330MW循环流化床锅炉风量配比与应用

作者：万相龙

【摘 要】330MW循环流化床锅炉因施工与设计存在差异，导致运行风量配比与设计值产生差异，锅炉床温高、污染物排放超标、床压高、排渣困难。通过运行调整与理论研究，改造风源、重新定义风量配比，解决问题。

Abstract：The 330MW Circulating Fluidized Bed Boiler because of differences in design and construction，resulting differences in design and operating，bed layer temperature and pressure high， excessive emissions, difficult slag discharge。Through the combination of operation adjustment and theoretical research， transformate and redefining the volumeratio of vav，solution problems。

【关键词】循环流化床；风量配比；风源改造 一、 引言

某厂引进DG1100/17.4-Ⅱ2循环流化床锅炉，为亚临界、一次中间再热、单汽包自然循环、单炉膛、平衡通风、露天布置的锅炉机组，锅炉设计效率92.37%，烟气流速3.56，设计一、二次风配1:1.2。

二、运行现象分析

锅炉按说明书提供的一次风与上、下二次风量3:2.1:1的要求配比，在330MW额定负荷下运行的168小时内，出现以下现象： （一） 床温高

额定负荷工况下，按说明书要求调整运行参数，床温大面积升高，平均床温在930~945℃之间，中间床温单点高达1024℃，排渣间断出现小焦块，虽无大面积结焦事故发生，但严重影响锅炉安全运行。 （二） 烟气硫含量大

满负荷设计平均床温910℃，脱硫温度窗一般认定850℃左右，实际床温930~945℃远高于此值，脱硫效率低，SO2排放值350~500mg/m3，超出《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)中SO2含量在200mg/m3以下的规定。 （三） 排渣温度高

床温高导致排渣温度高， LGT-25×10000型冷渣器设计出渣温度≤150℃，二实际排渣温度在170℃左右，偶尔甚至达到200℃，冷渣机无法承受。 （四） 给煤口结焦

风量配比不合理造成床温高，炉内给煤机口高温结焦，锅炉停运后进入炉膛观察，给煤机炉膛入口，大面积覆盖高温焦块及未完全燃烧的煤团，几乎遮掩给煤机入口。

三、 原因探究

带着上述问题，比对设计图纸、说明书和现场实际情况，逐一排查，寻找原因。 （一） 风量布置

原给煤机密封风设计由冷二次风提供，播煤风由热一次风提供.一次风压头与二次风压头比例大于3:1，播煤风在给煤机内的混合比例压制二次风冷却作用，同时床温高、床压大降低了燃煤的播撒力度，故而使燃煤在入口播撒不均，形成低温板结而加重给煤口结焦程度。 （二） 定义风量配比

二次风机设计运行初始风压7kpa，为达到设计值需对二次风横截面积节流，因二次风管横截面积大，节流提高风压必然造成启动初期二次风机电耗增加，同时造成冷源损失增加，大幅降低锅炉启动床温，延长油枪运行时间，造成生产成本浪费，由此表明二次风达不到设计要求，扰动作用降低。

二次风分三层布置，上、下层和床枪，下层和床枪风并称下二次风。锅炉床料静态高度850mm，临界流化风量20.5万Nm3/h，到稳燃负荷160MW时，床压6~7kpa，一次风量36万Nm3/h，风室压力12~13kpa，二次风压4.3kpa左右，二次风量36万Nm3/h，一、二次风配比调整为1:1，上二次风门节流至10%，下二次风门开度50%，床枪风门30%，平均床温在910℃左右。

随着锅炉负荷提高，一、二次风量均不同程度增加，按设计要求，一、二次风量比例达到设计值1:1.2，平均床温始终维持在930~945℃之间，偶尔出现单点1000℃以上。

油枪撤出后，投运电除尘和石灰石脱硫系统，因床温过高导致脱硫系统满出力状态仍达不到污染物排放要求，同时排渣温度高，冷渣器冷却水量凸显不足，排渣量被迫减小，床层压力增加，一次风压被迫提升。满负荷时，一次风压高达16.5KPa，几乎接近膨胀节额定压力18KPa，对膨胀节安全运行造成影响，长期运行将导致膨胀节撕裂。

实际情况表明3:2.1:1的风量配比，不能满足锅炉床温设计要求，脱离可控范围。

四、 改造与调整过程

（一） 风源改造

取消原有密封风二次风源，引入冷一次风源，提高播煤风穿透力，减轻给煤口挂焦现象。 （二） 运行调整试验

从运行实际看，床温并未随一次风量的增加而减弱，因此需要重新定义一、二次风量配比。 一次风主要作用是流化床层，在保证床层流化的基础上，对一次风进行量化调整，以冷态时流化试验的最小流化风量20.5万Nm3/h为基础，随锅炉负荷的增加，到160MW时，稳定床压6~7kpa，缓慢提升一次风量至28万Nm3/h，通过平衡输渣系统维持床压，水冷风室压力降至10.5kpa左右，二次风压6.5kpa，二次风量42万Nm3/h，一、二次风配比为1:1.5。参照锅炉说明书，正常运行时，下二次风约占总风量的15％，其可调范围为总风量的0～30％，上二次风约占总风量的31％，其可调范围为总风量的22～37％。由此，在保证锅炉燃烧所需氧量的基础上，维持小量上二次风，节流上二次风门至60%，下二次风门开度100%，床枪风门10%。

锅炉负荷300MW，锅炉床压8~9kpa，一次风量33万Nm3/h，水冷风室压力11.5kpa，二次风压9kpa，二次风量60万Nm3/h，一、二次风配比1:1.9，稳定氧量2.2%，维持上二次风开度60%，下二次风门开度100%，床枪风门10%，锅炉床温开始下降，最终稳定在865℃左右，此时床温满足烟气脱硫温度窗，提高脱硫效率，同时降低排渣温度，降低飞灰含硫量，提高燃烧效率。

二次风压的增加，增强了二次风的扰动能力，表现为床压、床温分布均匀、稳定。

随着二次风的进一步增加，二次风机出力增大，床温下降不再明显，但辅机电耗与冷源损失增加过快，增大二次风对上升气-固两相流的切断效果，遏制床料流化，增加烟气流速，故二次风量不易过大。

五、 结束语：

经过不同负荷下的试验研究与数据采集分析，最终将该炉的一、二次风量配比定义在1:1.8~1:2.2之间，既降低了床温，又达到环保排放要求，同时有效地保证了膨胀节的安全运行。今后要依据本次调整思路，引入给煤量与压力的协调控制，寻找更好的运行调整方案。