一 供热 最小 田 供热 平均 日 供热 最大 回 空冷 最小 圈 空冷 平均 园 空冷 最大 图 1 0 3 0 0 Mw 大型循环流化床锅炉粉尘排放 3． 2 S O2排放 早期 大多数 C F B锅 炉并未严格保证 石灰石 输 送 系统 的运 行 ， 造 成很 多机 组 运行 中未 脱 硫 或 低 效率少量脱硫 ， 影响了 C F B锅炉的声誉 。随着环 保 法规执行 的 日益 严 格 ， C F B锅 炉 普 遍加 强 了 炉 内脱硫设施 的运 行 管理 。2 0 1 2年度 全 国 C F B机 组 3 0 0 Mw 等 级 的平 均 S O 排放 为 2 1 8 mg ／ m。 ， 见 图 1 1 ， 脱 硫效 率平 均 值 可 以达 到 8 5 以上 ， 运 行水平较好 的机组还可 以达到近乎 9 5 的计算 脱 硫效 率 。考 虑 到 国家标 准 要 求 2 0 1 4年 7月 1 日前机组必须满足新的排放标准 ， 建议脱硫效率 较低 的机 组 采 用 高 效 炉 内脱 硫 技 术 进 行 设 备 改 造 ， 该 技术 能够保 证 大 部分 机 组 在不 新 建 炉 外 脱 硫 系统 的前提下 实 现达标排 放 [ 】 。 5 o0 暑4 00 商 3 0 0 程 籀2 0 0 1 00 0 - 誊 医 舞 誊 一 巨 i 蠛 日 日 日 g ’ 因 纯凝 最小 一纯凝 平均口纯凝 最大 ■供热 最小 田供热 平均臼供热 最大 回 空冷 最小 i 空冷 平均 团 空冷 最大 图 1 1不同类 型机组的 S O 排放统计结果 根据 火 电厂大气污 染物 排放 标准 G B 1 3 2 2 3 -- 2 0 1 1 ， 现 有 C F B机 组 的 S O 。排 放 限值 为 2 0 0 mg ／ m。 ， 位 于广西壮 族 自治 区 、 重 庆 市 、 四 川 省 和 贵 州 省 的 火 力 发 电锅 炉 的 S O 排 放 限 值 为 4 0 0 mg ／ m。 ， 对 于新建 机组 则需执 行 1 0 0 mg ／ m。 的 排 放 限值 ， 重点 地 区需 要 执 行 5 0 mg ／ m。的排 放 限 值 。在 此背 景 下 显 然 新 建 机 组 和 重 点 地 区 的 机 组 仅仅采 用 炉 内脱 硫 是 完全 不 够 的 ， 还 应 考 虑新 建炉外脱硫系统 ， 此外一些实际燃用煤种硫分偏 高 的电厂 ， 也应考 虑进 行炉外 脱硫 。 3 ． 3 N O 排 放 C F B锅 炉 由于采 用 了分 级燃烧 和低温 燃烧 技 术 ， 其 NO 排放 浓度较低 ， 2 0 1 2年 度全 国 C F B机 组 3 0 0 Mw 等级的平均 N0 排放为 1 6 1 mg ／ m。 ， 见 图 1 2 。根 据 火 电 厂 大 气 污 染 物 排 放 标 准 GB1 3 2 2 3 2 0 l 1 ， 现有 CF B机 组 的 NO 排放 限 值 为 2 0 0 mg ／ m。 ， 对 于新 建机 组 和 重点 地 区执 行 35 0 z 2 8 0 2l 0 鬟1 4 0 7 0 Z 0 困 纯凝 最小 ■纯凝 平均日纯凝 最大 _供热 最小 田供热 平均日供热 最大 回 空冷 最小 一 空冷 平均 园 空冷 最大 图 1 2 不 同类 型机 组的 N O 排放统计结果 ∞ ∞ ∞ 柏 ∞ O ∞ Ⅲ ， 烂辎 集集 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 黄 中， 等 3 0 0 MW 大型循环流化床锅炉运行分析 与发展建议 3 9 1 0 0 mg ／ m。 的排放限值。显然大部分 C F B机组 无 需改 造 即可满 足 要求 ， 对 少 量 超标 机 组 及 新 建 机 组可 以考 虑采 用 S NC R脱 硝技术 进行 改造 _ 】 。 从 该技 术 的应用 情 况来 看 ， 可 以实现 6 O ～8 0 的脱硝效率 ， 施工周期短， 运行效果 良好。 4 发展 分析 4 ． 1脱 硫 、 脱 硝 改造及 其必 要性 困扰 未 来 大 型 C F B锅炉 发 展 的最 主 要 问 题 就是脱硫、 脱硝排放 限值的加强 。如何在避免高 昂设备投资和运行 费用 的前提下使 C F B机组环 保特性充分发挥、 满足最新环保标 准的要求 ， 就 成 了影 响 C FB锅 炉发展 的重要课 题 。 脱 硫方 面 ， 应 该 清楚 地 认 识 到石 灰 石 品质 对 脱硫性能有着显著影响， 应 当加强对石灰石粉的 品质 、 纯 度 和 粒 度 的要 求 ， 较 差 的 石 灰 石 参 数 会 带 来 钙 硫 摩 尔 比 高 、 石 灰 石 利 用 率 低 的 问 题 。 C F B锅炉 运行 中 的配 风 、 氧 量 、 流化 床 温 度 也 会 影 响脱 硫性 能 ， 一 些 机 组流 化 床 温度 明显 偏 离 了 炉内脱硫的适宜温度 ， 造成脱硫后的 C a S O 大量 逆 向分 解 ； 一 些 机 组 的分 离 器 存 在 缺 陷 ， 石 灰 石 粉不经 分离 器捕 集 、 一 次通 过 炉 膛 直接 进 入 尾 部 烟道 ； 一 些 机 组 的石 灰 石 输 送 系 统 存 在 设 计 缺 陷 ， 不 能实 现石 灰 石均 匀 稳定 的添 加 。针 对 这 些 问题 ， 应 及 时进行 设 备改造 为 C F B机 组炉 内脱 硫 营造 良好 的运行 环境 和设 备环 境 。 脱 硝方 面 ， 锅炉设 计结 构 和 运行 方 式 对 N0 排放 的影 响较 为 明显 。 由于 国 内投 产 的 C F B锅 炉为降低 成本 一般不 设置外 置床 ， 调 节手 段有 限， 部分电厂为了降低 飞灰底渣含碳量 ， 更是人 为选择 了较高 的密相 区温 度 ， 这就使 得 C F B锅 炉 的低 温 燃 烧 和 分 级 燃 烧 特 性 发 挥 受 到 了 限 制 。 对于排放浓度 略高于 2 0 0 mg ／ m。的机组首先应 考虑燃 烧 优化 调整 和 锅 炉本 体 一 体化 改 造 ， 这 两 种方 式投 入成 本低 ， 可 以取 得 一 定 的效 果 。对 于 排放 浓度 远高 于 2 0 0 mg ／ m。的机 组 ， 最为 行 之有 效的技术手段是 S NC R脱硝改造。 4 ． 2 局部 磨损 防治 早期 的 C F B锅炉大多采用金属喷涂 、 局部厚 壁管 、 防磨护瓦、 防磨堆焊等技术 手段提高易磨 损区域水冷壁管 的使用寿命。近期的 C F B锅 炉 多采用让管、 加装多阶防磨梁等技术手段减缓磨 损 ， 延长 锅 炉 连 续 运 行 时 间 。从 应 用 效 果 来 看 ， 过 渡区 的磨损 已经 得 到 了解 决 ， 目前 影 响 机 组安 全稳定运行的磨 损区域主要集 中在炉膛上部 出 口区、 分离器靶区等特殊部位。 炉膛 上部 出 口区磨 损一 般 表 现 为 单 侧磨 损 ， 即烟气 裹挟颗 粒 侧 向 冲刷 水 冷壁 管 ， 造 成 炉膛 上 部迎风侧管壁 的快速磨损减 薄。一些 电厂 为了 减 轻检 修工作 量 和维 护 成本 ， 采用 耐 火 耐 磨 浇 注 料对上部磨损 区域进行整体覆盖 ， 这种处理方式 会减 少 C F B锅 炉 的有效 吸热 面积 ， 影 响 了锅 炉 出 力 。最新 技 术 采 用 侧 磨 挡 板 进 行 炉 膛 上 部 出 口 区磨损控制 ， 从运行效果来看 ， 如果能够结合运 行参 数 优化调 整 ， 该部位 的磨 损 可控 。 分 离器靶 区是 C F B锅 炉 受 到 高 含 尘气 流 冲 刷磨 损 最为严 重 的 区域 。工 程 实 践 结果 显 示 ， 通 过更 换 高 强 度 耐 火 耐 磨 材 料 、 控 制 现 场 施 工 工 艺 、 调整运行风量与燃烧优化等技术 手段 ， 可以 减 轻靶 区磨损 。 4 ． 3 关 键部 件改 造 C F B机组的运行状况与关键部件密不可分 ， 有 些关 键部件 的问题 是 逐 渐暴 露 出来 的 ， 例 如 风 帽磨损及漏渣， 分离器 中心筒 变形 ； 有些关键 部 件的问题与设计有密切关系， 例如受热面设计不 合理， 导 致过 热器 、 再 热器等 温度 偏离设 计值 。 由于 C F B机 组是 一个有 机 整体 ， 因此 需要 针对 不 同问题 进行 全面 诊 断 ， 确定 问题 症结 后 再 进 行 关 键 部件 的改 造 。 例 如针 对风 帽 的磨 损 和 漏渣 ， 可 以采 用 改 进 型 的防漏渣 风 帽进 行 整体 更 换 _ 7 ] ， 该 型风 帽可 以 保证 5年以上的使用寿命 ， 由于采用了诸多先进 设计理念 ， 阻力适 中、 性能优 良； 针对中心筒变形 问题 ， 则 应 整 体 更 换 中 心筒 、 调 整 中心 筒 的 悬 吊 方式 ， 避免 由此 引起 的分 离 器 效 率 下 降 问题 ； 针 对受热面设计不合理 ， 应当及 时对受热面进行调 整， 保证蒸汽参数。 4． 4 运行 诊断 与优 化 C F B锅 炉大多 燃用 劣 质燃 料 ， 相 应 的 灰渣 物 理热损 失 和 机 械 不 完 全 燃 烧 热 损 失 较 大 ， 因 此 C F B锅 炉存 在 较 大 的优 化 空 间 。运 行 诊 断 与 优 化是提高 C F B机组运行水平的重要举措 ， 但是国 内很多电厂对此工作重视程度不够， 一些 机组 的 风量 指示 不 准 ， 测 量结 果 互 相 矛 盾 ， 运 行 人 员 无 法根据显示数据对机组运行情况进行判断 ， 燃烧 效率低， 飞灰底渣含碳量高、 厂用电率高 、 供 电煤 耗率高； 一些 电厂片面追求低一次风运行 、 高床 温运行 ， 由此 引发 S O 。及 NO 排 放 浓度 超 标 ， 石 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 0 锅 炉 技术 第 4 5卷 灰 石钙 硫摩 尔 比大 、 脱 硫 经 济 性 差 ； 一 些 电 厂 掺 烧褐煤后磨 损加剧、 频繁结焦 ， 掺烧煤泥后存在 返料不均。建议上述 电厂 与专业机构之间加强 合 作 、 联合 开 展 运 行 优 化 工 作 ， 从 运 行 诊 断 与 优 化 中获取效 益 。 4 ． 5 燃 用特定 煤种锅 炉 的开发 C F B锅炉具有广泛 的燃料适应性， 对传统煤 粉锅炉无力利 用或利用效果不佳 的煤种 可以起 到很 好 的填 平 补 齐效 果 ， 在 低 热 值 燃 料 、 难 燃 无 烟 煤 、 高 水 分 褐 煤 、 准 东 高 钠 煤 等 特 殊 方 面 具 有 应 用潜 力 。 高温 C F B锅炉可以燃用难燃煤种 ， 这种利用 方 式 克服 了 引 进 技 术 “ W ” 火 焰 炉 等 存 在 的飞 灰 含碳量高、 达不到设计 出力 、 NO 排放过 高等 问 题 。 由于其 脱硫 可在 尾 部进 行 ， 生 成 污 染 物 的处 理也 较 为 容 易 ， 有 望 发 挥 C F B 锅 炉 的 优 势 ， 使 C F B锅 炉成 为煤粉 锅炉 燃烧方 式 的有益 补充 。 随着 原 煤 入 洗 率 的提 高 ， 产 生 了 大 量 的 泥 煤 ， 采用 C F B锅 炉对 其进 行燃烧 利用 是现 实而 又 经济 的选 择 。从 目前 国 内相 关 技 术 的 应 用 情 况 来看， 一般可 以实现 3 0 ～ 5 0 的煤泥掺烧 比 例 ， 但是负面影响较为显著， 因此需要 针对煤泥 特 点 开发大 比例 掺烧煤 泥 的 C F B锅炉 ， 进一 步提 高 煤泥 的利用 率 和系统 稳定性 。 蒙 东地 区储 备 有 大 量 褐 煤 ， 由于 褐 煤 水 分 和挥 发分 高、 易结 渣 ， 因此燃 用 褐煤 的煤 粉 锅 炉在 运 行 过程 中暴 露 出 了 燃 烧 稳 定 性 差 、 炉 膛 容 易 结 渣 ， 煤 粉 干 燥 系 统 出力 不 足 ， 制 粉 系 统 爆 炸 和 过 热 器 堵 灰 等 问 题 。 与 煤 粉 锅 炉 相 比 ， 燃 用 褐 煤 的 C F B锅 炉 具 有 污 染 物 排 放 控 制 成 本低 、 燃 料适应性广 、 负荷调节 范 围大 、 锅 炉效 率 高 等 优 点 。在 内蒙 古 东 部 区 开 发 燃 用 褐 煤 的 C F B锅 炉 ， 特 别 是 高 参 数 大 容 量 C F B锅 炉 意 义 重 大 。 准 格尔盆 地 以东地 区地 区煤 资 源储 量 巨大 ， 开采成本低 ， 煤易于燃尽 。但是 ， 由于成煤历史 和 当地 特殊 的 自然地 理 环 境 ， 准格 尔 盆 地 以东 地 区煤 中钠 的含 量 较 高 ， 而 煤 中钠 是 煤 在 锅 炉燃 烧 过 程 中造成换 热 面 沾污 的 重 要 因素 。因 此 ， 高钠 煤 的燃烧利用受到极大 的限制 。 目前准格尔 盆 地 以东 地 区高 钠煤 的 利 用 主 要 采 用 掺 烧 低 钠 煤 的方 式 ， 但 这 种 控 制 方 式 只 能 减 缓 沾 污 ， 无 法 从 根本上解决 问题。因此结合 C F B锅炉 的燃烧特 点 ， 开发燃用高钠煤的 C F B锅炉对于促进准格尔 盆地 以东 地 区煤 开 发 利 用 具 有 重 要 的 现 实 意 义 和经 济价值 。 4 ． 6 灰渣 综合 利用 由于 C F B锅炉 属于低 温燃烧 ， 燃 烧过程 加 入 了大量 的含钙脱 硫 剂 特 别 是高 钙 硫 比运 行 时 ， 导致其产生 的灰渣较常规 煤粉锅 炉粉煤 灰存在 较大差异 ， 特别是游离 C a O含量 明显增加、 烧失 量高、 S O。 含量高等。这些差异致使其难 以按照 常规方 式开 展灰 渣综 合 利 用 ， 目前 所 采 用 的技 术 路 线 主要有 烧结砖 、 蒸压 砖 和砌 块 、 水 泥掺 合 料 ， 附加值 低 、 综合 利用 手 段仍 有 待 提 高 。开 展 深层 次的粉煤灰综合利用 ， 例如粉煤灰中提取三氧化 二铝 、 石煤 粉煤灰 中提 钒是 灰 渣 综合 利 用 的 重要 研究 方 向。 5 结 语 1 C F B锅炉 已经 由早期 的单 纯追求可靠 性指标 ， 转 向为追求经济指标和环保指标 。从其 运 行情况 来看 ， 各 项技 术 指 标 已经 得 到 了显著 改 善 ， 但仍 具有 进一 步优化 的空 间 。 2 脱硫、 脱硝排放限值 的加强将对 C F B锅 炉 发展产生深远影 响 ， 现有机组应尽 可能发挥 C F B 锅炉 自身 的环保 特性 ， 在避免 高昂设备投 资和运行 费用的前提下来满足最新环保标准的要求 。 3 局部磨损 防 治 、 关 键 部件 改 造 、 运行 诊 断 与优化等技 术的运用有 助于进 一步提 高 C F B的技 术水平 。 4 C F B锅炉具有广 泛 的燃料 适应性 ， 在低热 值燃料 、 难燃无 烟煤 、 高水分褐煤 、 准格尔盆 地 以东 地 区高钠 煤等特殊煤种 利用方面具 备应用潜力 。 5 随着超临界 C F B锅炉技术 的发展和低 热值燃料发电技术的市场需求 ， C F B锅炉技术仍 将在火力发电技术领域 占据重要地位 ， 继续发挥 填 平补 齐 的作 用 。 参考文献 [ 1 ]孙献斌 ，黄中．大型循环 流化床锅炉技术与工程应用[ M] ．2 版．北京 中国电力 出版社 ， 2 0 1 3 ． [ 2 ]李斌 ， 李建锋 ， 吕俊复 ， 等．我 国大 型循 环流化床锅 炉机组运 行现状E J ] ．锅炉技术 ， 2 0 1 2 ， 4 3 1 2 2 2 8 ． E 3 3孙献斌．C F B锅炉热效率与环保 特性及 可靠性分析 [ J ] ．中 国电力 ，2 0 0 8 ，4 1 1 O 4 4 4 8 ． [ 4 ]李建锋 ，郝继红 ，吕俊复 ， 等．中国 3 0 0 MWe 级循环流 化床 锅炉机组运行现状分析E J 3 ．锅 炉技术 ，2 0 1 0 ，4 1 5 3 7 41 ，4 7 ． E s ]全国发电机组技术协作会 ．2 0 1 2年度全 国火 电 3 0 0 Mw 级 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 黄中 ， 等 3 0 0 MW 大型循环流化床锅炉运行分析 与发展建议 4 1 机组 能效 对 标及 竞赛 资 料 E R] ．淮 南 中 国电力 企 业联 合 会 ， 2 o 1 3 ． [ 6 ]杨石 ， 杨海瑞 ，吕俊复 ， 等．基 于流态 重构 的低能耗循 环 流 化床锅炉技 术[ J ] ．电力技术 ，2 0 1 0 2 9 1 6 ． [ 7 ]黄 中，肖平 ，江建忠 ， 等．国产 2 0 0 Mw C F B锅 炉风帽优 化 改造[ J ] ．中国电机工程学报 ，2 0 1 1 I 1 8 3 1 8 6 ． [ 8 3牛树赞．某循