在300 MW循環流化床(CFB)鍋爐運行中，高溫絕熱旋風分離器、回料閥、外置床、風道燃燒器等設備內的耐磨耐火保溫材料在高溫物料高速循環中，易產生裂紋或坍塌，循環的高溫物料就會把表面材料燒紅，進而燒壞，最終爆裂；另外，回料閥回料腿到爐膛處的非金屬膨脹節也容易被燒壞、吹破，極易造成高溫物料泄漏事故。因物料溫度較高，一旦泄漏，危害性極大，必須停爐進行搶修。利用300 MWCFB鍋爐蓄熱能力較強的特點．可把機組負荷降到最低，采取壓火的方式運行，從而減少機組非計劃停運次數，使機組能快速恢復正常運行，提高機組經濟性和安全性。
1、300 MWCFB鍋爐機組簡介
1、2號鍋爐是引進法國ALSTOM公司技術．由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司設計制造的HG -1025/17.5 -L.HM37型循環流化床鍋爐．是全國首臺和第2臺國產化300 MW CFB鍋爐。汽輪機為哈爾濱汽輪機有限責任公司制造的N300 -16.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、反動凝汽式汽輪機．具有較好的熱負荷和變負荷適應性，采用數字式電液調節(DEH)系統，機組能在冷態、溫態、熱態和極熱態等不同工況下啟動，并可采用定壓和定一滑一定壓運行方式中的任一種運行．調峰運行時宜采用定一滑一定壓運行，滑壓運行的范圍是30%～90%經濟負荷(ECR)。2臺機組分別于2006年6月3日和8月27日．順利通過168 h試運．并投入商業運營。鍋爐燃燒側主要由褲衩形雙水冷布風板結構的爐膛、4個直徑約8m的高溫絕熱旋風分離器、4個非機械型單路自平衡式回料閥、4臺對稱布置的外置式換熱器（外置床）、尾部對流煙道、四分倉回轉式空氣預熱器、冷渣器等七大部分組成。鍋爐除在燃燒室、分離器、回料閥和外置式換熱器等有關部位設置非金屬耐火防磨材料外，還在尾部對流受熱面、燃燒室有關部位采取了金屬材料防磨措施．以有效保障鍋爐連續安全運行。300 MW級CFB鍋爐有4000t以上耐磨耐火材料，加之床料量為給煤量的數倍，使得鍋爐具有相當大的熱慣性。熱慣性大的優點主要體現在2方面：首先，在機組額定工況運行時，有較強的自穩定作用，能抵抗各種一定強度的內外擾動；其次，如果壓火處理時間較短，可直接投煤啟動。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。
2、壓火過程分析
表1為2006-10-08紅河電廠1號機組壓火記錄。
(1)從表l可看出，雖然鍋爐停運時間已達lOh，但是機前主蒸汽溫度僅下降了88℃．再熱汽溫下降了109℃，主蒸汽過熱度始終保持在200℃以上，汽缸第一級金屬溫度只下降了71℃．中壓缸隔板套金屬溫度下降了75℃．脹差從9.60 mm下降到8.47 mm，汽輪機其他參數均正常；爐膛密相區兩側床溫均在400℃以上，這對機組快速恢復帶負荷是特別有利的。
(2)90%額定負荷情況下，如鍋爐壓火時間在10h以內，一般主蒸汽壓力最低能維持到3 MPa以上，主蒸汽過熱度仍有200℃以上，足以保證汽輪機的安全。
(3)鍋爐在處理回料閥、非金屬膨脹節等缺陷時，在準備充分的情況下，10h時間足夠完成，為鍋爐機組故障搶修獲得寶貴時間。
3、壓火的對比分析
3.1汽輪機安全性
(1)鍋爐停運汽輪機不跳閘帶一定負荷時，蒸汽對汽輪機是一個不間斷的冷卻過程。而短時停機消缺后啟動．通常屬于熱態啟動，在汽輪機沖車時，汽輪機對主蒸汽參數的要求較高，通常汽輪機先被冷卻后被加熱，產生交變應力，引起金屬部件熱疲勞，縮短汽輪機壽命。
(2)機組啟停過程中，脹差變化較大，汽輪機上下缸溫差較大。熱態啟動時汽輪機被突然冷卻，脹差最大變化幅度約4.0 mm，而壓火處理時，僅約1.5 mm。而停機后啟動與壓火處理后啟動，在升負荷階段汽溫的降幅基本相當．但停機后啟動時溫度變化速率大．因此壓火處理后啟動由于汽輪機沒有突然被冷卻的過程，參數變化相對更加平穩，產生的交變應力較小，對汽輪機運行更加安全。
(3)機組解列后，需要重新沖車、升速，在此過程中，汽輪發電機組要高于臨界轉速，增大了軸系故障的可能性．尤其熱態啟動更容易出現異常。
3.2 CFB鍋爐的保護
CFB鍋爐的一大特點就是爐內有大量床料，床料絕大部分是惰性的灰渣，其中可燃物質量分數占很小的一部分，床料量一般為給煤量的數倍，加上CFB鍋爐爐膛及循環回路敷設了大量耐火耐磨材料及保溫材料，使CFB鍋爐具有很大的蓄熱量。在運行過程中，如果出現機組解列，蒸汽循環和給水循環破壞，水冷壁、過熱器、再熱器及省煤器的管壁容易超溫甚至損壞。特別是外置床內流化物料較多，蓄熱量較大，而壓火能保證再熱器換熱管內有一定的蒸汽流過，避免再熱器“干燒”。
3.3發電機變壓器組及電網的安全
發電機的啟停，使鐵芯和繞組發生差動膨脹，會導致端部結構振動，以致造成絕緣磨損、開裂，接頭開焊．接地等故障；發電機轉子、護環、中心環、轉子繞組和主變壓器、高壓廠用變壓器繞組在每次啟停中同樣承受交變應力，通過臨界轉速時應力還會加大，從而引起發電機變壓器組設備疲勞損傷；此外，壓火還能夠減少對電網的沖擊次數．對發電機及電網的安全運行更有利。
3.4經濟性
停機后重新啟動所需時間較長，電量損失大。壓火到壓火恢復所需時間較停機時短．且無須進行廣用電的切換．可節省停機時向外購電的費用，還可減少一次非計劃停機。從這些方面看，壓火的經濟性更高。
3.5其他
停機后的啟動過程，要經歷沖車、并網、切換廠用電等重大操作，工作量相對較大，在機組啟動過程中的故障幾率也相應增加。而在壓火檢修鍋爐設備故障期間，一旦有異常情況時能夠及時恢復，保證公用系統的穩定運行。
4、壓火對汽輪機的影響
4.1降負荷速度
停爐后，為了增加鍋爐的蓄熱量，選擇一個高的負荷點停給煤線，降負荷時在安全門不動作的前提下，盡量保持較高的汽包壓力。所以，在事故搶修時降負荷速率宜快不宜慢，否則將加大主蒸汽壓力、溫度下降幅度．最后造成汽輪機的過度冷卻，同時又影響啟動后的恢復，延長事故處理時間。
4.2最低負荷
停爐后機組所帶負荷的高低決定了鍋爐蒸發量，也決定冷卻汽輪機的蒸汽量。如負荷過高，將加大主蒸汽壓力、溫度降幅、速率。同時，這一負荷又不能過小，否則，由于鼓風摩擦損失將引起汽輪機排汽溫度的升高，甚至超限。根據經驗，最低負荷以額定負荷的5%為宜。
4.3汽缸各段抽汽
汽輪機各段抽汽均與下汽缸連接．低負荷運行時，各段抽汽均有一定的低溫蒸汽對下缸進行冷卻，增大上下缸溫差。因此，在停爐前將輔汽聯箱汽源切換為鄰機供應，在停爐后解除高、低壓加熱器是很重要的。
4.4升負荷速度
升負荷速度直接影響汽輪機金屬溫度最終的變化情況．理論上在高溫下應盡量減少低負荷運行時間，否則將引起缸溫的大幅度降低。鍋爐缺陷處理完畢后，只要鍋爐床溫能滿足要求，應及時投煤，盡快帶負荷，將有利于主蒸汽溫度的回升。
4.5蒸汽的升溫升壓控制
壓火恢復時．啟動一次風機床料正常流化后，當床溫降至400℃以下時，應停止給煤，投入風道燃燒器油槍，并且要控制外置床的流化風量。只要床溫在400℃以上．立即以最小給煤量間斷給煤，提高床溫。這一階段如果給煤量過大，會引起爆燃，汽溫超限難以控制，甚至對汽輪機的安全造成威脅，應嚴格按照升溫升壓曲線控制蒸汽參數。
5、壓火的技術措施
(1)停爐前試驗機組交、直流潤滑油泵、頂軸油泵、盤車裝置啟停正常。確認廠用電快切裝置在熱備用狀態，風道燃燒器油槍在備用狀態，柴油發電機試運正常后投入自動。
(2)經總工程師批準后退出“發電機逆功率”、“低真空”、”鍋爐跳閘聯跳汽輪機”保護、“失去燃料”動作鍋爐主燃料跳閘(MFT)保護、“總風量小于25%”動作鍋爐MFT保護、“2臺一次風機跳閘”動作鍋爐跳閘保護、“所有流化風機跳閘”動作鍋爐跳閘保護。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)在鍋爐給煤機停止前，盡量保持主蒸汽參數16.7 MPa、537℃，再熱蒸汽溫度537℃。
(4)把輔汽聯箱汽源倒為鄰機供應，檢查機組軸封各路汽源（包括輔助汽源、冷再熱蒸汽汽源和主蒸汽汽源）疏水已盡，處于熱備用狀態。根據機組負荷及軸封供汽壓力、溫度與高中壓缸兩側軸端金屬溫度的匹配情況，選擇投入相應汽源．確保軸封壓力正常、機組真空正常。
(5)啟動電泵逐漸帶負荷與一臺汽泵并列運行，停運另一臺汽泵運行．安排專人對汽包水位進行調節，根據負荷情況停運另一臺汽泵。
(6)將機組控制方式由協調切為手動控制，并由順序閥切換為單閥運行。
(7)停止4條給煤線，關嚴外置床錐形閥，調整一次風量和送風量，使一次風量和送風量維持當前風量，當鍋爐出口兩側氧質量分數升至20%．將一次風機快速減到空載，停運2臺一次風機、停運高壓流化風機，通知檢修消除缺陷。
(8)停止高、低壓加熱器汽側運行；投入低壓缸噴水，控制低壓缸排汽溫度小于65℃：
(9)手動快速關小主機調節門，維持機前壓力16 MPa，將負荷降至15 MW后投入功率回路，安排專人控制好汽溫、監視各受熱面壁溫。
(10)將除氧器加熱汽源切換至輔助蒸汽，保持較高給水溫度（150℃以上）；
(11)當主蒸汽過熱度小于80℃時，開啟主、再熱蒸汽管道疏水及本體疏水。
(12)在壓火過程中如果發生下列情況之一，應立即打閘停機：a．過熱、再熱汽溫失控或汽溫10 min內下降50℃；b．高壓內缸外壁上、下溫差增大超過42℃；c．高中壓外缸（中壓進汽處）上、下溫差增大超過56℃：d．機組各瓦發生異常振動：e．汽缸負脹差小于-1.5 mm;f-機組各瓦溫度發生異常升高；g．軸向位移增大，超過±1.0mm;h．鍋爐汽包水位失控。
6、結語
對于300 MW CFB鍋爐機組，在鍋爐停運機組不解列的情況下，只要機爐間的操作協調好，主蒸汽壓力維持在3 MPa以上、主蒸汽溫度維持在450℃以上，主蒸汽過熱度大于200℃，對汽輪機的運行，鍋爐各受熱面的保護．電網的安全及機組的經濟性都是非常有利的。在壓火的運行方式下，如果鍋爐故障設備在短時間內能搶修完，一方面鍋爐的余熱能夠得到充分利用，能以較快的速度帶滿負荷；另一方面可減少機組的非計劃停機次數．對于提高300 MWCFB鍋爐機組的經濟性及電網的安全性都具有重要意義。此外，還能提高300 MW CFB鍋爐機組的市場競爭力，為將來大型CFB鍋爐機組的發展及參與電網調峰提供技術支持。
