前言：

　　鶴崗矸石熱電廠在一期工程鍋爐試運行期間，針對循環(huán)流化床鍋爐在長期低負荷運行狀態(tài)下燃燒劣質(zhì)煤方面進行了試驗研究，并取得了寶貴的運行經(jīng)驗。

　　1.概況

　　1.1 設(shè)備概況

　　鶴崗矸石熱電廠2*50MW火力發(fā)電機組一期新建工程，配有三臺由無錫華光鍋爐廠自行研發(fā)、生產(chǎn)的CFB鍋爐機組，鍋爐型號為UG—220/9.8—M6型，是高溫高壓、單汽包橫置式、單爐膛、自然循環(huán)、全鋼架M型布置的循環(huán)流化床鍋爐。

　　1.2 燃料設(shè)計

　　因鶴崗市地區(qū)煤炭資源豐富，且出產(chǎn)的無煙煤具有發(fā)熱量高、含硫量低、產(chǎn)量大等特點，所以設(shè)計時選用的是本市選煤礦篩選后的劣質(zhì)煤。

　　1.3 生產(chǎn)環(huán)境

　　2009年10月初，一期兩臺新建鍋爐機組安裝完成，在未實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)發(fā)電的情況下，正值我國北方冬季來臨，為保障鶴崗市居民的供熱，同時企業(yè)需要考慮生產(chǎn)成本，決定冬季采暖期采用鍋爐機組長期低負荷運行方式投入生產(chǎn)。

　　2.研究目標(biāo)

　　2.1 運行環(huán)境

　　冬季運行期間，鍋爐負荷70--110t/h，在25-50%額定負荷范圍，處于低負荷運行狀態(tài)，燃煤低位發(fā)熱值在1800---3100kcal/kg，灰分和含水率較高。

　　2.2 試驗研究主要內(nèi)容

　　2.2.1 CFB鍋爐低負荷運行危害及防治措施

　　(1)爐膛溫度低，鍋爐水循環(huán)較差，容易造成水冷壁局部過熱，嚴(yán)重時甚至爆管;

　　防治措施：加強水質(zhì)監(jiān)測，定期排污以保證爐水品質(zhì);保證床溫在較高溫度，初步擬定正常運行時床溫保持在800-850℃左右。

　　(2)出現(xiàn)局部床料超溫，造成鍋爐漸進性結(jié)焦;

　　防治措施：風(fēng)量不允許低于最小流化風(fēng)量，若發(fā)現(xiàn)床溫異常時，可適當(dāng)調(diào)整一、二次風(fēng)量和給煤量，來保證床溫在允許范圍內(nèi)。

　　(3)排煙溫度過低，易引起尾部受熱面低溫腐蝕;

　　防治措施：保證較高的給水溫度和冷風(fēng)溫度，適當(dāng)增加給煤量和送風(fēng)量，吹灰器視情況投運。

　　(4)鍋爐床溫波動大，燃燒工況不穩(wěn)定，嚴(yán)重時造成鍋爐滅火;

　　防治措施：保持稍高的床料壓差，適當(dāng)增加給煤量，確保燃燒穩(wěn)定。

　　(5)飛灰含碳量增大，易造成回料在返料裝置內(nèi)超溫結(jié)焦;

　　防治措施：保持床溫和爐膛出口溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，保持較高的高壓風(fēng)機出口風(fēng)量，保證回料暢通。

　　(6)鍋爐負荷低，管道冷卻能力下降，易造成尾部受熱面管道超溫。

　　防治措施：合理調(diào)節(jié)一、二級減溫水量，確保減溫后的蒸汽過熱度不少于80℃。

　　2.2.2 CFB鍋爐在低負荷運行狀態(tài)煤種變化對鍋爐運行的影響

　　3.試驗研究過程

　　試驗初期，首先選用的入爐燃料是低位發(fā)熱量3100kcal/kg、灰分55%、外水8%的劣質(zhì)煤，鍋爐負荷在70t/h(約25%額定負荷)時，過熱蒸汽出口壓力6.0MPa,過熱蒸汽的過熱度在120-200℃范圍，給煤量在17t/h左右,風(fēng)室壓力8.3Kpa,床料壓差5.5 Kpa，一次風(fēng)量95000m3/h左右,料層厚度約550mm左右,床溫能維持在800℃，鍋爐排煙溫度90℃左右，鍋爐運行基本穩(wěn)定。但由于排煙溫度過低，在運行中也出現(xiàn)了一些問題有待解決：一、吹灰器無法投入運行，尾部受熱面掛灰、積灰現(xiàn)象較重，因試驗時間較短且燃煤含硫量低，未發(fā)現(xiàn)尾部受熱面嚴(yán)重酸腐蝕現(xiàn)象;二、燃煤中全水較高，在電除塵器出口側(cè)灰斗煙氣凝結(jié)水量較大，影響了氣力除灰系統(tǒng)的正常運行。

　　試驗中期，我們改用發(fā)熱量較低、灰分較高、含水率較高的煤質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，問題明顯增多，并嚴(yán)重影響了鍋爐的穩(wěn)定運行，突出表現(xiàn)在以下幾方面：

　　(1) 來煤潮濕(燃料全水分高達10-17%)，給煤機下煤管經(jīng)常發(fā)生堵塞，下煤管在爐膛入口處也出現(xiàn)因結(jié)焦而堵塞下煤口的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響爐鍋爐的正常燃燒，浪費了大量人力物力。

　　為此，我們制定了以下幾項措施以緩解堵煤和結(jié)焦問題：在易堵煤部位臨時增加檢修孔以便清理下煤管，同時對入爐煤的含水率進行嚴(yán)格控制，提高播煤風(fēng)風(fēng)量等。同時對給煤機下煤管進行技改，增設(shè)空氣炮，以有效解決問題。

　　(2) 由于燃煤煤質(zhì)差別較大，發(fā)熱量低時僅1600kcal/kg，收到基灰分達70%左右，在負荷110t/h時給煤量達40t/h，燃料給煤量比正常情況下增加了約50%，床溫可維持在835℃左右，燃燒雖然穩(wěn)定，但灰、渣含碳量明顯增加，且灰渣量較高，三臺冷渣機必須高速運行，排渣量接近滿負荷情況。由此可見，由于燃料發(fā)熱量降低、灰分增多、含水率增加，對鍋爐運行的危害：一次風(fēng)風(fēng)量和煙氣量明顯升高，除灰、除渣量增高且飛灰含碳量和爐渣含碳量增多，耗電量明顯升高，床溫下降，造成鍋爐排煙熱損失、灰渣物理熱損失、機械不完全燃燒熱損失和化學(xué)不完全燃燒熱損失都顯著升高，鍋爐熱效率明顯降低。

　　(3)因灰分過高，燃料破碎難度增加破碎機出力降低，造成入爐煤粒度過大(原設(shè)計的入爐煤粒度要求小于10mm,到目前，由于破碎機破碎能力不夠，入爐煤的粒度大于13mm的仍有4%左右，而且粒度最大的近18mm)。從生產(chǎn)實際看，入爐煤粒度過大嚴(yán)重影響了鍋爐的安全運行：一方面，從冷渣機排渣情況看，粒度較大，含碳量較高，一部分煤渣表面燃燒后呈灰色但內(nèi)部卻呈黑色(并沒有燃燒);同時，低負荷運行，床溫過低使燃燒強度減弱，很多細小的碳顆粒沒有及時完全燃燒就被帶出爐膛，也使飛灰含碳量變大，增加了機械不完全燃燒熱損失;另一方面，容易發(fā)生局部床料流化不良，造成床料有結(jié)焦的可能，迫使一次風(fēng)風(fēng)量必須增加，導(dǎo)致循環(huán)物料加劇了對鍋爐受熱面的磨損，也使床溫更低，影響鍋爐低負荷穩(wěn)定運行的能力。

　　結(jié)束語：

　　通過對CFB鍋爐低負荷運行近一個月的試驗研究，我們得出以下結(jié)論： CFB鍋爐在25-50%低負荷運行時能夠維持鍋爐穩(wěn)定連續(xù)運行，但仍存在許多危害難以消除，尤其是燃用煤質(zhì)較差的煤種時，無論是在滿負荷還是低負荷運行狀態(tài)，都會對鍋爐安全穩(wěn)定運行造成不良影響，因此我們應(yīng)盡量避免這種運行方式。并且，隨著煤質(zhì)的發(fā)熱量、灰分和含水率變差，會對鍋爐燃燒的物料平衡和熱平衡帶來嚴(yán)重影響，鍋爐熱效率也會隨之明顯降低。