宋晖
（国家能源集团国神上湾热电厂，内蒙古
上湾，017209）
摘要：某电厂DG520/13.7-Ⅱ1型循环流化床锅炉在高负荷时床温偏高，导致过热器壁温超温时
有发生，脱硫效率低、石灰石用量大、排烟温度高、降低了锅炉效率。通过对锅炉落煤管播煤风量和压力的调整，可以有效降低炉膛平均床温，尤其炉膛后墙温度下降明显，提高了锅炉效率，降低了石灰石用量和环保参数超标风险，有效避免受热面壁温超温现象，提高了设备安全运行可靠性，为同类循环流化床锅炉解决类似问题提供借鉴。 关键词：循环流化床锅炉床温风帽改造播煤风量一次风量中图分类号：TK2文献标识码：B 文章编号：2096-7691（2021）01-053-03 作者简介：宋晖（1983-），男，助理工程师，2006年毕业于内蒙古工业大学，现任职于国家能源集团国神上湾热电厂，主要从事集控运行工作。Tel：151****8225，E-mail：****************
1引言
某电厂设计配置2台东方锅炉有限责任公司制
造的DG520/13.7-Ⅱ1型循环流化床锅炉，共设置6台给煤机全放置在炉前，每台出力10~45t/h ，在前部水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置，炉膛后侧分别设置4台灵式滚筒冷渣器。锅炉床温正常运行范围790~900℃，正常运行过程中，锅炉负荷较高时，平均床温达到930℃以上，个别点床温可达到980℃，严重影响锅炉安全、经济运行，并且降低了石灰石脱硫效率。因此，该电厂对2号锅炉风帽进行改造，以及对一次风量、播煤风量和压力根据不同的负荷阶段进行了调整试验，最终解决了床温偏高的问题。
2设备概况
某电厂设计配置2台东方锅炉有限责任公司制造的DG520/13.7-Ⅱ1型循环流化床锅炉，单炉膛一次超高压中间再热。炉膛内布置屏式受热面：8片屏式过热器、4片屏式再热器。6台给煤机炉膛前墙给煤，
tsmm炉膛和尾部竖井烟道之间布置2台汽冷式旋风分离器，4个“U ”形返料器后墙返料，4台滚筒式冷渣器炉膛后墙排渣。配风分一、二次风，一次风第一路经空预器加热后的热风通过床下风道进入炉膛底部水冷风室，通过布风板上的风帽进入炉膛使床料流化；第
二路热风经炉前落煤管气力播煤，帮助燃料进入炉
膛。二次风供风为一路，经预热后直接进入炉膛上部的二次封箱，然后在前后墙炉膛上、下部分分界处分上、下两层进入炉膛，实现分级燃烧。前墙布置12个床温测点，后墙布置10个床温测点，床温正常控制范围790~920℃。锅炉主要设计参数（B-MCR ）见表1。
表1
锅炉主要设计参数（B-MCR ）
项目额定蒸发量（t/h ）过热器出口汽压（MPa ）过热器出口温度（℃）再热器进口汽压（MPa ）再热器出口汽压（MPa ）再热器进口温度（℃）再热器出口温度（℃）
给水温度（℃）热风温度（℃）参数520
13.75402.562.41321540247.2
3锅炉床温偏高带来的危害
（1）锅炉床温超温有结焦危险，且偏离炉内脱硫
最佳运行温度，导致脱硫效率降低，炉内脱硫系统的脱硫石灰石消耗量和SNCR 脱硝系统的尿素溶液消耗量均偏高，同时烟气中NO x 排放浓度升高。
（2）床温偏高，为避免高温结焦而降低炉膛燃烧
第1期宋晖：循环流化床锅炉床温偏高的原因分析与治理
强度，影响机组正常带负荷，带不上负荷。
（3）排烟温度升高，超出锅炉设计值（130℃），增加排烟热损失，降低锅炉效率。
（4）由于床温偏高，屏式过热器壁温易超温，所以运行人员增加过热器减温水流量和压力来控制屏式过热器壁温不超温，最终导致主蒸汽汽温偏低。
4锅炉运行中床温偏高的原因分析
（1）由于风帽结构设计及锅炉持续运行长周期运行对风帽的磨损，导致风帽部分损坏，大量床料漏
至一次风室内，使布风板底部一次风压力不均匀，破坏了床层的流化状态。
（2）该厂2号锅炉自投运以来，经常出现由于分离器效率偏低造成的飞灰可燃物含量大、循环灰量不足等问题。循环灰量不足导致该锅炉130MW（主蒸汽流量440t/h）负荷运行时，平均床温高于设计床温
920℃；150MW时，平均床温超过950℃，局部高温点超过980℃，且中部床温高于两侧床温70~100℃，为降低中部及平均床温，运行人员被迫降低中间3号和4号2台给煤机给煤量、增加一次风量。细粒份额被扬折到稀相区燃烧的煤粒份额增加，从而煤粒进入返料器二次燃烧机会更大，形成恶性循环。返料器返料温度在高负荷时能够达到980℃，比平均床温还高出30℃左右，可以判断部分未燃烧后的燃料进入了返料器内部发生了二次燃烧，导致床温未能有效得到返料灰的冷却，从而造成超温的现象。经过与该厂1号锅炉煤粒度对比分析和多次调整，由于该厂2号锅炉设计制造和施工因素等影响始终未将该锅炉平均床温降低。
（3）一次风速增加致使分离器内颗粒高速向下运动的区域减少，分离器的颗粒速度逐渐变大，高风速还导致部分煤粉颗粒未经分级而直接离开分离器进入尾部烟道或者返料器，进行二次燃烧，致使返料温度和排烟温度升高，从而床温未能得到有效冷却。
（4）排渣量大，造成料层厚度过低，床温失去吸热源导致温度升高。
5锅炉床温偏高解决措施
5.1对风帽实施改造，彻底治理漏渣
该厂锅炉投运以来，运行情况良好，但随着锅炉持续长周期运行，风帽脱落或损坏现象时有发生，每次停炉后均有大量床料漏至一次风室内，使锅炉运行
期间布风板底部一次风压力不均匀，床层流化状态恶化，存在严重的安全隐患。
因此，该厂首先对2号锅炉风帽进行改造，原布风板尺寸为3746mm×19539mm，原设计布风板阻力
5kPa，风帽未进行分区设置。目前，实际运行床温偏差较大，为提高床温均匀性，降低NO x排放，实施风帽分区改造。本次改造考虑降低一次风量，有利于降低炉膛NO x排放。布风板阻力仍控制在5kPa左右。布风板中间区域风帽采用阻力系数较大的风帽，四周风帽（一并考虑给煤及回料区）采用阻力系数较小的风帽，在中间区域与四周再设置1种过渡风帽，共设置3种规格风帽。风帽横向节距和纵向节距按原设计考虑。同时，充分考虑排渣口处风帽设计，保证下渣口处顺畅。改造后的运行数据显示，锅炉风帽漏渣现象基本消除，锅炉一次风量在低风量下时平均床温降低，并且可以安全稳定运行，风帽改造取得了较好成效。具体数据统计见表2。
表2满负荷2号炉改造前、后运行情况对比
（补充单位）
负荷/MW
平均床温/℃
烟冲入口NO折算
尿素溶液输送量
石灰石给料频率
一次风量
二次风量
流化风量
上下二次风门
2号炉改造前
烟气道
145.73
947.4
185.54
345.29
43.13
216636
251753
2452
上100/
下100
150.26
950.21
176.12
329.34
11.13
200104
258465
2404
上100/
下100
2号炉改造后
149
911
165
93.6
11.2
193559
246510
3302
上100/
下100
152
911
177
131
11.3
198602
242009
2794
上100/
下100 5.2降低给煤机播煤风压力和流量
由于2号锅炉分离器进行了多次改造均未对降低床温取得良好的效果，为提高分离器循环倍率，分析2号锅炉高负荷运行过程中床温高的原因，决定对播煤风压力和流量进行调整，改变燃料进入炉膛的燃烧区域和煤粒在炉膛里的燃烧时间。
通过对该锅炉播煤风压力由高到低进行调整，在保证炉内的热烟气不外窜、给煤机下来的煤能较好的
播撒进炉床内情况下，播煤风压力由6.0kPa降低至
2.5kPa，分别对6.0kPa、5.0kPa、4.5kPa、4.0kPa、
3.5kPa、
3.0kPa、2.5kPa播煤风压力进行了试验，观察炉膛床温变化，通过石灰石用量、尿素用量对比分析，得出以下分析结论，见表3。
··54
第1期
表3
锅炉播煤风压力调整前后平均床温对比
时间
（补充日期）2月5日2月6日2月7日
2月22日2月23日2月24日2号炉给煤机播煤风压力（kPa ）6.324.964.423.0
3.152.57主蒸汽流量（t/h ）426434441428405430
氧量（%）3.5
3.553.423.563.613.39一次风量（NM 3/H ）19.019.319.119.419.218.8
风室
压力
（kPa ）
11.511.411.211.611.311.4
前墙平均床温（℃）868869868860859852
后墙
平均
床温
（℃）919921920911910908
（1）根据炉膛前后墙床温测点数据统计可以看出，播煤风压力变化对床温影响比较大，工况维持稳定的情况下，降低播煤风压力和流量，锅炉平均床温能够降低13.5℃。降低播煤风压力，实际减少煤粒播撒至后墙的份额，通过一次风量的流化作用，使煤的燃烧区域调整至炉膛前墙和上部燃烧，减少炉膛下部燃烧强度，床温呈现降低趋势。在负荷相同情况下，播煤风压力变化越大，床温变化越大。
（2）石灰石用量从整体分析，播煤风压力升高，石灰石单耗呈上升趋势，说明播煤风压力越大，播煤风将煤粒播撒至后墙份额越大，导致后墙床温升高，脱硫效率低下，石灰石用量增加。播煤风降低至2.6kPa ，床温降低，石灰石单耗经过统计降低3g/℃左右。在负荷相同的情况下，尿素用量单耗降低0.10g/℃左右。
每年按发电15亿kWh 计算，石灰石节约450t ，每吨石灰石按158元计算，节约资金71100元，节约尿素150t ，每吨按1938元计算，节约资金290700元。
播煤风压力变化对床温影响比较明显，同时影响尿素、石灰石用量。因此，根据播煤风、负荷及煤量变化，运行情况调整参考值，见表4。
表4
播煤风压力各工况参考值
锅炉蒸汽流量（t ）
煤量（t ）播煤风压力（kPa ）
≤233≤281.5
233~28228~352.0
282~44034~452.5
≥440≥503.0
5.3
严格控制一次风量运行
在循环流化床锅炉中一次风的概念与煤粉炉完全不同。一次风通过布风板送入燃烧室下部密相区，其
送风量占总风量的40%~70%。一次风的作用：一方面为满足设计的密相区燃烧份额的需要；另一方面是保持床料处于流化状态，加强床料与加入的新燃料的混合。当风量增加时，床温降低并过渡到一个稳定值，由于一次风量的加大，一次风带走的热量增加，夹带到稀相区的床料也同时增加，床料带走的热量随之增
加，在给煤量不变的情况下，使密相区的燃烧份额减
少，床温降低；相反，一次风量减小时床温增加，与实际的运行时观察相符。但是，过多的一次风量不但会冷却床温，还会增加烟气流速提高飞灰含碳量，引起在返料器内二次燃烧和增加排烟热损失，因此一次风量也不能过大。同时，一次风量的调整前提是保证物料正常的流化，否则就会因流化不良而出现结焦的危险。因此，一次风量偏小有两方面的影响：①满足不了密相区设计的燃烧份额。②密相区带走的热量减少床温升高。
机组运行中，运行人员通过对一次风量不断调整，调整过程中满负荷工况一次风量维持18万~19万m 3/h 运行，二次风量24万~25万m 3/h ，床温保持在910~920℃，根据数据分析可以看出，一次风量再增加对降低床温没有作用。结合NOx 排放情况和机组长周期运行考虑，可参考满负荷工况一次风量维持18万~19万m 3/h 运行，二次风量24万~25万m 3/h ，见表5。
表5
一次风量调整前后对比
负荷平均床温烟冲入口NO 折算尿素溶液输送量石灰石给料频率
一次风量二次风量
单位
MW/h ℃
mg/Nm 3
L/h %m 3/h m 3/h
工况1148.46917.17199.71181.2755.9
206278254738工况2150.46920.6
136.89180.5921.17190645246009工况3145
918.6196.71109.1611.31
1817032449065.4艾叶油胶丸
管道封堵器
合理控制床层厚度
料层和炉膛压差是物料循环过程中2个重要监视参数，同时也是反映炉内物料及循环灰量的多少重要参数，对锅炉安全稳定运行有着很大的影响。
正常运行中，一次风机风量调节门和变频器开度是不变的，如床层压差增加，说明料层增厚，可以采取启动冷渣器排渣来降低料层厚度，一次排渣量不应太大，避免影响流化。排渣后应及时将排渣阀关闭严密以免漏入冷风引起排渣管结渣。排渣时一般采用风室静压，作为参考，风室静压等于布风板阻力加料层阻力，运行中可以通过风室静压估算料层差压和厚度。
6结束语
针对该厂2号锅炉床温偏高问题，采取改造布风板风帽，调整一次风量及播煤风压力及流量等方面措施，
同时在此基础上运行人员合理（下转第73页）
·
·55
第1期Research on Sodium Sulfite FGD Process Based on Aspen Simulation
Hou Xiangjun ，Wang Jianfeng ，Guo Jia
（Shenhua Yulin Energy &Chemical Co.，Ltd.，Yulin ，Shanxi ，719302）
Abstract ：Sodium sulfite flue gas desulfurization （FGD ）process is a SO 2removal process with complete re⁃
covery.Based on the aspen process simulation software ，the basic research and discussion of the process are carried out.The results show that the suitable pH value during absorption process is 6.0；hollow-spraying-tower meets the requirements of flue gas cooling and dust removal ；plate tower with guide float valve as the absorption tower meets the requirements of flue gas desulfurization （FGD ）accuracy of 50mg/m 3；the forced circulation evaporation crystallization process is adopted to prevent crystallization in heat exchange tube ；the mixed gas of regenerated SO 2and steam can get SO 2raw gas with a concentration of 89.3%by vacuum steam stripping.
Key Words ：FGD ；sodium sulfite method ；SO 2recovery
（收稿日期：2020-12-20责任编辑：徐慧）侯向俊等：基于aspen 模拟的亚硫酸钠法烟气脱硫工艺研究
控制床层厚度，通过以上综合治理，切实在降低床温、
减少石灰石和尿素用量及提高主蒸汽温度等方面取得了明显的效果。在今后的机组运行中，相关人员应及时分析引起床温偏高的各种因素，发现问题所在，采取相应对症措施，确保锅炉床温在长期最佳状态，保障机组安全经济运行。
参考文献：dc-ac
［1］路春美，程世庆，王永征，等.循环流化床锅炉设备与运行［M ］.北
京：中国电力出版社，2008.［2］黄中，等.循环流化床锅炉优化改造技术［M ］.北京：中国电力出
版社，2019.［3］孙献斌，黄中，等.大型循环流化床锅炉技术与工程应用［M ］.北
京：中国电力出版社，2013.
（上接第55页）
Cause Analysis and Treatment of High Bed Temperature of
Circulating Fluidized Bed Boiler
Song Hui
高斯扩散模型（CHN Energy Shenhua CHN Energy Shangwan Thermal Power Plant ，Shangwan ，Inner Mongolia ，017209）
Abstract ：The high bed temperature at high load of TDG520/13.7-II 1circulating fluidized bed boiler of the power plant causes superheater wall overtemperature from time to time ，low desulfurization efficiency with large limestone consumption ，and high fume temperature,etc,which reduces boiler efficiency.By adjust⁃ing the coal spreading air volume and pressure of the coal dropping pipe in the boiler ，the average bed tem⁃perature in the boiler can decrease effectively ，and in particular ，the temperature of boiler back wall de⁃creases obviously ，which improves the boiler efficiency ，reduces the risk of exceeding criterion in terms of limestone consumption and environmental protection parameters ，effectively avoids wall overtemperature of the heating surface ，improves safe operation reliability of the equipment ，and provides reference for similar circu⁃lating fluidized bed boilers to solve similar problems.
Key Words ：circulating fluidized bed boiler ；bed temperature ；hood transformation ；coal spreading air vol⁃
ume ；primary air flow rate
（收稿日期：2020-08-31责任编辑：马小军）·
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