循环流化床锅炉优化燃烧探讨

循环流化床锅炉优化燃烧探讨

发表时间：2019-12-09T09:58:40.113Z 来源：《电力设备》2019年第15期作者：李波扬邱晓露

[导读] 摘要：由于福建某热电公司1台160t/h循环流化床机组在运行生产中无法达到额定负荷运行，严重影响到公司的经济效益，因此对此台循环流化床锅炉进行回料风调整和增加飞灰再循环改造, 以提升带负荷能力和提高锅炉效率。

（福建石狮热电有限责任公司福建石狮 362700）

摘要：由于福建某热电公司1台160t/h循环流化床机组在运行生产中无法达到额定负荷运行，严重影响到公司的经济效益，因此对此台循环流化床锅炉进行回料风调整和增加飞灰再循环改造, 以提升带负荷能力和提高锅炉效率。

关键词：循环流化床锅炉; 带负荷；松动风调整；飞灰再循环改造

引言

福建某热电公司5号循环流化床锅炉为华西能源设计制造的超高压高温锅炉，设计负荷160t/h，额定蒸汽压力13.8MPa，额定主汽温度540℃，额定负荷下排烟温度＜130℃，锅炉效率90.4%，设计煤种为福建天湖山无烟煤，此煤种具有灰分高，挥发份低的特点。自2014年10月份投产以来，该锅炉燃烧福建天湖山无烟煤，锅炉负荷最高可带至150t/h。由于无烟煤供应不足等原因，该公司在2018年7月份开始掺烧神华烟煤，受煤质灰分降低影响，锅炉负荷只能在140--145t/h徘徊，严重影响公司的供热需求和经济效益。

1原因分析

通过对5号炉运行工况进行分析，在额定负荷下，5号锅炉设计给煤耗量为22.15t/h，但实际上当给煤量在19.8t/h时，锅炉床温已高达970℃，此时锅炉风量在146000m³/h、布袋除尘器差压在1500Pa左右，受此所限，无法再增加一次风量降低床温达到增加给煤量提高锅炉负荷。

在锅炉垂直烟道取灰样做筛分分析，飞灰粒径D0.05mm以下占比只有8.6%左右，炉膛中部压力长期维持在0.5kPa左右，炉膛循环灰量明显不足，导致床温过高，无法加大给煤量，锅炉从而无法实现额定负荷运行。

综上所述，分析为锅炉分离器效率低，对D0.05mm以下的飞灰粒径的飞灰无法有效捕捉，回送到炉膛再次燃烧并降低床温。因此，分离器效率低是导致锅炉床温居高不下，给煤量无法增加，锅炉带负荷能力下降的原因。

2解决措施

鉴于该公司供热负荷大，且没有备用锅炉，在短时间内无法停运对分离器效率低进行论证和改造，而且改造成功与否也存在不确定性。因此，在不改变锅炉内部结构的情况下，该公司技术人员对回料器送风进行调整和增加飞灰再循环改造，通过优化燃烧有效提升了锅炉带负荷能力。

2.1调整回料器松动风。

5号锅炉原运行回料器松动风开度均为95%，松动风量185m³/h,回料风压31kP左右，经过技术分析，确定过大的松动风量与风压，会穿过回料立管与中心筒，将分离器分离下来的部分返料重新带至尾部烟道，使本来因分离器效率低返料少因此越发减少。

对回料器松动风量进行优化调整：一是调整回料风压，通过开启回料风母管与一次风管的联络阀，回料风压从31KPa降低至25KPa；二是减少松动风量，关小1、2回料器松动风调节挡板，使松动风量维持在40m³/h左右。

通过72h的运行验证，此次回料器松动风调整，既能保证返料在回料器内流化，又不会造成返料倒吹的现象，返回炉膛物料明显增多，炉膛中部压力从0.5KPa上升倒0.9KPa，锅炉床温下降，给煤量从19.8t/h提高至20.5t/h，锅炉带负荷能力得到了提高，平均负荷从145t/h上升至155t/h，锅炉效率提升1.93%。（见表1）

表1 回料器松动风优化调整前后数据

2.2飞灰再循环改造

回料器松动风优化调整后，该公司5号炉在无烟煤配比烟煤1：1的情况下，平均负荷维持在155t/h稳定燃烧。但不同批次烟煤的灰分含量不同，在10~18%之间波动，灰分10%的烟煤循环物料量少，锅炉负荷只能在150t/h左右，为提高炉内物料浓度，该公司通过增加飞灰再循环解决了此问题。

为了弥补分离器效率低，循环灰量少，炉膛物料浓度不足的问题，该公司技术人员充分利用旧设备，从布袋除尘器输灰管路引一支路到已闲置的石灰石粉仓，粉仓配置2台喂料器、三台罗茨风机（两用一备），运行时，通过喂料器调整循环灰量，利用罗茨风机通过5号炉炉内脱硫管道将飞灰返送至炉膛内部，飞灰返送口分左右两侧布置锅炉前墙，标高6.5米，设计循环灰量利用量最大为2t/h。

当温度140℃再循环灰进入5号炉炉膛后，吸收炉膛热量，锅炉床温缓慢下降，在风量、煤种不变的运行工况下，给煤量从20.5吨加至21.2吨，从而提升炉膛热容量及循环灰量，锅炉负荷从154t/h上升至160t/h并能稳定运行。

5号炉带负荷160t/h后，经过切换煤种，将无烟煤与烟煤1：1掺烧更改为燃烧纯烟煤，锅炉负荷维持160t/h长期稳定燃烧，排烟温度下降10℃，飞灰可燃物含量从8%下降至2%，锅炉效率提升3.62%。（见表2）

表2 飞灰再循环改造前后对比

3.经济效益分析

通过对回料器的优化调整及投入再循环灰系统，经过连续2个月的运行，能够在158--160t/h连续稳定运行，实践证明：该公司5号炉平均负荷从146t/h上升至158t/h，平均负荷上升12t/h，锅炉效率提升3.12%。

该公司经过对5号锅炉优化燃烧及再循环灰改造运行后，锅炉效率平均提升3.12%，多发电900KWh/ h，煤种由无烟煤与烟煤1：1配比掺烧改为燃烧纯烟煤，经济性得到极大的提高。

（1）锅炉效率提高3.12%，以耗煤量20.5t/h、发热量5000kca/kg计算，每小时可节约0.45吨标煤，按照烟煤标煤905元/吨、锅炉年运行6000 小时计算：0.45*905*6000=244.35万元。

（2）改为纯烟煤燃烧后，不再需要燃烧无烟煤，无烟煤与烟煤市场差价65元/吨标煤，按照年耗5万吨标准无烟煤计算：50000*65=325万元。

（3）小时多发电900KWh，按照上网电价0.392元，年运行60000小时计算：900*0.392*6000=211.68万元。

运行费用为2台罗茨风机电耗，其功率为11Kwh，按年运行6000小时计算： 2*11*6000*0.392=5.17万元。

（4）年可产生经济效益：

244.35+325+211.68-5.17=775.86万元

4.结束语

（1）运行数据证明，通过调节返料松动风，可以增加返料量，提高炉膛物料浓度，提高锅炉带负荷能力；增加飞灰再循环系统，不仅对飞灰再次燃烧，降低飞灰可燃物含量，也提高炉膛物料浓度，使锅炉带负荷能力得到提升。

（2）通过通过优化燃烧和飞灰再循环技术改造，不仅解决了该公司5号循环流化床锅炉无法带额定负荷的难题，而且提高锅炉效率, 并达到良好的节能效益。