大型循環(huán)流化床鍋爐運行優(yōu)化及改進

前言

循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適用性廣、負荷調節(jié)性強以及環(huán)保性能優(yōu)良而得到了越來越多的重視。近年來，在能源與環(huán)境的雙重壓力下，循環(huán)流化床鍋爐在我國得到了快速發(fā)展。我國現有不同容量的循環(huán)流化床鍋爐近3000臺，約63 000MW投入商業(yè)運行，占電力行業(yè)鍋爐總臺數的三分之一以上，其中410～480t／h（100～150Mw）等級循環(huán)流化床鍋爐超過150臺。截至2008年底，已投運的300Mw循環(huán)流化床鍋爐機組達13臺，在建和擬建的300Mw循環(huán)流化床鍋爐機組也達到50臺以上，超過了世界上其他國家的總和；我國自主設計制造的最大容量為330Mw的循環(huán)流化床機組已于2009年1月投入商業(yè)運行；在“十一·五”期間，煤炭行業(yè)還將建設20Gw裝機容量的煤矸石資源綜合利用循環(huán)流化床鍋爐機組，主要是300MW等級；四川內江白馬電廠600Mw超臨界循環(huán)流化床鍋爐機組已開工建設，計劃于2010年前后投產。因此，可以預見，循環(huán)流化床鍋爐將會在我國得到更大發(fā)展。裝備大量循環(huán)流化床鍋爐機組，對于優(yōu)化我國電力結構、改善電力供應品質、提高我國整體資源利用效率以及降低污染物排放，發(fā)揮了不可替代的作用。但因為大型循環(huán)流化床鍋爐出現較晚，所以對它的設計、運行規(guī)律掌握得不夠徹底，在運行過程中出現了許多影響鍋爐安全穩(wěn)定運行及機組經濟性等的問題，例如鍋爐點火（助燃）油量大、爐內及返料器內結焦、給煤系統堵塞、冷渣器故障頻頻、石灰石粉系統及床料系統堵塞、鍋爐受熱面管子磨損嚴重、耐火材料大量損壞、風帽磨損與漏渣、鍋爐效率偏低（飛灰含碳量大、排煙溫度高等）、過熱器和再熱器超溫爆管、機組廠用電率高等，造成機組的可靠性、經濟性遜于煤粉爐。鑒于此，本書以廣東省連州電廠440t／h循環(huán)流化床鍋爐的整體優(yōu)化改進為主線，參閱了大量135～300Mw等級的循環(huán)流化床鍋爐文獻資料，總結了國內多個電廠在循環(huán)流化床鍋爐各個系統的運行優(yōu)化、設備改造等方面的實踐經驗，重點分析了大型循環(huán)流化床鍋爐運行存在的問題及進行的各種有效的改進措施。連州電廠的2臺循環(huán)流化床鍋爐，經過多年的整體優(yōu)化改造，其整體運行情況及各項經濟指標都有了較大幅度的提高，多次在全國135Mw級循環(huán)流化床機組競賽中獲獎，表明鍋爐的整體優(yōu)化達到了國內領先水平，其所取得的成功經驗已在全國廣泛推廣應用，為我國大型循環(huán)流化床鍋爐的推廣和進一步大型化作出了貢獻。本書共分7章。第一章主要介紹了循環(huán)流化床鍋爐的工作原理、基本構成及典型的循環(huán)流化床鍋爐實例。第二章至第七章，依次總結了循環(huán)流化床鍋爐在啟停操作、給煤系統、冷渣器系統、石灰石粉及床料系統、鍋爐磨損及防磨、鍋爐燃燒優(yōu)化及節(jié)能等各個方面的優(yōu)化改進經驗。全書理論介紹較少，而代之以大量的循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化改進實例、現場數據及圖片，實用性很強，對提高我國大型循環(huán)流化床鍋爐的整體安全經濟運行水平、優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐的設計等都有很好的參考價值。限于經驗和水平，書中不足之處，敬請各位專家和讀者批評指正。

內容概要

本書在介紹典型循環(huán)流化床鍋爐的基礎上，針對運行過程中常見的點火(助燃)油量大、爐內及返料器內結焦、給煤系統堵塞、冷渣器故障頻頻、石灰石粉系統及床料系統堵塞、鍋爐受熱面管子磨損嚴重、耐火材料損壞、風帽磨損與漏渣、鍋爐效率偏低(飛灰含碳量大、排煙溫度高等)、過熱器和再熱器超溫爆管、機組廠用電率高等影響循環(huán)流化床鍋爐機組可靠性、經濟性的問題，總結了國內眾多大型循環(huán)流化床鍋爐在啟停操作、給煤系統、冷渣器系統、石灰石粉系統及床料系統、鍋爐的磨損及防磨、鍋爐的燃燒優(yōu)化及節(jié)能等各個方面的優(yōu)化改造經驗。全書內容豐富新穎，附有大量的現場數據及彩色圖片，實用性很強，對我國大型循環(huán)流化床鍋爐的設計和安全經濟運行都有很好的參考價值。    本書特別適合從事循環(huán)流化床鍋爐運行、維修和管理工作的工程技術人員以及從事大型循環(huán)流化床鍋爐研究、設計工作的科研人員閱讀使用，對高等院校相關專業(yè)研究生、大學生也有很好的參考作用。

作者簡介

　　楊建球  熱動高級工程師，廣東省粵連電廠有限公司總經理、連州發(fā)電廠廠長。1998年到連州發(fā)電廠工作，是電廠二期2X135MW循環(huán)流化床鍋爐系統設備優(yōu)化改造的總指揮，在大型循環(huán)流化床鍋爐系統的改造、優(yōu)化運行方面有著非常豐富的理論和實踐經驗。
　　曾庭華  工學博士，廣東電網公司電力科學研究院教授級高工。主要從事電站鍋爐，煙氣脫硫、脫硝系統等的調試、試驗及優(yōu)化運行工作，已出版著作3部。
　　李煥輝  熱動高級工程師，曾任廣東粵連電廠有限公司總經理、連州發(fā)電廠廠長．現任廣東粵電集團茂名熱電廠廠長。1997年到連州發(fā)電廠工作，全程指揮、參與了電廠二期2X135MW循環(huán)流化床鍋爐的建設、投產、系統改造工作，對大型循環(huán)流化床鍋爐有深入研究。
　　陳偉球  熱動高級工程師，現任連州發(fā)電廠副廠長，長期從事大型循環(huán)流化床鍋爐運行、檢修技術的管理及研究工作。
　　盧煉區(qū)  鍋爐技師，現任連州發(fā)電廠運行部副部長。1998年到連州發(fā)電廠工作，長期從事大型循環(huán)流化床鍋爐運行管理工作。
　　李勁  熱控工程師，現任連州發(fā)電廠副廠長，長期從事大型循環(huán)流化床鍋爐技術改造、運行優(yōu)化的管理工作，參與了連州發(fā)電廠二期2X135MW循環(huán)流化床鍋爐的調試和主要技術改造。

書籍目錄

序前言第一章　緒論  第一節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐工作原理  第二節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐基本構成  第三節(jié)　大型循環(huán)流化床鍋爐實例第二章　循環(huán)流化床鍋爐啟動、停爐操作優(yōu)化  第一節(jié)　風道燃燒器燒壞  第二節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐結焦  第三節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)啟動操作優(yōu)化  第四節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐停爐操作優(yōu)化第三章　循環(huán)流化床鍋爐給煤系統優(yōu)化改造  第一節(jié)　連州電廠循環(huán)流化床鍋爐給煤系統改造  第二節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐給煤系統問題與對策  第三節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐給煤系統設計探討第四章　循環(huán)流化床鍋爐冷渣器系統優(yōu)化改造  第一節(jié)　連州電廠循環(huán)流化床鍋爐冷渣器改造  第二節(jié)　梅縣電廠循環(huán)流化床鍋爐冷渣器改造  第三節(jié)　其他循環(huán)流化床鍋爐冷渣器改造和應用  第四節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐冷渣器選擇探討第五章　循環(huán)流化床鍋爐石灰石粉系統及床料系統的優(yōu)化改造  第一節(jié)　連州電廠石灰石粉系統的改造  第二節(jié)　其他石灰石粉系統改造實例  第三節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐床料系統的改造  第四節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐啟動床料系統的設計探討第六章　循環(huán)流化床鍋爐的磨損及防磨改進  第一節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐磨損概述  第二節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐金屬件的磨損  第三節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐耐火材料的磨損及防磨  第四節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐的防磨優(yōu)化改進第七章　循環(huán)流化床鍋爐的燃燒優(yōu)化及節(jié)能改造  第一節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐熱效率的影響因素及改進  第二節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐過熱器等超溫和爆管的改進  第三節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能改造  第四節(jié)　風帽改造  第五節(jié)　循環(huán)流化床鍋爐的熱工控制邏輯優(yōu)化改造參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.結焦原因分析在循環(huán)流化床鍋爐諸多事故中，結焦是一種常見燃燒事故，無論點火、壓火、停爐或正常運行中都有可能發(fā)生。循環(huán)流化床鍋爐的結焦大體上可分為四類：（1）完全的高溫結焦。指床層整體溫度水平高于床內物料變形溫度而流化正常時所形成的結焦現象，常表現為全床或大面積的結焦，它使物料變形熔化在一起。高溫焦塊表面基本上是熔融的，焦塊冷卻后觀察到其呈深褐色，并夾雜大量氣孔。（2）局部高溫結焦。指床層整體溫度低于床內物料變形溫度，但局部溫度超過了物料熔點或燒結溫度而引起的結焦。焦塊往往是熔化的帶氣孔的深褐色灰渣夾雜有許多未燃的煤渣等顆粒組成，這是循環(huán)流化床鍋爐中最常見的結焦，例如鍋爐啟動過程中為使料層蓄熱升溫，突然快速增加煤量，而此時空氣量較少，料層尚未完全流化，當溫度達到燃料的著火溫度，而空氣量又足以使其迅速燃燒時，局部溫度將很快上升，并超過灰渣變形溫度，以致結成焦塊。又如鍋爐在壓火期間，床料處于靜止狀態(tài)，如果漏入小風，熱床料中的可燃物獲得氧氣，便會產生燃燒，由于燃燒產生的熱量不能及時帶走，使局部區(qū)域床料超溫而結焦。運行中一旦局部出現結焦，就會影響到周圍，使周圍的溫度越來越高，從而使焦塊結得越來越大。避免局部高溫結焦最好的辦法是保證床料良好的流化狀態(tài)和正常移動狀態(tài)，使溫度均勻，防止局部超溫。（3）低溫結焦。指床層整體溫度低于床內物料變形溫度，由于流化狀態(tài)不好使各種顆粒黏連在一起或低溫燒結而引起的結焦，灰渣中堿金屬（如鉀、鈉等）的含量較高時容易發(fā)生。黏連的焦塊外觀疏松，帶有許多嵌入的未燒結的低溫顆粒，很容易被打碎，而低溫燒結的焦塊較硬。保證床料流化良好、顆?；旌涎杆倩蛱幱谡５囊苿訝顟B(tài)可避免低溫結焦。（4）漸進性結焦。指運行中的床溫、床壓和流化都在正常情況下出現的緩慢長大的焦塊，最初焦塊的形成可能是局部高溫結焦或流化不好的低溫焦塊，渣塊部分堅硬、部分疏松，是運行中較難察覺的一種結焦形式。產生漸進性結焦的主要原因是：①布風系統設計和安裝質量不好，風帽錯裝或堵塞；兩側床料流化質量差別大，流化弱的部位開始結焦進而擴大；②給煤顆粒度超出設計值，造成燃燒分層，爐內流化不良，使局部床溫升高而結焦；③運行參數控制不當、爐內分隔墻和耐火層邊角處和頂部角度設計不適當等。不論是哪種原因引起的結焦，隨著時間的推移，焦塊像滾雪球似的越滾越大，造成流化更加困難；而流化不良又加劇結焦，造成燃燒不完全，熱負荷不穩(wěn)定，參數波動，最后被迫停爐。

編輯推薦

《大型循環(huán)流化床鍋爐運行優(yōu)化及改進》：廣東省粵連電廠有限公司連州發(fā)電廠座落于廣東省連州市星 子鎮(zhèn)，位于廣東西北部，地處廣東、湖南、廣西三省邊界，距離廣州約260千米。連州發(fā)電廠是廣東省“九五”重點項目，由超康投資有限公司、廣東省電力實業(yè)發(fā)展總公司、連州市火力發(fā)電開發(fā)公司等十個股東投資興建，是中外合作的股東多元化企業(yè)，由廣東省粵電集團有限公司管理。連州發(fā)電廠目前總裝機容量為52萬千瓦。其中，一期2×12 5 MW燃煤發(fā)電機組于1998年6月開始建設，分別于2000年3月和.2000年8月投入商業(yè)運行：二期2×135MW循環(huán)流化床機組于2002年8月開始建設，分別于2004年2月和2004年5月投入商業(yè)運行。根據山區(qū)電廠的實際情況，連州發(fā)電廠在企業(yè)管理方式上注重簡單、直接、實用、有效的方法，并大膽創(chuàng)新。在激烈的市場競爭形式下形成了一套獨具特色的企業(yè)管理模式，主要管理思路為：精簡機構、從嚴管理、追求高效：強化培訓，注重提高員工素質一艮抓安全生產、節(jié)能降耗，為股東創(chuàng)造最大利益。企業(yè)的各項管理逐步走向規(guī)范化、科學化。更為主要的是，這套管理模式已經深入人心，為管理層、員工所認同，在企業(yè)安全生產等各個領域發(fā)揮了積極的效用。連州發(fā)電廠在企業(yè)文化建設中突出了以“危機文化、競爭文化、團隊文化、感恩文化、安全文化、高效文化”等元素為主體的企業(yè)文化，著眼在“嚴謹”二字上。連州發(fā)電廠通過培養(yǎng)員工嚴謹的作風、嚴謹的工作態(tài)度，并融入到企業(yè)日常管理工作中，規(guī)范全廠員工日常行為，提升企業(yè)內聚力。在十年的發(fā)展歷程中，連電人以頑強拼搏、敢打硬仗的精神，打造了一支年輕、充滿朝氣和活力的員工隊伍。針對二期循環(huán)流化床機組投運以來出現的各種問題，連州發(fā)電廠開展了全面的整體優(yōu)化改造。改造后機組各項經濟指標有了顯著的提高，兩臺機組連續(xù)多年在全國CFB鍋爐135～150MW級純凝機組競賽中取得優(yōu)異成績，其中，4號機組獲2006年度特等獎，3號機組獲2006年度一等獎。

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