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大型循环流化床锅炉降低厂用电率措施

  
评论: 更新日期:2014年02月14日
1、前言
循环流化床锅炉因为其风机数量多、压头高,导致高压辅机电流大,功率大,厂用电率高。大型循环流化床锅炉所用风机多达16台,额定功率共计约9300KW,是同容量煤份炉机组的数倍,正常运行厂用电率高达11~12%左右,甚至更高。
东方锅炉厂DG440/13.7-II2型循环流化床锅炉在某电厂通过技术改造、优化调整降低厂用电率,使厂用电率降至9%左右,取得了巨大的经济效益。本文对进行技术改造、优化调整的措施进行分析,希望对大型循环流化床锅炉降低厂用电率有一定的借鉴意义。
2、系统概述
义马锦江能源综合利用有限公司2台锅炉为东方锅炉有限责任公司制造的DG440/13.7-II2型循环流化床(CFB)锅炉,锅炉为单汽包、自然循环、一次再热、CFB燃烧方式,呈半露天布置。每台炉配备1台135 MW的汽轮发电机。锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛,两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。炉膛内布置有屏式过热器和屏式再热器管屏;一片全分隔水冷分隔墙。
炉膛与尾部竖井之间,布置有两台汽冷式旋风分离器,其下部各布置一台J阀回料器。尾部由包墙分隔,在锅炉深度方向形成双烟道结构,前烟道布置了两组低温再热器,后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器,向下前后烟道合成一个,布置螺旋鳍片管式省煤器,之后沿锅炉宽度方向分开为左、右烟道,布置卧式空气预热器,空气预热器采用光管式,沿炉宽方向双进双出。
锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、HRA包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及蒸汽连接管道。过热器系统中设置两级喷水减温器,以调节控制蒸汽温度,一、二级减温器分别设置在低过出口、屏过出口蒸汽连接管道上。再热蒸汽系统包括低温再热器、屏式再热器及连接管道。再热系统布置有两级喷水减温器,一级布置在低再进口集箱前的管道上,作为事故喷水减温,二级布置在低再与屏再之间的蒸汽连接管上作为微喷水减温器,再热蒸汽温度主要采用烟气挡板调节。
由两台一次风机、引风机、二次风机、点火风机、播煤增压风机、冷渣风机和三台J阀风机构成锅炉的烟风系统。从一次风机出来的空气分成三路:第一路,经一次风空气预热器加热后的热风(或经点火风机)进入炉膛底部的水冷风室,通过布置在布风板上的风帽使床料流化,并形成向上通过炉膛的气固两相流;第二路,热风经播煤增压风机后,用于炉前气力播煤。第三路,从一次风机出口风道引出至皮带给煤机,作为给煤机密封用风。二次风机供风经二次空预器预热后经炉膛中部前后墙二次风箱分上下两层多喷口送入炉膛。
锅炉设有六台给煤机和三个石灰石给料口,给煤机和石灰石口置于炉前,在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置 ,为前墙给料。炉膛底部由水冷壁管弯制围成的水冷风室,通过膨胀节与床下风道点火器相连,风道点火器一共有两台,每台中各布置有一个高能点火燃气燃烧器,无其它助燃燃烧器。炉膛左右两侧各设置一台选择性多仓风水联合冷渣器。
烟气及其携带的固体粒子离开炉膛,通过布置在水冷壁后墙上的分离器进口烟道进入旋风分离器,在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来,烟气及少量的灰粒则通过旋风分离器中心筒引出,由分离器出口烟道引至尾部竖井烟道,从前包墙及中间包墙上部的烟窗进入前后烟道并向下流动,冲刷布置其中的水平对流受热面管组,将热量传递给受热面,而后烟气流经管式空气预热器进入除尘器,最后,由引风机抽进烟囱,排入大气。
3、降低厂用电率的措施
3.1控制合适料层厚度
循环流化床锅炉保持合适的料层厚度,对锅炉运行稳定以及燃烧控制有非常重要的意义。监控料层厚度的主要参数有风室压力、床层压力、料层差压等。维持合适的床压,避免料层厚度过低使燃烧不稳定,但也要控制料层厚度不要过高。料层厚度过高一方面导致流化效果不好,还导致风室压力、床层压力、料层差压等参数过高,导致一次风机、二次风机出口风压过高,风机电流增大,厂用电率增加。
一般控制床层折算静止厚度控制在500~750mm,风室压力控制在8~12KPa,床面压力控制在6~8KPa,床层差压控制在4~6KPa,这样保持合适的一次风压头,起到降低一次风机电流的目的,同时二次风机电流一定程度会降低。在低负荷时,控制参数在以上范围的下限,在高负荷时,控制在以上参数的上限。根据义马烟煤燃烧后灰渣特性结合电厂锅炉具体情况,我们得出若床层压力每降低1.1kpa,料层折算静止厚度降低100mm,则每台一次风机电流降低3~4A,二次风机电流降低1~2A,两台一次风机电流共降低6~8A,两台二次风机电流共降低2~4A,这样就能在一定程度上降低厂用电率。

项 目
二次风机
一次风机
引风机
播煤风机
冷渣风机
点火风机
J阀风机
数量 台
2
2
2
2
2
2
3
电压 V
6000
6000
6000
6000
6000
380
380
电流 A
83
156
161
36
62.6
295
127
功率 KW
710
1400
1400
315
450
160
75
转速 r/min
1490
1480
950
2972
495
1485
2970
压头 Pa
15397
24400
8263.9
21182
29100
6540
58500
流量 Nm3/h
132516
169164
486720
32976
43140
62568
2666
调整方式
液偶
变频器
液偶
挡板
挡板
挡板
挡板
运行方式
均运行
均运行
均运行
均运行
一运一备
均运行
二运一备
3.2对大功率电机采用液力偶合器调整或变频器调整
循环流化床锅炉重要辅机具体参数见下表,调速大型的风机如引风机,一次风机,二次风机等采取电调或液偶调节。变速调节效率在95%以上,节流调节效率随负荷升高而增大,在变负荷运行时,变速调节的优越性更加显著。我厂二次风机、引风机、给水泵都采用液力偶合器,一次风机电机采用档板调节,后改为变频器调节,通过变速调节来满足不同负荷需要外,减少了通过调节挡板调节而带来的节流损失,降低了厂用电率效果非常明显。

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