一次風(fēng)機(jī)是大型CFB鍋爐的重要輔助設(shè)備，一次風(fēng)系統(tǒng)既承擔(dān)了CFB鍋爐主床的流化作用，又承擔(dān)了CFB鍋爐相當(dāng)一部分燃燒供風(fēng)的作用。因此一次風(fēng)機(jī)的性能對(duì)于CFB鍋爐的安全運(yùn)行至關(guān)重要。引進(jìn)的ALSTOM型300 MW CFB鍋爐在進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)選型時(shí)，選用的風(fēng)壓裕量較大，如某電廠一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí)的風(fēng)壓裕量高達(dá)47.52%，這樣必然會(huì)使機(jī)組在正常運(yùn)行工況下靜葉開(kāi)度很小，從而導(dǎo)致效率非常低。此外，過(guò)小的靜葉開(kāi)度也會(huì)引發(fā)氣流激振、噪音增大、故障頻繁等一系列問(wèn)題，進(jìn)而影響機(jī)組安全運(yùn)行，為此文獻(xiàn)建議國(guó)產(chǎn)化300 MW CFB機(jī)組一次風(fēng)機(jī)應(yīng)選擇20%的風(fēng)量裕量和25%的風(fēng)壓裕量。本文認(rèn)為，一次風(fēng)機(jī)的選型不能設(shè)定固定的風(fēng)量裕量和風(fēng)壓裕量，而應(yīng)根據(jù)爐型結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
1、爐型結(jié)構(gòu)
    目前已經(jīng)投產(chǎn)的300 MW CFB鍋爐從技術(shù)上可以分為兩種，一種是引進(jìn)的ALSTOM技術(shù)，一種是東方鍋爐廠有限公司（東鍋）自主研發(fā)技術(shù)。這兩種鍋爐爐型結(jié)構(gòu)差別很大，就一次風(fēng)系統(tǒng)而言，前者采用雙支腿結(jié)構(gòu)，后者采用單支腿結(jié)構(gòu)，而不同的爐型結(jié)構(gòu)對(duì)一次風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)選型影響較大。
1.1  雙支腿結(jié)構(gòu)
    理論分析和運(yùn)行實(shí)踐表明，雙支腿結(jié)構(gòu)鍋爐容易產(chǎn)生兩側(cè)支腿床料流化失穩(wěn)問(wèn)題，即所謂的“翻床”。“翻床”的根本原因在于雙支腿結(jié)構(gòu)中兩側(cè)床壓與風(fēng)量的正反饋特性，而這種正反饋特性的強(qiáng)弱和床料厚度直接相關(guān)。床料越厚，正反饋特性越強(qiáng)，越容易發(fā)生翻床。惡性翻床發(fā)生后，全部床料聚集到一側(cè)支腿，致使?fàn)t膛差壓大大提高，為使其流化并恢復(fù)平衡，必然要求一次風(fēng)壓保持較高值（此時(shí)一次風(fēng)壓遠(yuǎn)大于BM-CR工況下的一次風(fēng)壓），通風(fēng)量卻下降至接近正常工況的一半，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    某ALSTOM型300 MW CFB鍋爐不同工況下一次風(fēng)壓與單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量如表1所示。由表1可以看出，雙支腿鍋爐一次風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)該有兩個(gè)依據(jù)，一個(gè)是BMCR工況，一個(gè)是翻床工況。原設(shè)計(jì)選型時(shí)將一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量分開(kāi)考慮，即利用翻床的風(fēng)壓來(lái)選擇TB風(fēng)壓，用BMCR風(fēng)量來(lái)選擇TB風(fēng)量，從而使?jié)M負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離TB工況點(diǎn)，而離心風(fēng)機(jī)的特性是在小風(fēng)量下，可以得到更高的壓頭。因此，改造設(shè)計(jì)中，TB風(fēng)壓選擇高于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)壓20%裕量，TB風(fēng)量選擇高于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)量的10%，并保證翻床工況點(diǎn)在該風(fēng)機(jī)運(yùn)行包絡(luò)線內(nèi)。需要指出的是，之所以能夠選擇較小的風(fēng)量，是因?yàn)锳L-STOM CFB鍋爐有4臺(tái)外置式換熱器，運(yùn)行中可以用來(lái)調(diào)節(jié)床溫，而無(wú)需調(diào)節(jié)一二次風(fēng)比率，因此一次風(fēng)量能夠保持穩(wěn)定。實(shí)際運(yùn)行表明，改造后的一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率得到了極大提高，同時(shí)也滿(mǎn)足了翻床事故處理的要求。
1.2  單支腿結(jié)構(gòu)
    東鍋型300 MW CFB鍋爐采用單支腿結(jié)構(gòu)，避免了翻床的發(fā)生，但單支腿結(jié)構(gòu)單個(gè)布風(fēng)板面積增大一倍，而且全部3組回料器均布置在后墻，這些都會(huì)影響床料流化的穩(wěn)定性，在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生床壓波動(dòng)。另外，東鍋型CFB鍋爐的一個(gè)重要特征是沒(méi)有外置式換熱器，床溫的調(diào)節(jié)要通過(guò)一二次風(fēng)比率來(lái)進(jìn)行，因此床溫的擾動(dòng)可能帶來(lái)一次風(fēng)量的較大變化。為此，在一次風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中，應(yīng)充分考慮這些因素的影響。
    某東鍋型300 MW CFB鍋爐不同工況下一次風(fēng)壓與單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量如表2所示。由表2可以看出，原設(shè)計(jì)選型中，TB風(fēng)壓較之BMCR風(fēng)壓有30%裕量，而TB風(fēng)量較之BMCR風(fēng)量有22%裕量，實(shí)際滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的風(fēng)量和風(fēng)壓都低于BMCR設(shè)計(jì)值，致使風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低。考慮到運(yùn)行中的不穩(wěn)定工況，比如床壓不穩(wěn)和改變一二次風(fēng)比率來(lái)調(diào)節(jié)床溫，TB風(fēng)壓應(yīng)保留25%的裕量，同時(shí)TB風(fēng)量應(yīng)保留20%裕量。
    圖l所示為某電廠東鍋型300 MW CFB鍋爐一次風(fēng)壓和一次風(fēng)機(jī)電流隨負(fù)荷變化的關(guān)系。由圖1可見(jiàn)，一次風(fēng)機(jī)的出力隨機(jī)組負(fù)荷變化較大，因此適合選用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式，如增設(shè)變頻器，可以取得更好的節(jié)能效果。
2、煤質(zhì)特性
    在煤粉鍋爐中，一次風(fēng)承擔(dān)了干燥煤粉、輸送煤粉的作用，因此煤質(zhì)特性是煤粉爐一次風(fēng)機(jī)選型的重要依據(jù)。在CFB鍋爐中，一次風(fēng)所起的作用和煤粉鍋爐存在很大的不同，煤質(zhì)特性對(duì)一次風(fēng)機(jī)選型的影響較小，這也是CFB鍋爐煤種適應(yīng)性較好的重要原因，但煤質(zhì)中的灰分和揮發(fā)分存在較大差異時(shí)，也會(huì)對(duì)一次風(fēng)機(jī)選型產(chǎn)生一定的影響。
2.1灰分
    CFB鍋爐可以燃用灰分很大的貧煤，由此帶來(lái)的問(wèn)題是排渣量增大。目前CFB鍋爐的各型冷渣器故障率都較高，一旦冷渣器故障，鍋爐床壓就會(huì)迅速升高，致使一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓同步升高。對(duì)于雙支腿CFB鍋爐而言，床壓的升高還會(huì)帶來(lái)翻床問(wèn)題。因此，為了防止排渣故障給機(jī)組安全運(yùn)行造成更大的影響，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量要有所增大，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓裕量再增加5%。
2.2揮發(fā)分
    對(duì)于揮發(fā)分和水分較大的褐煤，其主要問(wèn)題是難以維持床壓。褐煤在流化床燃燒過(guò)程中，難以生成床料，而隨著原有床料被流化風(fēng)帶出爐膛，爐膛內(nèi)的床料難以保持穩(wěn)定。通常在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，一方面通過(guò)添加石灰石和床料維持平衡，另一方面通過(guò)降低一次風(fēng)速減少床料帶出。因此，一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量都會(huì)被控制在較低的水平。所以，在燃燒褐煤情況T，-次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量和風(fēng)量裕量可以適當(dāng)減小，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓和風(fēng)量裕量再減少5%。
    對(duì)于揮發(fā)分較小的無(wú)煙煤，其主要問(wèn)題是提高燃
燒效率，降低飛灰含碳量。為了提高燃燒效率，通常采用的手段是增加床壓和提高床溫。所以，在燃燒無(wú)煙煤的況下，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量可以適當(dāng)增大，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓裕量增大5%。
3、結(jié)  論
    在大型CFB鍋爐一次風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中，應(yīng)重視鍋爐爐型結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)特性，并據(jù)此對(duì)TB風(fēng)壓裕量和TB風(fēng)量裕量進(jìn)行調(diào)整，具體調(diào)整原則見(jiàn)表3。
    本文通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)兩種大型CFB爐型結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)特性的分析，得到了一次風(fēng)機(jī)選型裕量應(yīng)隨爐型結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)特性變化的規(guī)律，這一規(guī)律對(duì)于大型CFE鍋爐一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型具有一定意義。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)壁爐
2、秸稈顆粒機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)