萬(wàn)華杰

(晉控電力同達(dá)熱電山西有限公司，大同 037000)

0 引 言

我們國(guó)家現(xiàn)在說(shuō)使用的大型循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)通常都是三組高壓的風(fēng)機(jī)，在日常生產(chǎn)中一般只使用其中的兩臺(tái)，另一臺(tái)作為備用[3]。再實(shí)際使用中，兩臺(tái)放料風(fēng)機(jī)同時(shí)使用，風(fēng)量存在過(guò)量的情況，造成了電力資源浪費(fèi)。目前急需解決此種狀況，下面將講解我場(chǎng)通過(guò)對(duì)比兩臺(tái)風(fēng)機(jī)使用期間的數(shù)據(jù)與單臺(tái)滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并且再根據(jù)其他機(jī)組場(chǎng)的數(shù)據(jù)，找到最合理的解決辦法，同時(shí)試驗(yàn)可長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用方法[4]。

1 設(shè)備系統(tǒng)基本情況

我廠爐膛與尾部豎井之間，布置有三臺(tái)冷卻式旋風(fēng)分離器，其下部各布置一臺(tái)“ U”閥回料器，回料器為一分為二結(jié)構(gòu)，保證了沿爐膛深度方向上回料的均勻性；煙氣及其攜帶的固體粒子離開(kāi)爐膛，通過(guò)布置在水冷壁后墻上的分離器進(jìn)口煙道進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在分離器里絕大部分物料顆粒從煙氣流中分離出來(lái)；另一部分煙氣流則通過(guò)旋風(fēng)分離器中心筒引出，由分離器出口煙道引至尾部豎井煙道。

床內(nèi)物料被高速氣流帶出爐膛，在“氣-固”分離裝置中被捕集下來(lái)，然后由回料系統(tǒng)送入流化床內(nèi)循環(huán)再燃。固體燃料經(jīng)多次循環(huán)，燃燒效率高，高濃度含塵氣流強(qiáng)化了傳熱；同時(shí)，通過(guò)循環(huán)灰量、風(fēng)煤配比等手段來(lái)控制床溫，實(shí)現(xiàn) 850～950℃左右的低溫燃燒。旋風(fēng)分離器將絕大部分固體粒子從氣—固兩相流中分離出來(lái)后通過(guò)回料器被重新送回爐膛參加燃燒。這樣就形成了循環(huán)流化床鍋爐的主回路。

我廠每臺(tái)鍋爐配備三臺(tái)C252-41-1.72/0.91型高壓流化風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)出力為50%，正常運(yùn)行時(shí)，其中兩臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)備用，該風(fēng)機(jī)南通大通寶富風(fēng)機(jī)有限公司制造，主要將高壓風(fēng)通過(guò)底部風(fēng)箱及閥體和立管上的幾層充氣口進(jìn)入“U”閥回料器，把汽冷式旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的循環(huán)物料通過(guò)“U”閥回料器送回到爐膛下部的密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)物料的循環(huán)燃燒。我廠返料風(fēng)機(jī)和返料風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)如下：

返料風(fēng)機(jī)型 號(hào)C252-41-1.72/0.91型式多級(jí)離心風(fēng)機(jī)軸功率/kW305流量(m3/min)252轉(zhuǎn)速/r·min-32970軸承型式滾動(dòng)軸承軸承潤(rùn)滑方式油浴潤(rùn)滑效率/%75生產(chǎn)廠家南通大通寶富風(fēng)機(jī)有限公司返料風(fēng)機(jī)電機(jī)型號(hào)YKK450-2功率/kW400電壓10000電流27.4功率因數(shù)0.86轉(zhuǎn)速(r/min)2981絕緣等級(jí)F接線方式△/Y軸承形式滾動(dòng)軸承軸承潤(rùn)滑方式油浴潤(rùn)滑生產(chǎn)廠家湘潭電機(jī)股份有限公司

2 冷態(tài)單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)如下

3 熱態(tài)250 MW兩臺(tái)爐返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)如下

4 分析返料風(fēng)機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及存在的問(wèn)題

4.1 關(guān)于返料風(fēng)機(jī)出力裕量的評(píng)估

4.1.1 關(guān)于單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的對(duì)比。

250 MW正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)返料風(fēng)機(jī)總風(fēng)量約為1.5萬(wàn)m3/h,折合250 m3/min，而單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)的額定出力為252 m3/min，基本接近單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)的最大出力，從風(fēng)機(jī)額定出風(fēng)量來(lái)看應(yīng)謹(jǐn)慎考慮單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

4.1.2 關(guān)于返料風(fēng)機(jī)電機(jī)額定電流的評(píng)估

返料風(fēng)機(jī)額定電流為27.5A,250 MW運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)返料風(fēng)機(jī)的電流都為20 A，有7.5 A的裕量，但這是兩臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)，單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)裕量會(huì)更小。5月13日做冷態(tài)單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，返料風(fēng)機(jī)電流25 A，返料風(fēng)量1.42 m3/h，折合237 m3/min，電流在合理范圍時(shí)，風(fēng)量基本達(dá)到了運(yùn)行需求，但電流裕量?jī)H2.5 A。

4.1.3 關(guān)于返料風(fēng)母管壓力的要求

目前對(duì)壓載水致病菌的研究依然有待深入，未來(lái)研究方向可以是對(duì)以往壓載艙殘留物中的致病菌進(jìn)行跟蹤調(diào)查以探究其在壓載水轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中對(duì)新載入壓載水的影響情況，或是對(duì)壓載艙沉積物中各種致病菌來(lái)源與變化情況或是對(duì)溫度、鹽度、pH及溶解氧等多種環(huán)境因子影響下3種致病菌的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行深入探究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓載水中致病菌的科學(xué)管理。

廠家給的技術(shù)資料里面要求返料風(fēng)箱母管壓力達(dá)到50 kPa，目前兩臺(tái)爐返料風(fēng)母管壓力為40 kPa。冷態(tài)試驗(yàn)時(shí)，單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)最大出力母管壓力僅28 kPa，關(guān)于熱態(tài)單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)維持30 kPa以下母管壓力能否長(zhǎng)期運(yùn)行存在較大疑問(wèn)。

4.1.4 關(guān)于熱工保護(hù)的考慮

關(guān)于返料風(fēng)機(jī)的保護(hù)有兩條：(1)返料風(fēng)機(jī)全停，鍋爐BT。(2)返料風(fēng)母管壓力低，鍋爐BT。兩項(xiàng)保護(hù)全部動(dòng)作于鍋爐全停，單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，一但返料風(fēng)機(jī)跳閘就會(huì)觸發(fā)全停保護(hù)，另外，一但一臺(tái)返料風(fēng)機(jī)跳閘另一臺(tái)連鎖風(fēng)機(jī)啟動(dòng)至加到額定出力也需要一段時(shí)間，應(yīng)重新修改熱工邏輯，留足延時(shí)時(shí)間。另外，返料風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)連鎖自動(dòng)解除的現(xiàn)象，原因?yàn)樵谀撑_(tái)返料風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)的情況下某個(gè)測(cè)點(diǎn)跳變至報(bào)警值，連鎖自動(dòng)解除，因慎重考慮連鎖投運(yùn)問(wèn)題，防止出現(xiàn)單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)跳閘而連鎖未投運(yùn)的情況。

4.1.5 低返料風(fēng)母管壓力可能出現(xiàn)的問(wèn)題

返料不均勻，有的返料器返料多，有的返料少，造成床溫不均勻。

5 與其他機(jī)組場(chǎng)對(duì)比數(shù)據(jù)

5.1 國(guó)錦電廠滿足各項(xiàng)要求

國(guó)錦的運(yùn)行方式為單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行：運(yùn)行電流為45 A，運(yùn)行風(fēng)量為1.1萬(wàn)m3/h,折合183 m3/min，返料風(fēng)母管壓力26 kPa。額定風(fēng)量為270 m3/min，尚有較大裕量。且能維持較低母管壓力和流化風(fēng)量。

5.2 國(guó)峰電廠無(wú)法保證需求

國(guó)峰電廠的運(yùn)行方式為單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行：運(yùn)行電流為44 A，運(yùn)行風(fēng)量為1.8萬(wàn)m3/h,折合300 m3/min，返料風(fēng)母管壓力40 kPa。我廠的單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)無(wú)論從電機(jī)額定電流和返料風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量以及返料風(fēng)母管壓力的參數(shù)都無(wú)法達(dá)到該廠的運(yùn)行需求。

6 關(guān)于我廠單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式參數(shù)的合理猜想

我廠單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行，返料風(fēng)機(jī)電流應(yīng)該控制在25A左右，返料風(fēng)量應(yīng)在1.2～1.4萬(wàn)m3/h(額定為1.5萬(wàn)m3/h)，返料風(fēng)母管壓力從冷態(tài)試運(yùn)情況看應(yīng)在25～30 kPa之間，為保證返料正常應(yīng)盡可能的高一些。能否長(zhǎng)周期運(yùn)行以及運(yùn)行效果需要做實(shí)際試驗(yàn)確定。

7 需要優(yōu)化的問(wèn)題點(diǎn)

(2)修改熱工邏輯，保證不因返料風(fēng)機(jī)跳閘出現(xiàn)機(jī)組BT，包括返料風(fēng)機(jī)全停的延時(shí)和返料風(fēng)母管壓力定值修改，還有自動(dòng)掉連鎖問(wèn)題。

(3)從上圖250 MW運(yùn)行工況看，#1，#3分離器灰量較多，溫度較高(#3號(hào)913 ℃，#1號(hào)890 ℃，#2號(hào)730 ℃)，#2分離器分離灰量較少，存在三臺(tái)分離器工作出力不均勻的問(wèn)題，造成中部回料量較少，床溫難以控制。中部床溫比兩側(cè)平均高出20 ℃?？梢赃m度加高#2分離器中心筒高度或者增加導(dǎo)流板，使3個(gè)分離器分離和回料均勻。

(4)目前，兩臺(tái)爐尾部煙道積灰仍然較為嚴(yán)重且運(yùn)行床溫較高，可適度加高旋風(fēng)分離器中心筒高度，增加分離效率，控制床溫，提高經(jīng)濟(jì)性。

(5)目前，我廠返料風(fēng)機(jī)電機(jī)裕量都較小，可以考慮更換較大額定電流的電機(jī)以確保單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)行。

8 我廠存在的風(fēng)險(xiǎn)及處理辦法

8.1 返料器堵塞

8.1.1 現(xiàn)象

旋風(fēng)筒料位上升，返料閥差壓、密度均上升；返料閥灰溫度降低，風(fēng)室風(fēng)量降低，風(fēng)壓上升，分離器上下壁溫差大，旋風(fēng)筒出口煙溫上升；爐床溫上升，床壓下降；分離器分離效率降低，飛灰變粗；各靜壓測(cè)點(diǎn)顯示為正壓。

8.1.2 原因

單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)運(yùn)行，返料閥風(fēng)量或風(fēng)壓不足；旋風(fēng)筒保溫、防磨材料脫落；返料閥兩側(cè)風(fēng)室風(fēng)帽堵塞，充氣口松動(dòng)風(fēng)口堵塞；料腿內(nèi)結(jié)渣。

8.1.3 處理

再啟動(dòng)一臺(tái)返料風(fēng)機(jī)，增加返料器流化風(fēng)量，提高流化風(fēng)壓。必要時(shí)啟動(dòng)備用高壓流化風(fēng)機(jī)；對(duì)流化風(fēng)量和返料風(fēng)量進(jìn)行反復(fù)的加減，加強(qiáng)返料器內(nèi)的擾動(dòng)；先加返料風(fēng)量，后加立管流化風(fēng)量；適當(dāng)降低一次風(fēng)流化風(fēng)量，改善顆粒尺寸；若處理無(wú)效，且發(fā)展嚴(yán)重，匯報(bào)值長(zhǎng)，申請(qǐng)停爐。

8.2 床溫偏差大或出現(xiàn)翻床現(xiàn)象

應(yīng)立即啟動(dòng)備用返料風(fēng)機(jī)，調(diào)整風(fēng)量使床溫、床壓及返料風(fēng)溫風(fēng)壓正常。

9 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述試驗(yàn)得到的結(jié)果可以看到，采用單臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)一直在峰值運(yùn)行是可以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，并且跟兩臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，單臺(tái)運(yùn)行可以節(jié)約更多的能源，減少運(yùn)營(yíng)成本，目前單臺(tái)返料風(fēng)機(jī)全天用電約8 000 kWh，兩臺(tái)爐4臺(tái)運(yùn)行全天耗電為32 000 kWh，每度電折合電價(jià)0.5元，全天需花費(fèi)1.5萬(wàn)元，全年在500萬(wàn)元左右。如果雙爐單臺(tái)可靠運(yùn)行，全年可節(jié)省200余萬(wàn)元費(fèi)用，但是這種運(yùn)行模式需要對(duì)鍋爐的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以防止返料風(fēng)母管因?yàn)閴毫Χ鴵p壞，在連接上應(yīng)該改為單臺(tái)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其他兩臺(tái)作為備用來(lái)設(shè)計(jì)，在未來(lái)的新廠房中，在施工前一定要對(duì)線路進(jìn)行仔細(xì)研究，一免造成后期造成資源的浪費(fèi)以及能源的不必要浪費(fèi)。