周贻峰
华电淄博热电有限公司山东淄博张南路131号255054
摘要：随着全国节能环保政策的实施，循环流化床锅炉这种洁净煤燃烧技术，越来越受到企业的关注，一直以来困扰大型循环流化床锅炉发展的是机组的连续运行周期较短，机组的经济效率不高，特别对锅炉效率，煤耗和厂用电率等能耗指标的优化调整各单位都在不断地摸索探讨。在此，我公司在运行优化调整方面和节能改造方面所做的一些工作和经验在这里与各位同仁共享。 关键词：循环流化床锅炉运行优化节能改造1-溴芘
1设备简介
华电淄博热电有限公司现在运行两台哈尔滨锅炉厂生产的465t/h超高压循环流化床锅炉。该炉为自然循环、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、钢架双排柱悬吊结构、燃煤、固态排渣。
锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、双路回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室（炉膛）蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽。
燃烧室内布置双面水冷壁来增加蒸发受热面，布置屏式二级过热器和高温再热器。在燃烧室与尾部对流烟道之间，布置两个直径8.08米的高温绝热旋风分离器，每个高温绝热旋风分离器回料腿下布置一个U型自平衡双路回料阀。
前墙4点给煤，两侧墙排渣（现改造为底部排渣）。
一、二次风分开布置，并由各自的风机单独供风，采用分级配风。一次风经布风板给入，二次风喷口布置于炉膛密相区，分上、下二次风箱，共26个喷口，给煤、石灰石系统的密封风均取自二次风，播煤风来自热一次风。 锅炉启动采用床上和床下联合点火启动方式。床上油共四只，设计单支出力1500kg/h。床下油共四只，设计单支出力975kg/h。启动燃烧器均为蒸汽雾化油，配用高能电子点火器，燃用#0轻柴油。
2机组运行情况
#3机组于2003年8月31日完成试运工作，移交生产；#4机组于2003年12月5日完成试运工作，移交生产。
2.1运行初期锅炉出现运行不稳定、故障较多，主要故障为：
2.1.1排渣不畅。
具体为冷渣器内结焦，输渣机频繁故障，造成锅炉排渣不畅，甚至造成停炉。
2.1.2煤仓堵煤频繁。
造成锅炉给煤不均匀，增带负荷困难，燃烧波动大。
2.1.3炉内受热面磨损问题。
多次因受热面磨损造成爆管，被迫停炉处理。
因此，锅炉连续运行时间短。最短一次自启动至被迫停炉仅24小时。
2.2近几年通过综合治理运行情况
经过公司各级部门共同努力，对流化床锅炉进行了大量的研究探讨，采取了一系列运行调整手段和技术改造。自2004年下半年起，#3、4炉运行日趋稳定，连续运行时间不段创历史新高。
2.2.12005-2006年，#3、4炉连续运行时间稳定在3个月左右。
2.2.22007年#3炉连续运行225天，正常停炉检修。#4炉在未检修的情况下，连续运行170天，正常停炉检修，创造我公司最佳纪录，在全国名列前茅。
2.2.32008年受煤碳市场影响，机组启停次数较多，但全年只发生了一次受热面爆管现象，
风机电耗等各项指标创历史最优水平。
2.2.42009年#3炉连续运行时间达到271天（1次小修）；#4炉连续运行时间178天（2次小修）。
2.2.52010年至今，#3炉连续运行时间228天（1次小修，1次大修）；#4炉连续运行时间293天（一次大修）。
同时，随着锅炉技术改造的不段进行和运行调整方式的不段优化，锅炉飞灰和风机电耗等主要小指标不断创造历史最优记录。投产初期，锅炉飞灰在10%左右，2010年累计到10月份，#3、4炉飞灰可燃物完成5.9%；投产初期，锅炉风机电耗在13kwh/t汽，2010年累计到10月份，风机电耗完成8.42Kwh/t汽，能耗水平明显降低。
3锅炉主要指标的优化调整情况
3.1风机电耗的优化调整
厂用电率的大小，直接影响到机组的整体效率，循环流化床锅炉以其特有的燃烧方式，风机压头高、数量比常规煤粉炉多，风机电耗占厂用电率近40%左右。如何降低风机电耗，是摆在循环流化床锅炉调整面前的一个重要课题。
3.1.12004年，我公司两台流化床锅炉的一、二次风机和引风机电耗达到13.21kwh/t（蒸汽），其主要原因表现在：
3.1.1.1风机选型偏大（流化床锅炉通病）；3.1.1.2机组负荷偏低；
3.1.1.3机组设计参数偏大（风量、床压）；3.1.1.4燃用煤质偏离设计值等原因。
3.1.2系统优化与改造
3.1.2.1从磨损的角度分析，首先逐渐降低一次风量，在满负荷情况下由设计值22.4万Nm3/h 和试运时的26万Nm3/h，逐渐降低至18万Nm3/h；为降低一次风阻力，合理控制燃煤粒度，保证流化质量，将床压由7-11kPa，降低至现在5-8kPa；
3.1.2.2根据机组负荷的需要，及时启停部分风机，实行低负荷单风机运行；根据流化床锅炉炉膛严密性强，且承受正压力的能力大等特点，2007年初，又采用微正压运行，使引风机电耗降低0.2kwh/t；
3.1.2.32005年4月和2006年4月利用大修的机会，分别对两台流化床锅炉引风机进行了液粘调速改造，仅此一项一台引风机电流降低近30A；
3.1.2.42009年10月份和2010年11月，#3、4炉一次风机进行了变频改造，风机电耗又有大幅降低。
2010年累计到10月份，风机电耗完成8.42 kwh/t汽，2011年两台锅炉的风机电耗完全可以控制在8.0kwh/t以下。
3.2点火用油的优化调整
流化床锅炉的点火，与煤粉炉不同，它是将燃油的热量用来加热风，然后用热风来加热床料，再用灼热床料将煤炭引燃的过程，为节油，在这个过程中的关键，是如何用较少的燃油将床料加热到较高的温度，达到能引燃煤炭的目的，我们从如下几个方面进行分析：
3.2.1首先要选择合适粒径的床料，床料细，流化好，则相对受热面积就大，床料受热均匀，床温易升高，但床料太细，会造成启动过程床料损失大，并列后不能迅速带负荷。
3.2.2其次根据机组启动要求，测算启动时间，加入适量的床料，床料加的少，会造成点火过程中，床料少，投煤不稳定，床温不好控制，甚至会造成结焦；床料多，需要的油量会自然增加。
3.2.3控制合适的流化风量是点火节油的关键，加热的要素有三点，一是温度，二是接触时间，三是接触面积。首先我们需要将燃油的热量用来加热风，使风温达到一定的要求，但还要控制升温速率，防止浇注料因温升过快，而造成损坏，这就要求控制点火器的投入和油量的控制；其次就是控制流化风量，降低流化风速，使热风与床料的接触时间加长，同时受热的面积增大，将热风的热量尽可能多的加热床料，使床温达到投煤条件。
3.2.4控制投煤的速度，是点火过程中安全的保证.为此，我们采用脉动给煤方式，因为在点火初期，床温整体水平较低，只有床料，没有热量散发，虽达到投煤温度，但如果加煤速度控制不好，会造成锅炉的爆燃，甚至结焦。因此采用多次脉动给煤的方式，逐渐向灼热的床料中加入适量的煤炭，并根据氧量和床温的变化，及时投、停给煤，当床温达到较高温度时，再采用连续给煤。
2007年为达到节油和安全的目的，我们提出了微流化点火方式，要点就是在点火启动初期，尽可能降低锅炉流量风量，将一次流化风量降至6-7万Nm3/h，使床料达到微流化状态，投入床下燃烧器点火升温。将油的热量集中用来加热床温，避免热量损失。采用了微流化点火方式之后，锅炉冷态点火用油量大幅下降，由原来的20－30吨/次，下降至15吨/次左右。近年来，通过我们对微流化点火方式的不断完善，现在锅炉冷态点火用油量降至10吨/次左右。槽钢加工>siro-1967
手印台
3.3锅炉效率的优化调整
3.3.1影响循环流化床锅炉效率的因素很多，主要表现在以下几个方面：
3.3.1.1过量空气系数;
3.3.1.2燃煤粒度;
3.3.1.3一、二次风配比的影响;
3.3.1.4床温对燃烧效率的影响;
3.3.1.5料层厚度的影响;
3.3.2提高锅炉燃烧效率的主要措施.
3.3.2.1确定最佳过量空气系数
由于燃料完全燃烧时，烟气中CO的含量较低，所以通过烟气分析，测定烟气成分后，就可以确定过量空气系数，最合理的过量空气系数是按照测定烟气中排烟热损失、化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失之和为最小值的原则来选取的。本炉对过量空气系数的选取为1.1～1.3。实际操作中，通过对控制烟气中氧含量为2.5%～3.5%，即可保证过量空气系数在控制范围。过量空气系数直接影
响锅炉运行的经济性，所以在实际操作中，控制好烟气中的氧含量，是监督锅炉经济运行的主要手段。
3.3.2.2燃料粒度的控制和选取
设计的燃烧粒度及分布为：
最大粒径10㎜
＜8㎜99%
＜1.5㎜50%
＜1㎜30%
实际操作中，#3、4炉的燃料系统采用一级环锤式碎煤机，对燃料粒径进行控制。其过程是物料先进入一级宽筛分筛，将较细的煤粒筛选出来，通过皮带进入煤仓，防止了小颗粒重复破碎，降低了磨损和厂用电率；较大颗粒
的原煤，进入碎煤机，破碎到所需粒度，通过皮带进入煤仓。其粒径大小通过上、下调节器调整筛板架与转子之间间距，既可满足所需粒径要求。实际运行中如下表：
6mm
（%）
3.2
mm
(%)
2mm
（%）
1mm
（%）
0.6mm
(%)
0.45
mm
(%)
0.3
mm
(%)
0.2
mm
(%)
0.09
mm
(%) 3.880.868.758.440.131.620.114.1 6.3注：6mm为筛上质量百分数，其余为筛下质量百分数。
3.3.2.3一、二次风的配比
在循环流化床锅炉中，一次风量的调节是以使床料能良好的硫化及密相区最合适的燃烧份额来进行的。在实际操作中，我们大幅降低了一次风的用量，一次风量控制在总风量的35～45%，上、下二次风量分别控制在30%和20%左右。
3.3.2.4控制最佳床层温度
为了降低不完全燃烧损失，就应提高燃烧效率，床温可适当提高些，在燃用无烟煤时，同时兼顾石灰石脱硫反应的效率，一般控制在900～950℃。影响床温的因素主要有负荷、返灰量、煤种变化、给煤量等操作因素。
魔幻音响①返灰量：旋风分离器的效率，直接影响到反映在返料量的多少，旋风分离器效率高，较细颗粒的未完全燃烧的煤粒被分离下来，重新回到炉膛，第二次燃烧，减小飞灰含碳量，但分离效率太高，返料量很大，会造成无畏的循环，使锅炉的磨损和风机电耗增加，同时亦降低了床温。因此合理的返料量，有利于提高锅炉效率。
②煤种变化：当燃用挥发分较高的煤种时，煤易着火，燃烧比较稳定，而且燃烧完全，所以投较少量
的煤，即可保持床温维持在正常范围。若燃用挥发分较低、含碳量较高的无燃煤时，则不易着火和燃烧，对煤粒要求细一些，才能够控制床温稳定。实际运行中，运行每班对所上原煤进行分析，并将分析结果在OA上公布，使运行人员熟知燃烧煤种的变化情况，以便在操作中及时进行燃烧调整。保证锅炉在最佳状态下运行。
③给煤量的调节：当床温有波动时，通过微量调节风量和给煤量来稳定床温。防止通过大幅度调整风量和煤量来控制温度变化，其结
果反而使燃烧恶化、床温失去控制，飞灰和底渣含碳量升高。因此在增加负荷时，应先增加风，在增加煤，在减负荷时，应先减煤，后减风，并采用“少量多次”的方式进行调整，防止床温变化大，造成的燃烧损失。3.3.2.5料层高度控制
维持相对稳定的料层高度是保持燃烧稳定、提高锅炉燃烧效率的手段之一，操作中料层高度是通过床
层压差来监测的，本炉通过维持床压在5～7kPa ，即改变冷渣机变频电机转速来控制炉膛底部排渣量，以保证正常运行中水冷风室压力控制在10kPa ～11kPa 的范围。一般情况下，为保证床温在较高工况下运行，应遵循：低负荷，低床压，高负荷，高床压的运行方式，可有利于锅炉的安全经济运行。
综上所述，影响燃烧效率的因素是多方面的，而且个方面是相辅相成的，为了保证燃料在炉内稳定燃烧，提高燃烧效率，必须要求有合理的风、煤配比，即合理的过量空气系数，较高的炉膛温度，燃料与空气的充分混合（一、二次风配比）和充足的燃烧时间等，才能保证锅炉的经济运行，以求较少的投煤量，产出更多的合格蒸汽产品。
4节能改造与特殊运行方式探索
4.1.二次风联通运行方式的改造和运行
各单位流化床锅炉为降低风机电耗也采取了各种手段，但也存在一些共性的问题，如二次风机裕量较大，在中间负荷时，二次风机挡板开度较小，存在较大节流损失。对此问题，从节能降耗的角度出发，宜改为变速调节。但目前电厂一二次风机改变速调节投资大，或因场地受限等原因，不易实行。
在这种情况下，我公司针对循环流化床锅炉蓄热量大，不宜灭火、故障情况下可迅速恢复的特性，采
取了将两台循环流化床锅炉二次风系统进行连接，通过二次风联通管实现两台锅炉二次风共享的方式，降低了风机电耗。进行二次风联通改造的方式投资少，简单易行，降低风机电耗效果明显。4.1.1改造的方法：
将两台锅炉二次风系统在二次风机出口（进空预器之前）进行联通。联通管上加装一个调节挡板和和两个电动插板门，以实现两台
锅炉共用四台二次风机，见改造示意图。
二次风联通管改造示意图
4.1.2二次风联通后的运行效果
自2007年11月，二次风联通管正式投入运行。运行至今取得了令人满意的效果。4.1.2.1通过使用二次风连通方式运行，减少了二次风机的节流损失和低负荷空载电流比重大造成的损失，使#3、4炉风机平均电耗降低0.4kwh/t 。
4.1.2.2通过修改锅炉吹扫逻辑，在锅炉点火初期不开二次风机，利用二次风联络管由邻炉提供少量二次风，减少二次风机运行时间4-6小时；同时邻炉二次风为220℃左右热风，有助于床温提升，减少点火用油，总体节能效果明显。
4.1.2.3这种运行方式在原有低负荷单风机运行方式的基础上减少了二次风机启停，延长了二次风机寿命。
通过修改锅炉联锁保护逻辑和运行人员的认真调整，协调操作，至今未发生因二次风联通造成的事故扩大等异常情况和不良影响，保持了锅炉安全稳定运行。
4.2微正压运行方式
哈尔滨锅炉厂原设计锅炉炉膛压力值为±200Pa 。随着我公司循环流化床锅炉运行经验不断丰富，我们提出了炉膛微正压运行方式。即在运行中关小引风机出力，保持炉膛压力+100～150Pa 。采用此运行方式后，取得明显效果：
4.2.1在运行中采用微正压运行方式可明显降低引风机电流，每台引风机降低电流约2-3A 。由指标统计来看，采用微正压运行方式后每月平均引风机电耗下降0.15Kwh/t 左右。4.2.2采用微正压运行方式，带出炉膛的细灰量减少，炉内床料内循环量加大，改善了炉内动力燃烧的混合效果和传热效果，提高了炉膛内煤的燃尽程度，在一定程度上降低了锅炉飞
灰，提高了锅炉效率。
4.2.3采用微正压运行方式，炉膛出口风速有所降低，减小了炉膛出口区域顶棚、四面墙水冷壁受热面
磨损程度，对于锅炉长期运行起到积极作用。
4.3微流化点火方式
2006年我们在总结循环流化床锅炉运行经验的基础上，根据实际制定微流化点火的操作方式，即点火初期一次风量控制低于临界流化风量，以迅速提高床温，尽快投煤，在保证启动安全的基础上达到节能降耗的目的。
4.3.1在启动初期我们将一次流化风量由原设计的10万Nm3/h降至6-7万Nm3/h，使床料达到微流化状态，开始投入床下燃烧器运行。
4.3.2床下燃烧器相应采用400kg/h出力的小油（原设计975kg/h出力），根据床温变化速度，逐支对称投入床下燃烧器。即减少了点火用油，又保证床下燃烧器不超温，提高了安全性。
4.3.3降低投煤温度。锅炉原设计燃用贫煤，投煤温度650℃，我们在总结经验的基础上结合专家意见降低了投煤温度至520℃，大大降低了点火用油量。
4.3.4减少床上燃烧器的投用。锅炉原设计为床上床下联合启动方式，在微流化点火试验的基础上，不断改进，尽量避免了床上燃烧器的使用，进一步降低了启动用油。同时在一定程度上避免了投用床上油引起的锅炉汽温汽压升速过快，不易控制，造成汽机冲转参数偏高，胀差过大等问题，使开机过
程更安全稳定。
4.4单台高压流化风机运行方式
#3、4炉回料阀系统原设计有三台高压流化风机，两运一备。随着对循环流化床锅炉运行特性的不断总结，我们进行了大胆试验，停运一台高压流化风机，修改了锅炉风机联锁保护逻辑，正常运行保持单台机运行方式，回料阀高压流化风量由原设计的11000Nm3/h降至6000Nm3/h左右。
4.4.1单台高压流化风机运行后，减少了高压流化风机总的运行时间，减少了备用风机的开停次数，减少了一台风机的运行电流，降低了厂用电量，也减少了检修维护量，延长了风机使用寿命。
4.4.2高压流化风量的减小，可避免因风量过大引起的料腿内料层被吹穿，气流上升造成旋风分离器分离效率下降的问题，可提高旋风分离器分离效率，降低锅炉飞灰含碳量。
4.5旋风分离器中心筒改造
#3、4炉旋风分离器中心筒原吊挂结构存在容易下坠，吊挂板易脱落的问题，在中心筒处容易形成缝隙，形成烟气短路现象，会严重影响旋风分离器分离效率，使锅炉飞灰增大，锅炉效率下降。为了解决这个问题，公司相关技术人员经过研究探讨，对中心筒结构进行了改造，重新设计了吊挂结构，在大修中进行了改造，锅炉飞灰明显降低2%左右，大大提高了锅炉效率。
4.6再热器改造
#3、4炉投产以来，一直存在再热汽温偏高，再热减温水用量过大的问题，同时高温再热器管屏在炉膛内也存在不同程度的弯曲变形，相同类型的机组都存在这样的问题，属于锅炉设计问题，不易解决。我公司经过认真调研，在2009年对高温再热器进行了更换。将原高再金属材料由TP304改为TP347H，同时缩短了高温再热器在炉内的高度，对炉顶膨胀结构也进行了改造。改造后，锅炉再热减温水量明显降低15t/h左右，机组效率得到了提升，而且至今为止炉内高温再热器运行情况良好，未再出现明显弯曲变形现象。
4.7冷渣器系统改造
原设计锅炉为两侧排渣，锥形阀控制排渣量，风水联合冷渣器。我们为了解决风水联合冷渣器运行中遇到的共性问题，将冷渣器改为章丘圣火公司生产的滚筒冷渣器。同时为了解决冷渣器进渣管易堵渣的问题，又进一步将布风板侧墙排渣独立改造为底部排渣。即去掉布风板四个风帽，改为四个底部排渣口，对应四台滚筒冷渣器。从而彻底解决了困扰锅炉的排渣问题。
4.8一次风机变频改造
由于在2007年我们公司已对#3、4炉二次系统进行了联通改造（如上所述），取得了明显节能效果，
在2009年和2010年我们只对两台锅炉的一次风机分别进行了变频改造。我们在运行中充分吸取了兄弟单位变频改造的经验，及时修订一次风机变频运行调整方案，取得了明显节能效果，锅炉风机电耗明显降低1.5－2.0kwh/t，同时保证了安全稳定运行。
5总结
通过对循环流化床锅炉机组运行经验的不断摸索、探讨，我们在运行优化调整方面和节能改造方面取得了一些成果，通过这些努力，使我公司两台循环流化床锅炉的安全和经济运行水平得到了较大的提高。
参考文献：
[1]循环流化床锅炉理论设计与运行(第三版)/岑可法，—北京：中国电力出版社，2002 [2]循环流化床锅炉设备与运行/路春美，程世庆，王永征编著，—北京：中国电力出版社，2003
医学护理模型收稿日期：
作者简介：
周贻峰（1977年），男，山东淄博，大科，工程师，从事电厂锅炉运行技术管理工作。
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