循環流化床鍋爐是一種高效、低污染的節能產品。云南大唐國際紅河發電公司現有兩臺300MW循環流化床鍋爐。該項目是繼四川白馬電廠全套引進法國ALSTON技術后，國產化首臺和第二臺300MW循環流化床鍋爐。由于300MW循環流化床鍋爐是在2006年才開始在國內陸續投產，所以在運行和維護方面還有很多技術課題需要解決，特別是300MW循環流化床鍋爐燃燒系統調節。本文就我廠300MW循環流化床鍋爐調試及投產三年多來的運行調整經驗進行總結，希望能為300MW和600MW循環流化床鍋爐的設計、安裝及運行提供參考。
1、300MW循環流化床鍋爐煙風燃燒系統介紹富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
鍋爐本體為HG - 1025/17.5 -L．HM37型CFBB，為亞臨界、中間再熱、自然循環、單鍋筒、平衡通風鍋爐。循環流化床鍋爐主要由燃燒系統、氣固分離循環系統、尾部對流煙道三部分組成。其中燃燒系統包括水冷風室、布風板燃燒室、爐膛、給煤系統等幾部分組成。氣固分離循環系統包括高溫絕熱旋風分離器、回料閥和外置式換熱器。尾部對流煙道包括高溫過熱器、低溫再熱器、省煤器、空氣預熱器和引風機等幾部分。
煤與石灰石在燃燒室內完成燃燒及脫硫反應，產生的煙氣分別進入四個分離器，進行氣同兩相分離，經過分離器凈化過的煙氣進入尾部煙道。分離器分離下來的高溫物料一部分直接返送回爐膛，另一部分進入外置式換熱器，外置換熱器入口設有錐型閥，通過調整錐型閥的開度來控制進入外置換熱器內的循環熱物料量。在爐膛兩側下部對稱布置4個外置式換熱器，外置式換熱器外殼由鋼板制成，內襯絕熱材料和耐磨耐火材料。外置式換熱器解決了隨著鍋爐容量增大，受熱面布置困難的矛盾，使鍋爐受熱面的布置更靈活，同時低溫物料進入爐膛，能降低爐膛內床溫，將床溫控制在84℃左右，既能減少爐膛內的低溫結焦和高溫結焦，還能控制氮氧化物的生成量。
2、300MW循環流化床鍋爐啟動過程燃燒系統中的注意事項
2.1加床料
最大粒徑小于0.6 mm的砂子或經過篩分后最大粒徑小于3 mm的原有床料均可做為循環流化床鍋爐的啟動床料。鍋爐啟動前應通過加床料系統或從鍋爐人孔門在爐膛布風板上鋪大約100cm厚的床料，外置床和冷渣器鋪床料的高度為受熱面的0.8倍左右。鍋爐啟動后，可根據床壓變化情況，適當補充床料。
2.2風機啟動順序
風機啟動的順序為：引風機——高壓風機——二次風機——一次風機。一次風機啟動后應注意調整左右側一次風量，防止鍋爐翻床。
2.3鍋爐投油
在風機啟動后，檢查鍋爐煙風系統正常，開始進行爐膛吹掃，吹掃結束后就可以投油點火。投油后應逐漸開大油槍點火風門和混合風門，關閉一次風門，使一次風經床下啟動燃燒器進入鍋爐，分別點燃左右側一次風道的油槍，調整油量和風量，逐漸加熱床料。注意床溫上升速度不要大于100℃/h．風道燃燒器溫度不要超過900℃。
2.4投煤及床溫控制
當床溫加熱到400℃左右時，就可以逐漸投入煤。開始時應以脈沖方式給煤，以最低給煤量給煤，觀察床溫上升、氧量下降，證明煤已經開始燃燒，此時可以適當增加給煤量，但要注意控制床溫上升率，及時調整煤量與風量，防止出現爆燃現象。
2.5防結焦措施
1)-定要保證良好而穩定的床料，粒度和干燥度要合格，河砂的選擇要經過嚴格的篩選，特別是鈉、鉀含量要低。
2)鍋爐點火前一定要認真做好流化質量試驗，就地觀察底料厚度、平整程度及流化情況，確保合格。良好的爐內空氣動力場，可有效防止旋風分離器的二次燃燒，避免燃燒室、旋風分離器、回料閥的超溫結焦。提高一次風壓、低負荷時適當減少兩側邊給煤可基本避免爐膛低溫結焦。
3)應盡量縮短CFB鍋爐啟動時間，否則油煤混燒時間過長，調整不當極易發生結焦，尤其投煤初期煤油混燒階段，大量的煤投到爐內不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時，應立即投煤，燃燒穩定后果斷斷油。鍋爐投煤斷油以后，如果床溫下降過多，需投油助燃，應盡量減少煤油混燒的時間，在一小時內，如果床溫仍不能恢復，應立即申請停爐。
4)床溫的控制，運行中通過監視布風板上均勻布置的熱電偶測點，對異常工況及早采取措施；當發現爐內燃燒異常，特別是床溫有超溫現象以后，床溫測點偏差大，下部偏低，上部偏高；兩側床壓偏差大，無法調平，布風板阻力增大等現象，應立即申請停爐檢查不得拖延。
5)床壓的控制，當床壓過高時應立即排渣，降低機組出力，使床壓保持在正常運行范圍內(8—12kPa)，運行中通過料層差壓來監視判斷料層厚度。
6)鍋爐啟動前要保證四個回料錐形閥開關正常，關閉嚴密；外置床各室流化風檔板關閉嚴密。
7)啟爐時回料腿由于回料溫度較低流動性差，容易出現回料腿堵塞。建議啟爐時應密切觀察回料腿溫度、壓力的變化，如溫度不變，則應用壓縮空氣進行吹掃流化，由于壓縮空氣壓力較大，不宜長時間吹掃。
8)啟動前保證各溫度測點、風壓測點、氧量測點位置正確，指示正常。
9)改造流化床兩側和水冷風室兩側人孔上的看火孔，以便在運行中運行人員能明顯看到床料流化情況和風帽漏渣在水冷風室里的堆積情況。
3、300MW循環流化床鍋爐在運行中出現的問題及其原因分析
3.1床溫床壓控制
300MW循環流化床鍋爐采用的是雙褲衩腿結構，所以鍋爐正常運行中應保持爐膛左右側的給煤量均勻，這樣進入爐膛左右褲衩內的煤及其燃燒后留下的灰分基本相當，這樣能保持兩側床壓不會出現大的偏差。尾部煙道中的氧量控制在2%一3%之間，這使鍋爐能保持很高的效率，同時機械不完全燃燒損失和化學不完全燃燒損失較小。爐膛左右側床壓控制在9 KPa一11KPa之間，且可以適當維持低床壓運行，這樣可以減小兩臺一次風機出力，節省廠用電。鍋爐配備了四臺滾筒冷渣器，當床壓在9KPa—11KPa之間時，投入冷渣器間斷排渣。即使在低床壓運行時，也要經常活動四臺冷渣器的排渣錐閥，直到冷渣器內的溫度開始上升時關閉。因為冷渣器的排渣錐閥如果長時間不活動，就可能會造成排不出渣的情況。當床壓高于11 KPa時，應投入冷渣器連續排渣。
300MW循環流化床鍋爐的床溫控制在840±50℃，屬于低溫燃燒，此時燃燒產生的氮氧化物排放量最低。當床溫偏低時，說明爐內燃燒不足，此時應增加給煤量，強化爐內燃燒。當床溫偏高時，說明鍋爐負荷大于機組負荷，此時應采取措施，開啟調節床溫的左二、右二外置式換熱器，將旋風分離器分離下來的熱物料經外置床換熱后，再回到爐膛，這樣能對爐內床料起到冷卻作用，降低床溫。
3.2摻燒低發熱量煤對燃燒的影響
受燃煤市場影響，我廠不得不摻燒低發熱量煤。由于摻燒低發熱量煤，使鍋爐給煤量增加，給煤系統容易發生堵煤，影響鍋爐正常運行；同時給燥量增加，使鍋爐爐內燃燒工況變化，由于低發熱量煤著火性能差，爐內燃燒顆粒出現后燃現象，分離器進、出口溫度高，排煙溫度高，影響鍋爐安全經濟運行。為了解決上述問題，檢修應加大給煤系統維護和改造，增大給煤系統出力，目前我廠給煤系統改造后完全能夠滿足需要；運行應加強調整，保持鍋爐低床壓運行，適當降低一次風壓、加大二次風量，強化爐內燃燒，防止發生后燃現象。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.3分離器入口超溫、分離器中心筒脫落及采取措施
在床壓低、鍋爐低負荷運行以及運行過程中一、二次風配比的不合理，都會造成爐膛上部溫度的異常增加，鍋爐旋風分離器中心筒區域溫度變化幅度很大，并且經常處于超溫運行狀態，在熱膨脹和冷收縮的反復過程中造成了中心筒掛撐發生斷裂，是導致旋風分離器中心筒脫落的主要原因，相關的分析見有關文獻。
相應的預防措施建議如下：
1)通過燃燒調整試驗，找出了300MW CFB鍋爐最佳的一、二次風量配比，以及各個負荷工況點對應的合理床壓范圍控制值，通過滾筒冷渣器排渣或添加符合要求的細床料來進行控制，防止出現低床壓運行產生的旋風分離器超溫運行情況。
2)嚴格控制啟停過程中的爐膛溫升及升降負荷速率，保證爐膛各部尤其是鍋爐旋風分離器中心筒區域均勻加熱或冷卻。
3)進行CFB鍋爐升負荷的燃燒調整優化試驗，查找升、降負荷過程中給煤量與送風量之間的配比規律，提前進行調整，減少由于升、降負荷造成旋風分離器超溫運行情況出現。
4)利用每次停爐機會對鍋爐旋風分離器中心筒的支撐進行重點檢查，發現有變形或脫落現象時及時修復。
3.4爐內水冷壁爆管及其預防措施
300MW循環流化床鍋爐爐內燃燒工況非常復雜，煙氣流速也不穩定。在爐膛兩個褲衩上都敷設有5米左右的耐火耐磨材料，因為此區域是屬于密相區，許多大顆粒的物料在密相區內處于鼓泡及流化狀態，由于物料的直徑較大，對四周的管壁磨損較大，所以在此區域敷設了耐火耐磨材料，減小沖刷。在此區域上1.5米左右是爐內物料燃燒及煙氣走廊的緩沖區，這里的水冷壁就因為沖刷而發生過爆管停爐。鑒于此情況，在2007年兩臺機組小修期間對此區域的水冷壁管噴涂了耐磨噴涂料，增強水冷壁管的抗沖刷能力，經運行實踐證明效果明顯。為了減小水冷壁磨損，2009年兩臺機組小修時進行了水冷壁讓管改造，并加裝了防磨梁。
4、結束語
我廠兩臺300MW循環流化床鍋爐自投產后，運行情況良好。針對300MW循環流化床鍋爐燃燒系統在運行中出現的問題及摸索出來的解決方法，經實踐證明是切實可行的。希望能為其他同類型機組的運行以及600MW循環流化床機組的設計、研發提供一定的借鑒。
