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1、哈锅首台 300MW CFB 锅炉的设计运行总结1前言 作为云南省“西电东送”战略部署火电建设项目之一的开远电厂 2300MW 工程，是国家 发改委确定白马电厂示范工程后，国内第一个利用引进技术国内设计制造的 300MWCFB 锅炉燃煤电站。 云南开远电厂位于云南省红河洲开远市西北方向约 3km 的下浑水塘，厂址距小龙潭煤矿约 16.5km。 开远电厂三大主机均为哈电集团产品，锅炉为国内首台按照阿尔斯通公司引进技术自主设 计、制造的 300MWCFB 锅炉，这也是国内容量最大的 CFB 锅炉。锅炉采用亚临界参数设 计，自然循环汽包炉、全钢构架、露天布置、平衡通风、一次中间再热、固态排渣。 2
2、锅炉主要辅助系统 2.1 燃煤输送及破碎系统 燃煤输送采用带式输送机；采用二级破碎系统，一级破碎机为 HCSC8 环锤式碎煤机，二 级破碎机为笼式细碎机。 2.2 给煤系统 设置 4 条给煤线，每条给煤线由原煤斗、一级皮带称重和二级刮板给煤机构成。 2.3 风系统 采用两台离心式一次风机；两台离心式二次风机；五台串联高压离心流化风机；两台静叶 可调轴流式引风机。 2.4 除灰渣系统 除渣系统采用两条埋刮板输送机和斗提机；采用两台双室五电场静电除尘器及正压气力输 灰系统； 2.5 石灰石系统 采用两级石灰石输送系统，由仓泵将成品石灰石输送到煤仓间内的石灰石斗；再由旋转给 料阀、风粉混合装置及石灰
3、石输送风机将石灰石输送到炉内。 2.6 紧急补水系统 该系统用于在特殊运行工况下更好保护锅炉各受热面，主要包括柴油补水泵、补水箱等， 并通过管路和阀门与锅炉水冷壁相连，其出力为 7%BMCR。 2.7 加料系统 该系统主要由床料斗、输送管道及阀门等构成，床料由料斗（又为底渣仓）排出，由压缩 空气经输送管道分别输送到二次风管及外置式换热器加料点。 2.8 点火启动系统 采用床上床下联合点火。床下两只热烟发生器，床上八只床枪。 3 主要结点工期 2003 年 10 月 8-12 日，三大主机合同谈判； 2004 年 6 月 28 日工程开工（浇灌第一罐混凝土） ； 2004 年 12 月 3 日钢
4、结构开始吊装； 2006 年 1 月 13 日 1#炉汽机扣盖； 2006 年 1 月 26 日完成整体水压试验； 2006 年 4 月 20 日完成整体高温烘炉； 2006 年 5 月 9 日第一次整体启动； 2006 年 6 月 3 日 1#炉通过“168”试运行； 2006 年 8 月 28 日 2#炉通过“168”试运行； 3.锅炉本体设计概况 3.1 锅炉设计参数（表 1） 表 1 锅炉设计参数 名 称单位 参 数 BMCRBECR过热蒸汽蒸汽流量 t/h1025943.8过热蒸汽蒸汽出口压力 MPa(g)17.517.38过热蒸汽蒸汽出口温度 C540540再热蒸汽入口压力 MPa
5、(g)3.993.7再热蒸汽入口温度 C327320再热蒸汽流量 t/h846783.3再热蒸汽出口压力 MPa(g)3.83.52再热蒸汽出口温度 C540540省煤器进口处给水温度 C2822773.2 锅炉设计煤质（表 2） 设计煤质为小龙潭褐煤，成分分析见表 2。 表 2 煤质资料 项目符号 单位 设计煤种 校核煤种 1校核煤种 2收到基全水分 Mt.ar%34.732.6036.12空气干燥基水分 Mad%11.0013.5810.25收到基灰分 Aar %11.459.5114.05干燥无灰基挥发分 Vdaf%52.7050.8552.40收到基硫分 Sar%1.660.731.8
6、MJ/kg12.43513.8611.95 低位发热量 Qnet.arQnet.arkcal/kg2970331028543.3 锅炉设计情况 从上述煤质分析可以看出，小龙潭褐煤水分高，灰份低，燃烬特性好，灰磨损性低，含硫较高。从哈锅设计制造、同样燃用小龙潭褐煤的巡检司电厂 135MWCFB 锅炉运行情况看，该煤种极易燃烬，飞灰含碳量很低（基本在 2%以内）；而且煤种自脱硫性强，自脱硫效率可达 60-70%。 利用引进 ALSTOM 技术进行锅炉设计，根据煤种特性，合理确定锅炉设计参数。由于燃料易于燃烬，设计床温为 840；过量空气系数为 1.15；流化速度 6m/s；Ca/S 摩尔比1.7。
7、 锅炉结构设计主要以 ALSTOM 公司最具代表性的 PROVENCE 电站为参考炉型，锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、回料阀、外置式换热器、尾部对流烟道、冷渣器和回转式空预器等部分组成，总体布置见图 1。 采用单炉膛、裤衩形双布风板结构，燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁及延伸墙式水冷壁结构。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽。采用四个内径 8.3 米的高温绝热旋风分离器，布置在燃烧室两侧墙。每个高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀和一个外置式换热器。每个回料阀一侧与炉膛相连，另一侧由一个锥形阀与一个外置式换热器相连。分离器分离下来的高温物料一部分直接返送回炉膛，另一部分进入外置式换热
8、器。 采用一个四分仓回转式空气预热器。 由于采用裤衩形双布风板炉膛结构，可以在炉膛中部送入二次风，从而解决 CFB 锅炉炉膛中心缺氧问题，对降低飞灰含碳量有很大益处。 4 锅炉运行情况 2006 年 4 月 22 日 1#炉开始吹管，5 月 11 日第一次并网发电，5 月 25 日带满负荷。从试运情况看，锅炉运行正常，具有较强的带负荷能力，各项参数均达到设计值。外置换热器运行正常，灰量分配可控性好，再热汽温调节简单灵活，燃烧效率很高（飞灰含碳量1%）。但也出现了一些问题： 1)运行过程中两床失稳。开远电厂是国内最早采用“裤衩腿”即双布风板炉膛结构的电厂之一，因此也遇到了两床失稳现象。所谓两床失
9、稳又称“翻床”，即在锅炉运行过程中，当两个床层床温偏差较大或料层差压偏差较大时，会出现一个床内的床料在很短时间内全部翻到另一个床内的现象，即发生翻床。这个现象在 ALSTOM 公司的双布风板结构的锅炉中发生过，在技术引进培训过程中，ALSTOM 工程师特别强调过该现象，并提出一些解决的办法。因此当开远电厂出现该现象时，由于措施得当，从未因翻床问题造成锅炉停炉。解决该问题有几个办法：主要是从控制系统增加一次风量变化的前馈信号，限制每个一次风道风量的异常变化，从而有效地解决两床压力平衡问题；在运行方面当积累一定运行经验后，当发生翻床时，可手动控制两个床层的一次风量，可迅速将床料再“翻回来”。因此说
10、两床失稳问题是可以解决的，开远电厂的成功运行已证明了这一点。 2)炉内物料存量不足。在锅炉运行初期，曾出现炉内床料不足问题。现象是床层差压较小，料层难以维持，床温偏高，尤其炉膛出口温度高，因此需不断向炉内填加床料。分析原因主要是由于煤中灰份很少，热爆性强，成灰密度较小，灰质软易磨损飞失；同时给煤经二级破碎粒度过细，导致循环物料飞失严重。在设计时，按照 ALSTOM 公司经验给出煤粒度为 0-8mm，但实际运行证明该粒度太小。后结合云南巡检司 135MW CFB 锅炉的成功经验，取消二级破碎，最大给煤粒度放大到 30-50mm 左右，很快解决了这个问题。 3)煤斗堵煤问题。煤斗堵煤问题已经成为影
11、响 CFB 锅炉正常运行的一个主要问题。小龙潭褐煤水分高，堵煤会更严重。但在机组运行过程中，堵煤现象很少发生。总结经验发现煤斗的设计非常关键，一是煤斗壁面倾斜角度要足够大（72O），另一个是煤斗出口尺寸足够大（2000mmX900mm）。煤斗出口尺寸尤其重要，其足够大，才能避免煤向下流动过程的“瓶颈”现象。该尺寸的大小还与给煤机有关，如果给煤机允许的入口能够做的更大，将对解决堵煤问题有更大的帮助。因此，开发、选择合适的给煤机是非常必要的。4）外置换热器运行情况。引进技术锅炉设计中采用外置换热器解决受热面布置、床温控制、再热汽温调节问题。但外置换热器在中国应用很少，其能否正常运行一直是人们关注的
12、焦点。开远电厂锅炉实际运行表明，外置换热器工作非常顺利，利用锥型阀调节进入外置换热器的循环物料量，效果非常理想，床温基本控制在设计值（840），再热器喷水量基本为零。具体运行数据见下面运行画面。 5）回转式空预器漏风问题。由于 CFB 锅炉风压较高，因此人们担心回转式空预器漏风将较严重。从锅炉实际运行结果及考核结果看，该漏风不大，大约在 7%以内。分析原因，主要回转式空预器采用四风仓结构，同时采用三密封结构，而不是常规煤粉炉的三分仓、双密封结构。这也证明回转式空预器在 CFB 锅炉上应用是可行的。 机组在通过 168 小时试运行后，锅炉连续运行近 3 个月，体现了良好的连续运行能力。06 年
13、7 月，对开远电厂 1#炉进行性能考核试验，结果令人满意。不但锅炉各项参数包括锅炉出力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、过热器喷水量、蒸汽侧压降等均满足合同要求，而且锅炉底飞灰含碳量极低，均小于 1%。 5. 结 论 1)开远电厂 300MWCFB 锅炉按照引进技术进行设计制造，在很短时间内顺利投入商业运行，机组的设计是成功的，引进技术是成熟可靠的，国产化设计制造是可行的。 2）机组运行后，锅炉出力及主蒸汽、再热蒸汽温度等指标均能满足合同要求。50-100%负荷范围内，床温可稳定控制在 840-860，体现外置式换热器良好的床温调节特性。3) 利用外置式换热器调节再热蒸汽温度，取消喷水，可提高机组效
14、率。 4）通过合理的运行调试手段，解决锅炉运行中发现的一些问题，积累了运行经验。 5）小龙潭褐煤成灰特性与其他煤质有较大差别，在今后的应用中应引起重视。 综上所述，首台引进技术国产化 300MW CFB 锅炉设计合理，性能可靠，具备长期稳定运行的能力，值得推广应用，同时也为我国同类型乃至更大容量 CFB 锅炉机组设计运行积累经验。 参考文献 岑可法，倪明江，骆仲泱等，循环流化床锅炉理论设计与运行. 北京: 中国电力出版社, 1998肖峰，高子瑜，循环流化床锅炉分离器后燃现象的分析及处理. 第八界锅炉专业委员会第二次学术交流会议论文集，2005张吉春，首座引进技术国产化 2X300MW 机组（大唐开远电厂）CFB 锅炉配套系统及布置设计简介 技贸结合引进 300MW 大型循环流化床技术国产化第一个项目研讨会，2006段一昆，大型 CFB 机组输煤系统筛碎配置方式的探讨技贸结合引进 300MW 大型循环流化床技术国产化第一个项目研讨会，2006第一作者简介： 张彦军（1971-）男 工学硕士 长期从事电站锅炉及 CFB 锅炉技术研究开发和设计工作，现任哈尔滨锅炉厂有限责任公司锅炉设计开发处处长。
