1、75t/h 循环流化床锅炉的运行和控制孟庆森，宗华(山东郯化集团有限责任公司，山东 276100)摘 要 提供了一个循环流化床锅炉稳定运行的实例，对水汽系统、燃烧系统等进行了详细的介绍，最后还对负荷调节、床温调节等问题进行了探讨。 关键词 循环流化床锅炉 CFB 负荷调节1 前言 山东恒通化工股份有限公司热电三期工程采用济南锅炉厂的 3 台 75t/h 循环流化床锅炉，于 2000 年 7 月 5 日点火投运，负荷从 40%逐步提高，7 月 8 日达到了满负荷(75t/h)运行，一直在锅炉的额定负荷下稳定运行。锅炉的型号：YG-75/3.82-M1，额定蒸发量：75t/h，额定蒸汽压力：3.8
2、2MPa，额定蒸汽温度：450，给水温度：150，设计燃料：Qydw=12669kJ/kg，热效率：85%，燃料消耗量：18832kg/h，炉膛横截面积：5.293.17m2(605 无缝管 160 根)，排烟温度：150，一、二次风比例：1：1。2 水汽系统流程锅炉给水由总管引出后，经孔板流量计，接到 7 米平台，分为三路。一路为 DN50 调节阀，锅炉在小负荷下运行或点火时，由计算机手动操作(软手动)。另一路为 DN10080 调节阀，在锅炉正常运行时，可由计算机根据汽包液位三冲量调节的信号全自动控制(也可由计算机作软手动操作，进行人工控制)。按要求流过的锅炉给水首先进入省煤器，然后进入锅
3、筒，锅筒的下降管将炉水引至下联箱，在焊接于下联箱上的膜式水冷壁中被加热汽化，再由上联箱汇集引入汽包。汽包上部 8 根 1085 的无缝管将饱和蒸汽引至低温过热器进口集箱。经低过加热的蒸汽温度可达到 380400。为保证锅炉出口蒸汽温度达到450，低过后的蒸汽分两组进入并联的前减温器和后减温器。前减温器的减温水量由锅炉出口蒸汽温度值决定，后减温器的减温水量是根据经验由后减温器的蒸汽温度来设定的。两个减温器出口蒸汽同时进入高温过热器进口集箱，经高温过热后达到 450，进入高过出口集箱，再经出口管，弯管流量计，送到蒸汽母管。锅炉给水的第三路为 DN50 的截止阀引出减温水，送到炉顶后，通过两个调节阀
4、控制前后两组减温器，其减温方式为喷水减温。从以上流程叙述可以看出，若锅炉无排污，无泄漏，锅炉的给水和供汽量应是相等的。经过近 10 天的运行统计(后面有表)，锅炉产汽较给水低 1.7%左右。这对于两套(水、汽)流量测量系统来说是在其误差范围之内的。3 燃烧系统与点火锅炉的给煤由三台螺旋给煤机(32510)按照给定的转速(也可由负荷调节给出一个自调动信号来控制)将煤送入燃烧室。燃烧室底部是水冷布风板，布风板面积为 4.232.03m2。布风板上均匀布置了 551 个风帽，以及 3 个15910 的排渣口。预热后的一次风通过风帽送入炉膛，使炉料在较高的流化风速下燃烧。床温的工艺指标为 850950
5、(锅炉厂的设计参数为800900)。实际运行中床温都在 1000左右。按比例，二次风约占总空气量的 50%。二次风预热后的温度也是 150。经 21 个喷咀进入炉膛。其结构是上、中、下三层布置，7 组共 21 个喷咀。二次风的作用是补充燃烧所需的氧气，以及加强掺混。含灰烟气在炉膛出口分左右两路进入两个旋风分离器。被分离下的颗粒经返料器的“U”形阀返回炉膛循环再燃。离开旋风分离器的烟气经高温过热器、低温过热器进入尾部烟道，再依次经过省煤器、二次风预热器、一次风预热器，到达电除尘器。在电除尘器中 99.5%以上的烟尘被除去，符合环保要求的烟气被引风机送入 120 米高的烟囱，排入大气。燃烧系统各设
6、备运行状况见表 1。从表 1 中可看出各设备都还有一定的余量，尤其是给煤机的余量最大。一、二次风的风量虽已达到了设备的额定值，但其风压还可提高，电动机的电流只是额定电流的 2/3，所以设备潜力还是有的。但是燃烧的强度却远远的超出了设计值。如床温已到 1000，炉膛出口温度达到了 970。减温器后的蒸汽温度为 253，与 3.9MPa 的饱和蒸汽温度(249)差不多，锅炉能否提高到 110%的负荷，达到 82t/h 以上，有待试验研究。下面是几个相关参数的对比分析，见表 2。锅炉的点火：锅炉后侧设 2 支点火油枪，采用床下点火。“0”号轻柴油在鼓风室内充分燃烧后，其热量随一次风通过风帽进入床层，
7、将炉料加热。点火过程中，一要注意防止灭火，灭火后必须及时停油，将油气抽净，才能重新点火，否则易发生爆炸。二是鼓风机风量适当小一点，以满足炉料能够均匀流化为标准，同时保证风室温度700。如果风量过大，风速过快，燃油热量不能被炉料充分吸收，就被引风机抽走，既浪费油，又延长了点火时间。油枪的工作压力是 1.96MPa，耗油量 200kg/h。控制得当，冷态点火，2 小时就可完成，点火一次耗油 1.52 吨。为保证锅炉受热均匀，点火时间应大于2 小时。4 运行分析4.1 水汽系统在水汽系统中设置了 4 个调节阀，给水管路上为一个 DN10080 的主阀和一个 DN50 的副阀。主阀为正常运行时，由汽包
8、液位三冲量调节系统控制。副阀为计算机软手操控制。另两个为 DN20 的减温水调节阀。从运行情况看，自动调节系统灵敏可靠，工作正常。锅炉液位稳定在15mm 范围之内(运行指标30mm)。蒸汽温度稳定在 4455，保证了汽机进口温度 435的指标。锅炉水、汽系统的操作全部实现自动化，锅炉产汽量连续 10 天在 1790 吨上下，平均为 74.5吨/小时，达到了锅炉的额定蒸发量。4.2 燃烧系统燃烧系统的运行操作弹性很大，前面已作过分析论述，下面将最近 4 天的给煤、给水及蒸汽产量统计如表 3。 从化验中心的分析报告单中可知 75t/hCFB 锅炉的给煤为Qydw=16720kJ/kg，是较好的流化
9、床炉料，除尘灰的发热量为 2090kJ/kg，炉渣的可燃物含量为 3.82%，说明这台锅炉的燃烧效果是较好的(6 号、7 号流化床锅炉的炉渣可燃物为 5%左右，抛煤机锅炉的炉渣可燃物高达 10%以上)。首次采用的电除尘器自 7 月 7 日投运以来运行正常，三个电场只要开两个，除尘效果就很好，除尘效率95%，能够达到环保要求。5 几个问题的探讨5.1 关于负荷调节问题若以汽包压力为负荷调节的依据，通过变频器接受负荷调节的指令，改变给煤电机的转速，就可实现锅炉负荷的自动控制。根据操作经验，调节给煤量，对负荷(汽包压力)的影响不显著，有迟后现象，如果引入蒸汽流量，负荷调节有可能实现。5.2 关于床温
10、调节一是床温的控制指标。运行参数定在 850950，而实际的运行却在 990-1000之间。二是床温的控制方法。设计的控制方法是用鼓风机的风量来实现的。即床温升高，加大鼓风量，反之减风。这种调节是有限度的，一般为床温的5%，若床温超出了给定值的5%，就要用减煤或加煤的方式来调节床温。5.3 烟气氧含量的调节烟气氧含量的控制指标是 3-5%，这是合理的空气过剩系数值。目前锅炉的烟气氧含量实测值为 7-8%，远远高出了指标。如果减少二次风量，同时按一、二次风 1：1 的配比减少鼓风量，引风量也可同时减下来，那么锅炉的热效率可能会高一些。若操作得当，锅炉的出力仍有可能达到 75t/h 的额定值。5.4 锅炉炉膛压力的调节炉膛压力(出口)为-20Pa，实际运行中的变化范围是 50250Pa，不仅变化幅度大，而且变化速率快。只有对炉膛负压的测量值作大幅的阻尼，才有可能实现炉膛压力的自调。5.5 床层差压的自动控制若能实现间断性的连续排渣，再加上一个性能较好的冷渣机，床层差压的自动控制是容易实现的。这是今后研究的课题之一。以上几个自调项目都是燃烧系统的内容，相互关联紧密，若想全部实现困难很大，从提高自动化的程度，提高锅炉热效率，获得更大经济效益的角度考虑，作一些尝试探讨是必要的。鉴于循环流化床锅炉的快速发展和自动控制不均衡，应该在 CFB 锅炉自控领域做一些深层次的工作。热电技术
