前言：

　　鶴崗矸石熱電廠在一期工程鍋爐試運行期間，針對循環流化床鍋爐在長期低負荷運行狀態下燃燒劣質煤方面進行了試驗研究，并取得了寶貴的運行經驗。

　　1.概況

　　1.1 設備概況

　　鶴崗矸石熱電廠2*50MW火力發電機組一期新建工程，配有三臺由無錫華光鍋爐廠自行研發、生產的CFB鍋爐機組，鍋爐型號為UG—220/9.8—M6型，是高溫高壓、單汽包橫置式、單爐膛、自然循環、全鋼架M型布置的循環流化床鍋爐。

　　1.2 燃料設計

　　因鶴崗市地區煤炭資源豐富，且出產的無煙煤具有發熱量高、含硫量低、產量大等特點，所以設計時選用的是本市選煤礦篩選后的劣質煤。

　　1.3 生產環境

　　2009年10月初，一期兩臺新建鍋爐機組安裝完成，在未實現聯網發電的情況下，正值我國北方冬季來臨，為保障鶴崗市居民的供熱，同時企業需要考慮生產成本，決定冬季采暖期采用鍋爐機組長期低負荷運行方式投入生產。

　　2.研究目標

　　2.1 運行環境

　　冬季運行期間，鍋爐負荷70--110t/h，在25-50%額定負荷范圍，處于低負荷運行狀態，燃煤低位發熱值在1800---3100kcal/kg，灰分和含水率較高。

　　2.2 試驗研究主要內容

　　2.2.1 CFB鍋爐低負荷運行危害及防治措施

　　(1)爐膛溫度低，鍋爐水循環較差，容易造成水冷壁局部過熱，嚴重時甚至爆管;

　　防治措施：加強水質監測，定期排污以保證爐水品質;保證床溫在較高溫度，初步擬定正常運行時床溫保持在800-850℃左右。

　　(2)出現局部床料超溫，造成鍋爐漸進性結焦;

　　防治措施：風量不允許低于最小流化風量，若發現床溫異常時，可適當調整一、二次風量和給煤量，來保證床溫在允許范圍內。

　　(3)排煙溫度過低，易引起尾部受熱面低溫腐蝕;

　　防治措施：保證較高的給水溫度和冷風溫度，適當增加給煤量和送風量，吹灰器視情況投運。

　　(4)鍋爐床溫波動大，燃燒工況不穩定，嚴重時造成鍋爐滅火;

　　防治措施：保持稍高的床料壓差，適當增加給煤量，確保燃燒穩定。

　　(5)飛灰含碳量增大，易造成回料在返料裝置內超溫結焦;

　　防治措施：保持床溫和爐膛出口溫度在規定范圍內，保持較高的高壓風機出口風量，保證回料暢通。

　　(6)鍋爐負荷低，管道冷卻能力下降，易造成尾部受熱面管道超溫。

　　防治措施：合理調節一、二級減溫水量，確保減溫后的蒸汽過熱度不少于80℃。

　　2.2.2 CFB鍋爐在低負荷運行狀態煤種變化對鍋爐運行的影響

　　3.試驗研究過程

　　試驗初期，首先選用的入爐燃料是低位發熱量3100kcal/kg、灰分55%、外水8%的劣質煤，鍋爐負荷在70t/h(約25%額定負荷)時，過熱蒸汽出口壓力6.0MPa,過熱蒸汽的過熱度在120-200℃范圍，給煤量在17t/h左右,風室壓力8.3Kpa,床料壓差5.5 Kpa，一次風量95000m3/h左右,料層厚度約550mm左右,床溫能維持在800℃，鍋爐排煙溫度90℃左右，鍋爐運行基本穩定。但由于排煙溫度過低，在運行中也出現了一些問題有待解決：一、吹灰器無法投入運行，尾部受熱面掛灰、積灰現象較重，因試驗時間較短且燃煤含硫量低，未發現尾部受熱面嚴重酸腐蝕現象;二、燃煤中全水較高，在電除塵器出口側灰斗煙氣凝結水量較大，影響了氣力除灰系統的正常運行。

　　試驗中期，我們改用發熱量較低、灰分較高、含水率較高的煤質后發現，問題明顯增多，并嚴重影響了鍋爐的穩定運行，突出表現在以下幾方面：

　　(1) 來煤潮濕(燃料全水分高達10-17%)，給煤機下煤管經常發生堵塞，下煤管在爐膛入口處也出現因結焦而堵塞下煤口的現象，嚴重影響爐鍋爐的正常燃燒，浪費了大量人力物力。

　　為此，我們制定了以下幾項措施以緩解堵煤和結焦問題：在易堵煤部位臨時增加檢修孔以便清理下煤管，同時對入爐煤的含水率進行嚴格控制，提高播煤風風量等。同時對給煤機下煤管進行技改，增設空氣炮，以有效解決問題。

　　(2) 由于燃煤煤質差別較大，發熱量低時僅1600kcal/kg，收到基灰分達70%左右，在負荷110t/h時給煤量達40t/h，燃料給煤量比正常情況下增加了約50%，床溫可維持在835℃左右，燃燒雖然穩定，但灰、渣含碳量明顯增加，且灰渣量較高，三臺冷渣機必須高速運行，排渣量接近滿負荷情況。由此可見，由于燃料發熱量降低、灰分增多、含水率增加，對鍋爐運行的危害：一次風風量和煙氣量明顯升高，除灰、除渣量增高且飛灰含碳量和爐渣含碳量增多，耗電量明顯升高，床溫下降，造成鍋爐排煙熱損失、灰渣物理熱損失、機械不完全燃燒熱損失和化學不完全燃燒熱損失都顯著升高，鍋爐熱效率明顯降低。

　　(3)因灰分過高，燃料破碎難度增加破碎機出力降低，造成入爐煤粒度過大(原設計的入爐煤粒度要求小于10mm,到目前，由于破碎機破碎能力不夠，入爐煤的粒度大于13mm的仍有4%左右，而且粒度最大的近18mm)。從生產實際看，入爐煤粒度過大嚴重影響了鍋爐的安全運行：一方面，從冷渣機排渣情況看，粒度較大，含碳量較高，一部分煤渣表面燃燒后呈灰色但內部卻呈黑色(并沒有燃燒);同時，低負荷運行，床溫過低使燃燒強度減弱，很多細小的碳顆粒沒有及時完全燃燒就被帶出爐膛，也使飛灰含碳量變大，增加了機械不完全燃燒熱損失;另一方面，容易發生局部床料流化不良，造成床料有結焦的可能，迫使一次風風量必須增加，導致循環物料加劇了對鍋爐受熱面的磨損，也使床溫更低，影響鍋爐低負荷穩定運行的能力。

　　結束語：

　　通過對CFB鍋爐低負荷運行近一個月的試驗研究，我們得出以下結論： CFB鍋爐在25-50%低負荷運行時能夠維持鍋爐穩定連續運行，但仍存在許多危害難以消除，尤其是燃用煤質較差的煤種時，無論是在滿負荷還是低負荷運行狀態，都會對鍋爐安全穩定運行造成不良影響，因此我們應盡量避免這種運行方式。并且，隨著煤質的發熱量、灰分和含水率變差，會對鍋爐燃燒的物料平衡和熱平衡帶來嚴重影響，鍋爐熱效率也會隨之明顯降低。