0、前言
    山東省恒通化工股份有限公司熱電三期工程采用3臺75t/h循環(huán)流化床(CFB)鍋爐。鍋爐于2000年7月5日點(diǎn)火投運(yùn)，負(fù)荷從40%逐步提高，同年7月8日達(dá)到了滿負(fù)荷(75t/h)運(yùn)行，7月7～17日10多天以來，鍋爐一直在額定負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。
1、水汽系統(tǒng)流程
    75t/h CFB鍋爐汽水工藝流程見圖1。
鍋爐給水由總管引出經(jīng)孔板流量計(jì)后，接到7.00 m高平臺，分為三路。一路為DN50調(diào)節(jié)閥，鍋爐在小負(fù)荷下運(yùn)行或點(diǎn)火時(shí)，由微機(jī)手動操作（軟手動）。一路為DNIOO×80調(diào)節(jié)閥，在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，可由微機(jī)根據(jù)汽包液位三沖量調(diào)節(jié)的信號作全自動控制（也可由微機(jī)作軟手動操作，進(jìn)行人工控制）。按要求流過的鍋爐給水首先進(jìn)入省煤器，然后進(jìn)入鍋筒，鍋筒的下降管將爐水引至下聯(lián)箱，在焊接于F聯(lián)箱上的膜式水冷壁中被加熱汽化，再由上聯(lián)箱匯集引入汽包。汽包上部8根∮108×5的無縫管將飽和蒸汽引至低溫過熱器進(jìn)口集箱。經(jīng)低溫過熱器加熱的蒸汽溫度可達(dá)到380~400℃。為保證鍋爐出口蒸汽溫度達(dá)到450℃，經(jīng)低溫過熱器加熱后的蒸汽分兩組進(jìn)入并聯(lián)的前調(diào)溫器和后調(diào)溫器。前調(diào)溫器的調(diào)溫水量由鍋爐出口蒸汽溫度值決定，后調(diào)溫器的調(diào)溫水量是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)由后調(diào)溫器的蒸汽溫度來設(shè)定的。兩個(gè)調(diào)溫器出口蒸汽同時(shí)進(jìn)入高溫過熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)高溫過熱后達(dá)到450℃，進(jìn)入高過出口集箱，再經(jīng)出口管、彎管流量計(jì)，送到蒸汽總管。鍋爐給水的第三路為DN50截止閥引出的調(diào)溫水，在送到爐頂后，通過2個(gè)調(diào)節(jié)闊控制前、后兩組調(diào)溫器，其調(diào)溫方式為噴水調(diào)溫。
富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    從以上可以看出，若鍋爐無排污、無泄漏，鍋爐的給水和供汽量應(yīng)是相等的。通過2000年7月14～17日的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)（見表1）可以看出鍋爐產(chǎn)汽較給水低1.7%左右。這對于2套（水、汽）流量測量系統(tǒng)來說是在其誤差范圍之內(nèi)的。
2、鍋爐的燃燒系統(tǒng)與點(diǎn)火
    鍋爐的給煤由3臺螺旋給煤機(jī)(∮325×10)按照給定的轉(zhuǎn)速（或由負(fù)荷調(diào)節(jié)給出一個(gè)自動調(diào)節(jié)信號控制）將煤炭送人燃燒室。燃燒室底部是水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板面積為4.23×2.03m2。布風(fēng)板上均勻布置了551個(gè)風(fēng)帽，以及3個(gè)Ø159 x 10的排渣口。預(yù)熱后的一次風(fēng)通過風(fēng)帽送人爐膛，使?fàn)t料在較高的流化風(fēng)速下燃燒。床溫的工藝指標(biāo)為850～950℃（鍋爐廠設(shè)計(jì)參數(shù)為800～900℃）。實(shí)際運(yùn)行中床溫都在1000℃左右。按比例，二次風(fēng)約占總空氣量的50%。二次風(fēng)預(yù)熱后的溫度也是150℃，經(jīng)上、中、下三層布置的21個(gè)噴嘴進(jìn)入爐膛。二次風(fēng)的作用是補(bǔ)充燃燒所需的氧氣以及加強(qiáng)摻混：含灰煙氣在爐膛出口分左右兩股進(jìn)入2個(gè)旋風(fēng)分離器。被分離下的顆粒經(jīng)返料器的“U”形閥返回爐膛循環(huán)再燃燒。離開旋風(fēng)分離器的煙氣經(jīng)高溫過熱器、低溫過熱器進(jìn)入尾部煙道，再依次經(jīng)過省煤器、二次風(fēng)預(yù)熱器、一次風(fēng)預(yù)熱器，到達(dá)電除塵器。在電除塵器中99.5%以上的煙塵被除去，符合環(huán)保要求的煙氣被引風(fēng)機(jī)送人120 m高的煙囪，排人大氣。
    燃燒系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行的狀況見表2。
    從表2中可以看出各設(shè)備都還有一定的余量，尤其是給煤機(jī)的余量最大。一、二次風(fēng)的風(fēng)量雖已達(dá)到了設(shè)備的額定值，但其風(fēng)壓還可提高，電動機(jī)的電流只是額定電流的2／3，所以設(shè)備潛力還是有的。但是燃燒的強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)值。如床溫已到1000℃，爐膛出口溫度達(dá)到了970℃。凋溫器后的蒸汽溫度為253℃，與3.9MPa壓力的飽和蒸汽溫度(249℃)差不多，相關(guān)參數(shù)的對比分析見表3。
    鍋爐的點(diǎn)火：鍋爐后側(cè)設(shè)2支點(diǎn)火油槍，采用床下點(diǎn)火。“0”號輕柴油在鼓風(fēng)室內(nèi)充分燃燒后，其熱量隨一次風(fēng)通過風(fēng)帽進(jìn)入床層，將爐料加熱。點(diǎn)火過程中，一要注意防止滅火，滅火后必須及時(shí)停油，將油氣抽凈，才能重新點(diǎn)火，否則易發(fā)生爆炸。二是鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量適當(dāng)小一點(diǎn)，以滿足爐料能夠均勻流化為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)保證風(fēng)室溫度< 700℃。如果風(fēng)量過大、風(fēng)速過快，燃油熱量不能被爐料充分吸收，就被引風(fēng)機(jī)抽走，既浪費(fèi)油，又延長了點(diǎn)火時(shí)間：
    油槍的工作壓力是1.96 MPa，耗油量200kg/h。控制得當(dāng)，冷態(tài)點(diǎn)火，2h就可完成，點(diǎn)火一次耗油1.5～2.0t。為保證鍋爐受熱均勻，點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)大于2h。
3、75t/h CFB鍋爐的運(yùn)行分析
3.1水汽系統(tǒng)
    在水汽系統(tǒng)中設(shè)置了4個(gè)調(diào)節(jié)閥，給水管路上為1個(gè)DNJOOx80主閥、1個(gè)DN50副閥。主閥正常運(yùn)行時(shí)，由汽包液位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制；副閥為計(jì)算機(jī)軟手動操作控制；另2個(gè)為DN20的調(diào)溫水調(diào)節(jié)閥。從10多天的運(yùn)行情況看，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏可靠，工作正常，鍋爐渡位穩(wěn)定在±l5mm范圍之內(nèi)（運(yùn)行指標(biāo)為±30mm）。蒸汽溫度穩(wěn)定在(445±5)℃，保證了汽機(jī)進(jìn)口溫度435℃的指標(biāo)。鍋爐水、汽系統(tǒng)的操作全部實(shí)現(xiàn)自動化，鍋爐產(chǎn)汽量連續(xù)10d在1790t左右，平均為74.5t/h，達(dá)到了鍋爐的額定蒸發(fā)量。在以后的1年多時(shí)間里，正常運(yùn)行肘保持在74~79t/h之間，最高負(fù)荷達(dá)到85t/h，
3.2燃燒系統(tǒng)
    燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行操作彈性很大，從化驗(yàn)中心的分析報(bào)告單中可知75t/h CFB鍋爐的給煤為Qydw=16720kj/kg(4000 kcal/kg)，是較好的流化床爐料，除塵灰的發(fā)熱量為2093KJ/kg(500kcal/kg)，爐渣的可燃物含量為3.82%（6#、7#流化床鍋爐的爐渣可燃物為5%左右，拋煤機(jī)鍋爐的爐渣可燃物高達(dá)10%以上）。這說明鍋爐的燃燒效果是較好的。
    首次采用的電除塵器自2000年7月7日投運(yùn)以來運(yùn)行正常，3個(gè)電場只要開2個(gè)，除塵效果就很好，除塵效率≥95%，能夠達(dá)到環(huán)保要求。
4、幾個(gè)問題的探討
    75 t/h CFB鍋爐投產(chǎn)運(yùn)行已有年多的時(shí)間，有些操作還在探索之中，下面談幾點(diǎn)看法。
4.1  關(guān)于負(fù)荷調(diào)節(jié)問題
    若以汽包壓力為負(fù)荷調(diào)節(jié)的依據(jù)，通過變頻器接受負(fù)荷調(diào)節(jié)的指令，改變給煤電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可實(shí)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷的自動控制。根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，調(diào)節(jié)給煤量，對負(fù)荷（汽包壓力）的影響不顯著，有滯后現(xiàn)象，如果引入蒸汽流量，負(fù)荷調(diào)節(jié)有可能實(shí)現(xiàn)。
4.2關(guān)于床溫調(diào)節(jié)
    一是床溫的控制指標(biāo)，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)在850~ 950℃，而實(shí)際的運(yùn)行卻在990～1000℃之間：二是床溫的控制方法，設(shè)計(jì)的控制方法是用鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)的。即床溫升高，加大鼓風(fēng)量，反之則減風(fēng)。這種調(diào)節(jié)是有限度的，一般為床溫±5%，若床溫超出了給定值的±5%，就要用減煤或加煤的方式來調(diào)節(jié)床溫。
4.3煙氣氧含量的調(diào)節(jié)
    煙氣氧含量的控制指標(biāo)是3%~5%，這是合理的空氣過剩系數(shù)值。目前鍋爐的煙氣氧含量實(shí)測值為7%～8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了指標(biāo)。如果減少二次風(fēng)量，同時(shí)按一、二次風(fēng)I:l的配比減少鼓風(fēng)量，引風(fēng)量也可同時(shí)減下來，那么鍋爐的熱效率可能會高一些。若操作得當(dāng)，鍋爐的出力仍有可能達(dá)到75t/h的額定值。
4.4鍋爐爐膛壓力的調(diào)節(jié)
    爐膛壓力（出口）為- 20Pa，實(shí)際運(yùn)行中的變化范圍是50～250 Pa，不僅變化幅度大，而且變化速率快。只有對爐膛負(fù)壓的測量值作大幅的阻尼，才有可能實(shí)現(xiàn)爐膛壓力的自調(diào)。
4.5床層差壓的自動控制
    若能實(shí)現(xiàn)間斷性的連續(xù)排渣，再加上1臺性能較好的冷渣機(jī)，床層差壓的自動控制是容易實(shí)現(xiàn)的。
    以上幾個(gè)自調(diào)項(xiàng)目都是燃燒系統(tǒng)的內(nèi)容，相互關(guān)聯(lián)緊密，若想全部實(shí)現(xiàn)困難很大，從提高自動化的程度和提高鍋爐熱效率以獲得更大經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，作一些嘗試探討是必要的。鑒于循環(huán)流化床鍋爐的快速發(fā)展和自動控制不均衡，應(yīng)該在CFB鍋爐自控領(lǐng)域做一些深層次的工作。
5、運(yùn)行總結(jié)
    3臺鍋爐投運(yùn)已有1年多的時(shí)間，以第二臺鍋爐為例對運(yùn)行作一些總結(jié)和探討。
    (1)第二臺鍋爐在運(yùn)行中最高負(fù)荷達(dá)到85 L／h，說明國產(chǎn)CFB鍋爐超負(fù)荷能力較強(qiáng)。另外在1年多運(yùn)行中水汽差均保持在1.5~ 2.0 l之間，爐渣可燃物小于4%，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。
    (2)正常運(yùn)行時(shí)爐溫控制在1000~1100℃，若按設(shè)計(jì)800～900℃，運(yùn)行就達(dá)不到額定負(fù)荷，說明鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)對受熱面的計(jì)算存在誤差，受熱面不夠，應(yīng)進(jìn)行修正。
    (3)自運(yùn)行到現(xiàn)在已有10次故障停爐，平均運(yùn)行周期2個(gè)月，最長運(yùn)行周期3.5個(gè)月。
    同煤粉爐相比，由于工作原理及設(shè)計(jì)上的限制，CFB循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題導(dǎo)致運(yùn)行周期較短，由以上7次停爐原因可以看出，澆注料和爐墻砌筑質(zhì)量不高，導(dǎo)致停爐事故。鑒于CFB鍋爐的澆注料和砌筑目前暫無統(tǒng)一行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡量選擇正規(guī)廠家的產(chǎn)品，同時(shí)加強(qiáng)施工監(jiān)管。從其它廠家的經(jīng)驗(yàn)來看，可以使運(yùn)行周期達(dá)到4~5個(gè)月。