410th循环流化床锅炉燃烧调整试验
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对锅炉一次风量、返料风量、床温ꎬ床压、入炉煤 粒度等主要运行参数进行优化调整ꎬ确定锅炉最佳
收稿日期:２０１８－１０－１５ꎻ责任编辑:白娅娜 ＤＯＩ:１０.１３２２６ / ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－６７７２.１８１０１５０２ 基金项目:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司循环流化床锅炉技术部 ２０１６ 年部门基金资助项目 作者简介:韩 应(１９８１—) ꎬ男ꎬ湖北应城人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ从事 ＣＦＢ 锅炉设计ꎬ锅炉性能诊断、优化、节能及 ＣＦＢ 锅炉
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒ
ＨＡＮ Ｙｉｎｇ１ꎬＨＵＩ Ｘｉａｏｌｏｎｇ１ꎬＬＩＵ Ｄｏｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧ Ｓｈｉｘｉｎ１ꎬＨＵＡＮＧ Ｈａｉｐｅｎｇ２ꎬＸＵ Ｈａｉｔａｏ３
(１. Ｈｕａｎｅｎｇ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ １０００９８ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｍａｏｍｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＭａｏｍｉｎｇ ５２５０００ꎬＣｈｉｎａꎻ３. Ｈｕａｎｅｎｇ Ｙｉｍｉｎ Ｃｏａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＨｕｌｕｎ Ｂｕｉｒ ０２１１３４ꎬＣｈｉｎａ)
摘 要:针对国内 Ａ 电厂 ４１０ ｔ / ｈ 循环流化床( ＣＦＢ) 锅炉灰渣含碳量偏高、运行稳定性较差等问题ꎬ 对锅炉一次风量、返料风量、入炉煤粒度等主要运行参数进行优化调整ꎬ探索锅炉最佳运行参数组合ꎮ 结果表明:入炉煤粒度偏细ꎬ中位径仅约为 １ ０３７.９７ μｍꎬ锅炉底渣中位径仅为 ３７５.６４ μｍꎬ表明入炉煤 的成灰特性较好ꎻ炉膛上部灰浓度差压值高达约 ２.５ ｋＰａꎬ表明炉内细颗粒组分偏多ꎬ循环灰量受到一 次风量的 影 响 波 动 较 大ꎮ 为 保 证 锅 炉 返 料 的 稳 定 运 行ꎬ 控 制 穿 过 布 风 板 的 一 次 风 量 仅 约 为 １０２ ３００ ｍ３ / ｈꎬ远低于设计值 １８３ ０００ ｍ３ / ｈꎬ较同类型机组严重偏低ꎮ 过低的一次流化风量使密相区 燃烧缺氧严重ꎬ是引起灰渣含碳量偏高的主要原因ꎮ 此外过低的一次风量ꎬ致使布风板阻力仅为 ２.１ ｋＰａꎮ 与同类型锅炉布风板的阻力相比ꎬ布风板阻力偏小ꎬ造成锅炉局部流化不良、温度分布不均 匀等ꎮ 建议合理调节入炉煤粒度ꎬ控制其中位径在 ２ ０００ ~ ３ ０００ μｍꎬ优化炉内灰浓度分布ꎬ提高一次 运行风量ꎬ可有效提高锅炉燃烧效率ꎮ 关键词:循环流化床锅炉ꎻ燃烧调整ꎻ含碳量ꎻ煤粒度ꎻ布风板ꎻ灰渣 中图分类号:ＴＭ６２１.２ꎻＴＫ２２７ 文献标志码:Ａ 文章编号:１００６－６７７２(２０１９)０５－０１１２－０６
１������ １ 试验锅炉概况 Ａ 厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制
造的 ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ 锅 炉ꎬ 主 蒸 汽 温 度 ５４０ ℃ 、 压 力 ９������ ８１ ＭＰａꎮ 锅炉主要由炉膛、汽冷分离器、自平衡 “Ｕ”形回料阀和尾部对流烟道组成ꎮ 燃烧室蒸发受 热面采用膜 式 水 冷 壁ꎬ 水 循 环 采 用 单 汽 包、 自 然 循 环、单段蒸发系统ꎮ 布风板为水冷方式ꎬ大直径钟罩 式风帽ꎬ２ 台直径约 ７ ｍ 的汽冷分离器ꎮ 锅炉主要 设计参数见表 １ꎮ １������ ２ 试验内容
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ａｓｈ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ( ＣＦＢ) ｂｏｉｌｅｒｓ ｉｎ Ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔꎬｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅꎬｒｅｔｕｒｎ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔｅｄꎬａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗａｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ.. Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｅｎ￣ ｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｆｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｉｓ ｏｎｌｙ ａｂｏｕｔ １ ０３７.９７ μｍ. Ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｂｏｔｔｏｍ ｓｌａｇ ｉｓ ｏｎｌｙ ３７５.６４ μｍꎬｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓｈ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ａｒｅ ｂｅｔｔｅｒ. Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ａｓｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ ａｂｏｕｔ ２.５ ｋＰａ. Ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｆｉｎｅ ａｓｈ ｐａｒ￣ ｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ａｓｈ ｖｏｌｕｍｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｅ ｇｒｅａｔｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａ￣ ｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒꎬｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｓ ｏｎｌｙ １０２ ３００ ｍ３ / ｈꎬｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ １８３ ０００ ｍ３ / ｈꎬａｎｄ ｉｓ ａｌｓｏ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｕｎｉｔｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｓｈ ｓｌａｇ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍ￣ ｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ｄｅｎｓｅ ｐｈａｓｅ ｚｏｎｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｎｏｘｉｃ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｏｎｌｙ ２.１ ｋＰａ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒꎬｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｉｓ ｓｍａｌｌｅｒꎬｗｈｉｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｐｏｏｒ ｌｏｃａｌ ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｅｖｅｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ. Ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙꎬｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ２ ０００￣３ ０００ μｍꎬｏｐ￣ ｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｓｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒꎻｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎻｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔꎻｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅꎻｇｒｉｄꎻａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ
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韩 应等:４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验
０ 引 言
ＣＦＢ 锅炉是目前发展最快、应用最广的一种流 化床燃烧技术ꎬ具有良好的经济性、环保性和调峰控 制能力ꎬ能适应多种煤种[１] ꎮ 自 ２０ 世纪末ꎬＣＦＢ 锅 炉技术在我国经历了由技术引进到自主研发的阶 段ꎮ 据统计现阶段具有自主知识产权的不同容量机 组的 ＣＦＢ 锅炉已经投运近 ３ ０００ 台ꎮ 目前约 ６０％的 ＣＦＢ 锅炉都不同程度存在出力不足、运行周期短、 灰渣不完全燃烧损失高、排烟损失大等问题ꎬ部分原 因是由于设计不当或运行煤质差异较大ꎬ运行方式 不合理等ꎬ 可通过优化调整改 善 ＣＦＢ 锅 炉 运 行 性 能[２－５] ꎮ 李士瑾等[２] 通过技术优化进一步提高了循 环流化床锅炉的燃烧效率ꎮ 张敏[３] 建立完善 ＣＦＢ 锅炉燃烧调整试验方法ꎬ优化调整 ＣＦＢ 锅炉运行参 数ꎬ实现 ＣＦＢ 锅炉安全、稳定、长周期运行和节能减 排ꎮ 杨勇等[４] 对 １ 台 １ １７７ ｔ / ｈ ＣＦＢ 锅炉燃烧优化 调整试验ꎬ锅炉热效率提高 １������ ５％ ~ ２������ ０％ꎬ每年可节 约燃料成本约 ８４０ 万元ꎻ降低燃烧总风量可减轻炉 膛内受热面的磨损ꎬ稀相区空截面烟气速度由调整 前的 ４������ ２２ ｍ / ｓ 降低至调整后的 ３������ ８７ ｍ / ｓꎬ计算磨损 量减少约 ２５％ꎮ 孟志东[６] 采用 Ｍｕｓｃｈｅｌｋｎａｕｔｚ 计算 法的 Ｈｏｆｆｍａｎｎ 旋风筒模型计算分离器的设计效率ꎬ 在运行中也可通过锅炉的运行参数计算分离器运行 效率ꎬ再辅以飞灰粒度分析作为计算结果可靠性的 佐证ꎮ
Ａ 厂 ＣＦＢ 锅炉飞灰含碳量 ２０������ ８２％、底渣含碳 量 ９������ ７２％ꎬ锅炉效率远低于设计保证效率ꎮ 锅炉稳 定性较差ꎬ严重影响锅炉带负荷能力ꎮ 因此ꎬ本文以 ４１０ ｔ / ｈ ＣＦFra Baidu bibliotek 锅炉为例ꎬ通过一次风量、返料系统、燃 料粒度试验查找锅炉飞灰、底渣含碳量过高的原因ꎮ
１ 试 验
的烟气脱硫、脱硝技术研究等ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ:Ｙ＿Ｈａｎ＠ ｑｎｙ������ ｃｈｎｇ������ ｃｏｍ������ ｃｎ 引用格式:韩应ꎬ惠小龙ꎬ刘冬ꎬ等.４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验[ Ｊ] .洁净煤技术ꎬ２０１９ꎬ２５(４) :１１２－１１７.
ＨＡＮ ＹｉｎｇꎬＨＵＩ ＸｉａｏｌｏｎｇꎬＬＩＵ Ｄｏｎｇꎬｅｔ ａｌ. Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒ[ Ｊ] . Ｃｌｅａｎ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ２５(４) :１１２－１１７.
第 ２５ 卷第 ５ 期
２０１９ 年 ９ 月
洁净煤技术
Ｃｌｅａｎ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ������ ２５ Ｎｏ������ ５ Ｓｅｐ. ２０１９
４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验
韩 应１ꎬ惠小龙１ꎬ刘 冬１ꎬ张世鑫１ꎬ黄海鹏２ꎬ徐海涛３
(１. 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司ꎬ北京 １０００９８ꎻ２. 中国石油化工股份有限公司 茂名分公司ꎬ广东 茂名 ５２５０００ꎻ３. 华能伊敏煤电有限公司ꎬ内蒙古 呼伦贝尔 ０２１１３４)
收稿日期:２０１８－１０－１５ꎻ责任编辑:白娅娜 ＤＯＩ:１０.１３２２６ / ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－６７７２.１８１０１５０２ 基金项目:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司循环流化床锅炉技术部 ２０１６ 年部门基金资助项目 作者简介:韩 应(１９８１—) ꎬ男ꎬ湖北应城人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ从事 ＣＦＢ 锅炉设计ꎬ锅炉性能诊断、优化、节能及 ＣＦＢ 锅炉
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒ
ＨＡＮ Ｙｉｎｇ１ꎬＨＵＩ Ｘｉａｏｌｏｎｇ１ꎬＬＩＵ Ｄｏｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧ Ｓｈｉｘｉｎ１ꎬＨＵＡＮＧ Ｈａｉｐｅｎｇ２ꎬＸＵ Ｈａｉｔａｏ３
(１. Ｈｕａｎｅｎｇ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ １０００９８ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｍａｏｍｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＭａｏｍｉｎｇ ５２５０００ꎬＣｈｉｎａꎻ３. Ｈｕａｎｅｎｇ Ｙｉｍｉｎ Ｃｏａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＨｕｌｕｎ Ｂｕｉｒ ０２１１３４ꎬＣｈｉｎａ)
摘 要:针对国内 Ａ 电厂 ４１０ ｔ / ｈ 循环流化床( ＣＦＢ) 锅炉灰渣含碳量偏高、运行稳定性较差等问题ꎬ 对锅炉一次风量、返料风量、入炉煤粒度等主要运行参数进行优化调整ꎬ探索锅炉最佳运行参数组合ꎮ 结果表明:入炉煤粒度偏细ꎬ中位径仅约为 １ ０３７.９７ μｍꎬ锅炉底渣中位径仅为 ３７５.６４ μｍꎬ表明入炉煤 的成灰特性较好ꎻ炉膛上部灰浓度差压值高达约 ２.５ ｋＰａꎬ表明炉内细颗粒组分偏多ꎬ循环灰量受到一 次风量的 影 响 波 动 较 大ꎮ 为 保 证 锅 炉 返 料 的 稳 定 运 行ꎬ 控 制 穿 过 布 风 板 的 一 次 风 量 仅 约 为 １０２ ３００ ｍ３ / ｈꎬ远低于设计值 １８３ ０００ ｍ３ / ｈꎬ较同类型机组严重偏低ꎮ 过低的一次流化风量使密相区 燃烧缺氧严重ꎬ是引起灰渣含碳量偏高的主要原因ꎮ 此外过低的一次风量ꎬ致使布风板阻力仅为 ２.１ ｋＰａꎮ 与同类型锅炉布风板的阻力相比ꎬ布风板阻力偏小ꎬ造成锅炉局部流化不良、温度分布不均 匀等ꎮ 建议合理调节入炉煤粒度ꎬ控制其中位径在 ２ ０００ ~ ３ ０００ μｍꎬ优化炉内灰浓度分布ꎬ提高一次 运行风量ꎬ可有效提高锅炉燃烧效率ꎮ 关键词:循环流化床锅炉ꎻ燃烧调整ꎻ含碳量ꎻ煤粒度ꎻ布风板ꎻ灰渣 中图分类号:ＴＭ６２１.２ꎻＴＫ２２７ 文献标志码:Ａ 文章编号:１００６－６７７２(２０１９)０５－０１１２－０６
１������ １ 试验锅炉概况 Ａ 厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制
造的 ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ 锅 炉ꎬ 主 蒸 汽 温 度 ５４０ ℃ 、 压 力 ９������ ８１ ＭＰａꎮ 锅炉主要由炉膛、汽冷分离器、自平衡 “Ｕ”形回料阀和尾部对流烟道组成ꎮ 燃烧室蒸发受 热面采用膜 式 水 冷 壁ꎬ 水 循 环 采 用 单 汽 包、 自 然 循 环、单段蒸发系统ꎮ 布风板为水冷方式ꎬ大直径钟罩 式风帽ꎬ２ 台直径约 ７ ｍ 的汽冷分离器ꎮ 锅炉主要 设计参数见表 １ꎮ １������ ２ 试验内容
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ａｓｈ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ( ＣＦＢ) ｂｏｉｌｅｒｓ ｉｎ Ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔꎬｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅꎬｒｅｔｕｒｎ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔｅｄꎬａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗａｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ.. Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｅｎ￣ ｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｆｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｉｓ ｏｎｌｙ ａｂｏｕｔ １ ０３７.９７ μｍ. Ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｂｏｔｔｏｍ ｓｌａｇ ｉｓ ｏｎｌｙ ３７５.６４ μｍꎬｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓｈ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ａｒｅ ｂｅｔｔｅｒ. Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ａｓｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ ａｂｏｕｔ ２.５ ｋＰａ. Ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｆｉｎｅ ａｓｈ ｐａｒ￣ ｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ａｓｈ ｖｏｌｕｍｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｅ ｇｒｅａｔｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａ￣ ｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒꎬｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｓ ｏｎｌｙ １０２ ３００ ｍ３ / ｈꎬｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ １８３ ０００ ｍ３ / ｈꎬａｎｄ ｉｓ ａｌｓｏ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｕｎｉｔｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｓｈ ｓｌａｇ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍ￣ ｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ｄｅｎｓｅ ｐｈａｓｅ ｚｏｎｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｎｏｘｉｃ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｏｎｌｙ ２.１ ｋＰａ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒꎬｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｉｓ ｓｍａｌｌｅｒꎬｗｈｉｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｐｏｏｒ ｌｏｃａｌ ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｅｖｅｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ. Ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙꎬｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ２ ０００￣３ ０００ μｍꎬｏｐ￣ ｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｓｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｆｌｏｗ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒꎻｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎻｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔꎻｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅꎻｇｒｉｄꎻａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ
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韩 应等:４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验
０ 引 言
ＣＦＢ 锅炉是目前发展最快、应用最广的一种流 化床燃烧技术ꎬ具有良好的经济性、环保性和调峰控 制能力ꎬ能适应多种煤种[１] ꎮ 自 ２０ 世纪末ꎬＣＦＢ 锅 炉技术在我国经历了由技术引进到自主研发的阶 段ꎮ 据统计现阶段具有自主知识产权的不同容量机 组的 ＣＦＢ 锅炉已经投运近 ３ ０００ 台ꎮ 目前约 ６０％的 ＣＦＢ 锅炉都不同程度存在出力不足、运行周期短、 灰渣不完全燃烧损失高、排烟损失大等问题ꎬ部分原 因是由于设计不当或运行煤质差异较大ꎬ运行方式 不合理等ꎬ 可通过优化调整改 善 ＣＦＢ 锅 炉 运 行 性 能[２－５] ꎮ 李士瑾等[２] 通过技术优化进一步提高了循 环流化床锅炉的燃烧效率ꎮ 张敏[３] 建立完善 ＣＦＢ 锅炉燃烧调整试验方法ꎬ优化调整 ＣＦＢ 锅炉运行参 数ꎬ实现 ＣＦＢ 锅炉安全、稳定、长周期运行和节能减 排ꎮ 杨勇等[４] 对 １ 台 １ １７７ ｔ / ｈ ＣＦＢ 锅炉燃烧优化 调整试验ꎬ锅炉热效率提高 １������ ５％ ~ ２������ ０％ꎬ每年可节 约燃料成本约 ８４０ 万元ꎻ降低燃烧总风量可减轻炉 膛内受热面的磨损ꎬ稀相区空截面烟气速度由调整 前的 ４������ ２２ ｍ / ｓ 降低至调整后的 ３������ ８７ ｍ / ｓꎬ计算磨损 量减少约 ２５％ꎮ 孟志东[６] 采用 Ｍｕｓｃｈｅｌｋｎａｕｔｚ 计算 法的 Ｈｏｆｆｍａｎｎ 旋风筒模型计算分离器的设计效率ꎬ 在运行中也可通过锅炉的运行参数计算分离器运行 效率ꎬ再辅以飞灰粒度分析作为计算结果可靠性的 佐证ꎮ
Ａ 厂 ＣＦＢ 锅炉飞灰含碳量 ２０������ ８２％、底渣含碳 量 ９������ ７２％ꎬ锅炉效率远低于设计保证效率ꎮ 锅炉稳 定性较差ꎬ严重影响锅炉带负荷能力ꎮ 因此ꎬ本文以 ４１０ ｔ / ｈ ＣＦFra Baidu bibliotek 锅炉为例ꎬ通过一次风量、返料系统、燃 料粒度试验查找锅炉飞灰、底渣含碳量过高的原因ꎮ
１ 试 验
的烟气脱硫、脱硝技术研究等ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ:Ｙ＿Ｈａｎ＠ ｑｎｙ������ ｃｈｎｇ������ ｃｏｍ������ ｃｎ 引用格式:韩应ꎬ惠小龙ꎬ刘冬ꎬ等.４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验[ Ｊ] .洁净煤技术ꎬ２０１９ꎬ２５(４) :１１２－１１７.
ＨＡＮ ＹｉｎｇꎬＨＵＩ ＸｉａｏｌｏｎｇꎬＬＩＵ Ｄｏｎｇꎬｅｔ ａｌ. Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ４１０ ｔ / ｈ ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒ[ Ｊ] . Ｃｌｅａｎ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ２５(４) :１１２－１１７.
第 ２５ 卷第 ５ 期
２０１９ 年 ９ 月
洁净煤技术
Ｃｌｅａｎ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ������ ２５ Ｎｏ������ ５ Ｓｅｐ. ２０１９
４１０ ｔ / ｈ 循环流化床锅炉燃烧调整试验
韩 应１ꎬ惠小龙１ꎬ刘 冬１ꎬ张世鑫１ꎬ黄海鹏２ꎬ徐海涛３
(１. 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司ꎬ北京 １０００９８ꎻ２. 中国石油化工股份有限公司 茂名分公司ꎬ广东 茂名 ５２５０００ꎻ３. 华能伊敏煤电有限公司ꎬ内蒙古 呼伦贝尔 ０２１１３４)