某廠300 MW循環流化床鍋爐(DG1025/17. 45 -Ⅱ16)采用單汽包、自然循環，循環流化床燃燒方式，主要由1個膜式水冷壁爐膛，3臺汽冷式旋風分離器和1個由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)三部分組成，已于2008年投產。其設計最大的特點在于特大型、單床面布風裝置以及三分離器M型不對稱布置，并且分離器尺寸也相對于原135 MW分離器有較大增加。鍋爐布置示意圖如圖1，鍋爐爐膛高38.9 m，寬28. 275m，深8.439m；布風板寬28.275 m，深4.006 m；整個爐膛以標高18.471 m為界，分為上、下兩部分；下部縱向剖面由于前、后墻水冷壁與水平面相交角度為75。而成為梯形，其下部耐磨材料交界處采用外彎結構防磨。采用3臺汽冷式旋風分離器，內空8.5 m(耐火材料內表面，原135MW -般小于8.0 m)，分離器中心筒內空為4.125 m。旋風分離器中心筒采用高溫高強度、抗腐蝕、耐磨損的RA - 253MA鋼板卷制而成。
風煙系統示意圖如圖2所示。從一次風機出來的空氣分成四路送入爐膛：第一路，經一次風空氣預熱器加熱后的熱風從兩側墻進入爐膛底部的水冷風室，通過布置在布風板上的風帽使床料流化，并形成向上通過爐膛的氣固兩相流；第二路，經空氣預熱器的熱風播煤系統，用于爐前氣力播煤；第三路，經一次風空氣預熱器加熱后的熱風作為床上助燃油槍用風，第四路，一部分未經預熱的冷一次風作為給煤皮帶的密封用風。經二次風空氣預熱器加熱后的二次風直接經爐膛下部前后墻的二次風箱分二層送入爐膛。上二次風前、后墻個8個噴口均勻布置；下二次風前墻8個噴口，后墻6個噴口。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。
這種特大床面，三分離器不對稱布置方式是第一次應用于工程實際，特大床面對流化均勻性的影響，以及三分離器不對稱布置對分離回料均勻性及爐膛影響等需要詳細的試驗測試分析。本文針對該鍋爐主要設計特點，進行了詳細鍋爐冷態試驗。
1、試驗
試驗在完成鍋爐主要部件靜態檢查、鍋爐風煙系統輔機試運轉、二次風擋板調節特性及調平、風量測量裝置的流量系數標定、爐膛布風裝置阻力特性測試、布風裝置的布風均勻性檢查、料層阻力特性測試、臨界流化風量的測量等試驗內容外，還著重進行了3個分離器，回料器回料均勻性檢查。
1.1靜態檢查
冷態試驗開始前，對爐膛、風煙道、回料器、分離器、各風門擋板進行靜態檢查，發現爐膛風帽有十幾個松動，對其進行緊固處理后，才進行下一步試驗工作。檢查結果表明，鍋爐安裝結束后，由于經過中低溫烘爐，鍋爐風帽有可能出現松動，對風帽進行全面檢查很有必要。
1.2沿爐膛寬度方向二次風風量分配特性
沿爐膛寬度方向二次風量分配對鍋爐熱態燃燒應有較大影響。由于該鍋爐二次風風箱布置在爐前后墻，風箱長度達到28. 275 m，上二次風前后墻各8個二次風門沒有可調擋板（下二次風有），因此需要測量沿爐膛寬度方向二次風量分配的分配特性。測量的各噴口速度見圖3。由圖可以看出，沿爐膛寬度方向，上二次風分配比較均勻，偏差一般在10%以內；個別點風速偏差較大可能為風速測量誤差引起；而并沒有出現以前類似風箱馬鞍型分配特性。
1.3風量測量裝置標定
在熱態下，對一次風風量、二次風風量以及各上、下二次風進行了風量標定；選擇8個播煤風中的2個進行了風量標定（給出標定結果），對其它播煤風則作了風門開關狀態對風量變化的影響檢查；對于回料器各風量測點，由于測量需要的直管段很短，很難保證測量準確性，沒有進行標定，而著重進行了風門開度對風量測點測量參數影響變化檢查，實際風量隨風門變化線性較好。
流化風量測量裝置1套為2個風量測量一次元件對稱布置取樣后并聯，送人1個差壓變送器，低風量時測量裝置線性較差；后改為2個風量測量一次元件對稱布置取樣分別單獨送入2個差壓變送器，分別計算風量再平均，測量線性好，標定系數也較好。
1.4布風板阻力特性試驗
在布風板不鋪床料的情況下，啟動引風機、一次風機，維持爐膛出口負壓不變，調整一次風量，記錄各工況下水冷風室壓力和爐內密相區下部床壓，二者的差值即為布風板阻力。因空氣密度隨溫度升高而變小，熱態下布風板阻力關系特性與冷態不同，通過溫度修正，可得出相應熱態工況下的一次風量與布風板阻力關系曲線。溫度修正時選取實際運行工況下熱一次風溫度進行修正。試驗得到的冷態布風板阻力特性曲線見圖4。對其進行擬合，并進行溫度修正后的熱態布風阻力公式如式(1)。
根據此公式，計算得到設計額定運行工況（熱風溫度275℃，流化風量34萬），布風板阻力是3. 51 kPa。
1.5布風裝置布風均勻性試驗
布風板的均勻性好壞是流化床鍋爐能否正常運行的關鍵。布風板不均勻會造成床料的不均勻，會導致熱運行時會出現局部死區，引起溫度不均勻，從而引起結渣。試驗時，先在布風板上鋪設0.9 m厚的床料，啟動引風機、一次風機，逐漸增大一次風量風量，在床料流化狀態下，突然停止送風，進入爐內檢查床料的平整程度。檢查結果是床料表面平整，粗細顆粒分層明顯。這表明風帽布風均勻，流化良好，能夠達到熱態運行的要求。值得注意的是，爐膛4個角部明顯有較多細顆粒堆積，但是細顆粒層下面，較粗顆粒并沒有同樣形成堆積。這表明在角部堆積的細顆粒主要是停風機后沿壁面滑落下來的細顆粒相對較多引起的；同時，該類風箱角部進風量相對較小也是其中原因之一。熱態試運時，角部爐膛溫度值得關注。試驗床料為電廠原135 MW循環流化床機組鍋爐排渣，篩分粒徑分布如表1。
1.6臨界流化風量測量及料層阻力特性試驗
臨界流化風量是指床料從固定狀態到流化狀態所需的最小風量，它是鍋爐運行時最低的一次風量。測量臨界流化風量的方法是在布風板上鋪上一定厚度的床料，啟動風機，逐漸增加一次風量，初始階段隨著一次風量增加，床壓逐漸增大；當風量超過某一數值時，繼續增大一次風量，床壓將不再增加，該風量值即為臨界流化風量。把一次風量和料層阻力繪制在同一坐標系中即得到料層阻力特性曲線，根據此曲線可以得出臨界流化風量。
試驗前，先鋪設約900 mm厚的床料。試驗時，先逐步加大流化風量至完全流化后，逐步減小流化風量至最小（只啟動引風機和一次風機）。根據試驗結果繪制的流化風量與料層阻力特性曲線見圖5。從圖5中可以看出，臨界流化風量約為17.3萬Nm3/h。需要說明的是，該臨界流化風量是在試驗時風量測點的指示值。當風煙道擋板等改變時，其對風量測點測量結果影響較大。因此，每次鍋爐啟動前，都應該進行相應流化試驗。為確保機組運行時床料流化良好，目前流化風量低保護定值仍選擇17.3萬Nm3/h，但建議實際運行中控制流化風量不低于21萬Nm3/h。
流化風量試驗結束后，停運風機檢查料層厚度約為0.8 m。充分流化后的阻力特性試驗表明，0. 95 m厚的床料料層阻力約為10.4 kPa，0. 87 m厚的床料料層阻力約為9.6 kPa。這表明，試驗時，在床料充分流化后，每0.1 m厚的料層對應料層阻力約為1.1 kPa。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。
1.7三分離器不對稱布置對回料均勻性影響檢查
在完成回料器冷態試驗，如回料器回料風及流化風風量測點及風門特性檢查試驗，著重針對該鍋爐三分離器布置方式對回料均勻性影響進行檢查。在保持高壓流化風機停運，一次風機、引風機運行約2h后，打開所有回料器入孔門，檢查3個分離器分離回到回料器的回料量。檢查結果表明3個分離器分離下來，回到回料器床料量較為均勻，偏差不大。由此可推斷，在熱態運行時，如果爐膛床溫分布較為均勻，3個分離器回料量偏差應該不大。
2、與135 MW級流化床鍋爐對比
相對于135 MW流化床鍋爐而言，300 MW循環流化床鍋爐布風板面積大幅度增加，分離器尺寸也大大增加。在布風板面積增加的情況下，布風阻力如何變化，對爐膛床料流化均勻性的影響非常大。對幾種典型流化床鍋爐冷態試驗空床阻力對比見表2。分離器的結構尺寸放大，分離效率能否達到原135 MW分離效果，需要進一步的試驗數據來證明。而流化速度、流化風量與爐型、試驗床料特性均有較大關系，試驗數據可比性不是很大，此處不做比較。
3、結 論
對某廠300 MW循環流化床鍋爐進行了仔細地冷態試驗。結果表明：沿爐膛寬度方向二次風風量分配比較均勻，偏差小于10%；三分離器非對稱布置方式，3個分離器分離回料量較為均勻；額定工況下，布風板阻力約3.5 kPa．相對于原135 MW的設計有所增加；臨界流化風量約17.3萬Nm3 /h，但鑒于機組運行安全性，建議實際運行時的機組流化風量不低于21萬Nm3 /h。試驗結果為鍋爐熱態運行調整提供了指導信息。
