影响CFB锅炉风机电耗的关键因素350MW超临界CFB机组厂用电率标杆简介

影响CFB锅炉风机电耗的关键因素350MW超临界CFB机组厂用电率标杆简介压缩空气雾化油枪在300MW机组上的成功应用山西格盟国际能源集团有限公司蔡新春1影响CFB锅炉风机电耗的关键因素2350MW超临界CFB机组厂用电率标杆介绍3压缩空气雾化油枪在300MW机组上的成功应用主要内容1影响CFB锅炉风机电耗的关键因素一、影响CFB锅炉风机电耗的几个关键因素空气预热器形式二次风出口距布风板距离风机运行台数布风板面积高压流化风机运行台数及母管压力关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：空气预热器形式——管式空气预热器——回转式空气预热器某350MWCFB超临界机组（管式空气预热器阻力大）初次带350MW工况：风室压力：12.8KPa一次风机出口风压：18.8KPa压差：6KPa（包括风道）某350MWCFB超临界机组（四分仓回转空气预热器阻力小）初次带350MW工况：风室压力：14.9KPa一次风机出口风压：17.5KPa压差：2.6KPa（包括风道）某300MWCFB锅炉管式空气预热器（运行几年后2014）运行几年发生腐蚀及结灰后，空气预热器漏风达20%左右，送引风机电耗大幅增加，一次风机电流达263/269，引风机电流达195/208。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：二次风标高（二次风出口距布风板的距离）各层二次风的标高距布风板距离及数量是关键数据。300MW容量及以下的循环流化床设计，下二次风口距离布风板的高度，三大制造厂各不相同，并且相差较大，下二次风一般在2000mm左右，上二次风在5000mm左右。目前，超临界CFB锅炉，各制造厂在设计时，为了降低NOx均在不同程度地提高上下二次风与布风板的距离，即高效二次风技术。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：二次风出口距布风板距离——与布风板的距离越高，二次风的阻力就越小、二次风压就越低、二次风机电耗就越小。另外，也与二次风出口截面积、风道阻力等有关。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：风机运行台数（无变频）低负荷工况时，风机运行台数减少，电耗减少。某300MWCFB机组(PS)，当负荷200MW时：两台二次风运行时，电流分别为75A、70A，总电流为145A。当单台二次风机运行，电流为105A。电流相差为40A。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：某200CFB机组二次风机进口挡板调节方式下并列运行风机参数从风机采取入口挡板调节的运行结果中可以得出：50%负荷以下时采用单台二次风机运行，50%负荷以上时从提高运行经济性的角度考虑采用双台风机并列运行。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：某300CFB机组二次风机变频调节方式下并列运行风机试验数据采取变频调节的二次风机运行参数试验发现——在风机入口挡板全开的情况下，在低负荷运行下单台风机运行始终比两台风机并列运行能耗大。结论：由于变频调节不存在低负荷下调节性能差的问题，全频段都能保证风机的高效率运行，尤其是风机在低频下运行节能效果更好，同时从实际经济运行及风机安全运行角度考虑，对于采取变频调节的风机，建议采取双台风机并列运行的方式。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：布风板面积布风板面积越小，在床料高度、床料比重一样时，流化风量越小，一次风机电耗越小。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：布风板面积较大关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：布风板面积较大关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：布风板面积较小关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：高压流化风机台数及母管压力*回料器作用是将分离器分离下来的灰粒子连续、稳定地送回到炉膛实现循环燃烧，同时，通过在立管及回料器中建立一定高度的循环物料料位，来实现负压运行状态下的分离器和正压运行状态下的炉膛密相区之间的密封，防止炉内烟气返窜进入分离器。*高压流化风主要是保证回料器内物料的正常流化。回料器内的物料粒度较小，物料温度在880℃左右，本身的流动性很好，对风量要求不是太严，主要是能保证良好流化就好。关于影响CFB锅炉风机电耗几个关键问题：某300MWCFB锅炉试验结果：*单台高流风机可以满足机组正常运行。*单台风机运行较之两台风机同时运行且母管压力大于50KPa的运行方式，电流减少约37A，节电约50%。2350MW超临界CFB机组厂用电率标杆简介厂用电是指发电厂在发电过程中，自身所使用的电能。厂用电率=（发电机有功电量—上网电量）/发电机有功电量；如果合理控制厂用电，减少厂用电的使用，能最大化的增加上网电量，提高整体的经济效益。尤其CFB作为高效、低污染的清洁燃煤技术，其宗旨是一方面提高发电效率，另一方面满足超低污染排放的要求，厂用电率的合理控制需要多方面的措施实施。国内某350MW超临界循环流化床标杆实例（厂用电率4.64%）国内某350MW超临界循环流化床满负荷时，一般在4.64%左右，比同容量的煤粉炉以及流化床锅炉都要低很多，分析原因：空冷采用：间冷（间冷循环泵采用合理的变频控制）六大风机及高压流化风机：六大风机变频+离心风机，高压流化风机采用离心风机（合理控制风压、一用两备）给水泵采用：单台100%汽动给水泵（排汽进入大机）输灰系统采用：灰输送系统没有空压机，直接用车拉脱硫系统采用：炉内喷钙+湿法脱硫除尘器采用：布袋除尘器给煤、冷渣系统：•排渣量较少，冷渣器启动台数较少•给煤量较少，给煤机、播煤风功率消耗较少直接空冷间接空冷（双机单塔）特点电耗大、造价经济、效益大一次性投资高、系统复杂、维护麻烦电耗高（夏季、大风影响更大）低使用情况ZG2×300MW煤粉炉PS2×300MW流化床HP2×350MW流化床间冷（间冷循环泵采用合理的变频控制）双泵和单泵运行功率对比：间冷循环泵运行方式无论单双间冷循环泵运行，根据机组真空调整变频，在不影响真空的情况下，变频调整转速尽量低限；随着气温的升高，单泵运行调整频率超过33Hz仍需提高转速时，切换为双泵运行，双泵运行起始频率为15Hz，两台泵转速和频率调平；通过对比单双间冷循环泵运行工况，目前采取以下运行方式：切换为双泵时，启动备用循环泵变频转速直接增加到15Hz，同时逐步降低原运行泵频率，防止备用泵启动后从出口门返水倒转；按目前调整经验，无论单双泵，出口压力维持0.33MPa可满足安全和经济性要求。目前气温下，无防冻要求，百叶窗维持全开（冷却柱温度不设置低限），真空随气温自由变化，真空在-83KPa以上时，循环泵变频不作调整，低于-83KPa时可适当增加循环泵变频，增加变频真空升高不明显时停止增加变频转速。风机类型轴流离心变频+离心特点流量大、压头小、效率中等压头大、流量小、效率稍低不同负荷下保持高性能、高效率电耗中高低使用情况ZG2×300MW煤粉炉六大风机PS2×300MW流化床六大风机+高压流化风机HP2×350MW流化床六大风机+高压流化风机六大风机+高压流化风机HP350MW超临界循环流化床一次风机、送风机、引风机都采用变频+离心式。HP350MW超临界循环流化床高压流化风机采用离心式，同时根据负荷合理控制风机启动的台数合理控制风压。给水泵电动给水泵汽动给水泵特点启动方便、响应快启动繁琐、响应慢电耗高低使用情况ZG2×300MW煤粉炉HP2×350MW流化床PS2×300MW流化床采用汽动给水泵给水系统灰输送方式气力输送无气力输送特点方便、干净、有空压机节能、系统简单、用罐车拉耗电高低使用情况ZG2×300MW煤粉炉PS2×300MW流化床HP2×350MW流化床输灰系统创新设计：布袋除尘器采用大灰斗方案，除尘器较常规提高10m，每台除尘器下部设计2座1120m3的大灰斗，灰斗下部直接卸灰拉运，省去输灰管道系统，节省空压机台数，直接用罐车运输。压缩空气系统创新设计：除输灰系统优化设计外，在系统设计上尽可能减少压缩空气的使用量，尽量采用电动门、石灰石粉采用罗茨风机方案、优化空压机的布置位置、除尘器布袋不采用行喷吹等等措施，全厂共设4台空压机，只在仪表及杂用（一般标配为9台）脱硫方式：炉内喷钙+湿法脱硫炉内喷钙采用原煤中惨入石灰石，或石灰石经输送系统经返料器进入炉膛；湿法脱硫，石灰石在吸收塔内，浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。合理分配炉内与炉外脱硫率，湿法脱硫过程中，优化浆液循环泵与氧化风机在满负荷时运转台数，节电效果明显。HP2×350MW流化床，炉内脱硫石灰石输送系统脱硫吸收塔氧化风机的使用情况脱硫吸收塔循环泵的使用情况除尘方式电除尘布袋除尘电袋除尘特点一次投资大、占地面积大、结构复杂效率高、结构简单、造价和运行费用低延长清灰周期、延长滤袋寿命，系统复杂电耗高低中使用情况HP2×350MW流化床PS2×300MW流化床ZG2×300MW煤粉炉采用布袋除尘器布袋除尘器运行情况冷渣、给煤系统的运行某350MW流化床采用的煤种是较高热值的无烟煤，同时粒径控制合理，所以相对于其他煤种的循环流化床锅炉，给煤量于排渣量比较少，所以在给煤系统以及冷渣器系统中电量消耗相对比较低。给煤机运行情况冷渣器的运行情况厂用电构成间冷系统循环水泵引、送、一次风机、高压流化风机脱硫变其余耗电率%0.142.740.151.61总结通过以上数据得知，某350MW循环流化床锅炉厂用电率比较低是多方面合理调整、控制的结果，从锅炉的选型、风机和变频器的合理控制、煤种的使用、间冷循环泵的合理使用等等都有着密切的关系。3压缩空气雾化油枪在300MW机组上的成功应用三、压缩空气雾化油枪在300MW机组上的成功应用国内某300MW亚临界循环流化床锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司生产、型号为DG1070/17.4—Ⅱ1。原一次热风道点火燃烧器布置形式原一次热风道点火燃烧器使用中存在的问题压缩空气雾化油枪的原理及特点压缩空气雾化油枪实际使用前后的效果对比炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，进风形式为平行于布风板从风室两侧进风。一次热风道内布置有总出力约为11%B-MCR输入热值的4台点火燃烧器，共配4只型号为D—FG3600内回油机械雾化油枪，出力均为2000kg/h。原一次热风道点火燃烧器布置形式•单只油枪出力大且出力调节性能差，投运时间长，造成启动用油量大，在40～50t/h。•油枪雾化效果差，燃烧不充分，造成点火困难，延长了锅炉启动时间，同时威胁布袋除尘器的运行安全。•火焰刚性差，点火风道局部壁温高，曾在锅炉启动过程中烧损测温元件和点火风道出口伸缩节的严重事件。原一次热风道点火燃烧器使用中存在的问题•启动过程需较大的一次风量（23—27万Nm³/h），造成启动油耗及风机单耗居高不下。•床料温升不易控制，启动时间长，造成炉膛内屏式受热面金属壁温超过允许温度运行，受热面发生变形弯曲。•维护工作量比较大，雾化片经常出现结焦堵塞现象,需要在运行中清洗更换雾化片。原一次热风道点火燃烧器使用中存在的问题某300MWCFB锅炉：中屏低温过变形某300MWCFB：中屏过、高再变形及爆管压缩空气雾化油枪的原理及特点气泡雾化技术油枪是将压缩空气注入到低压燃油里，形成气泡流，在压差作用下靠气泡涨裂来雾化的技术。特点：所需燃油压力低（0.6-1.6MPa）；燃烧充分，燃烧火焰中心温度在1600℃左右,比机械雾化型油燃烧器温度高300℃左右；燃烧效率可达99.5%以上，冷炉点火不冒黑烟现象；单只油枪出力小为1000kg/h，可调节性能好，调节范围为500-1500kg/h；油孔、气孔均较大，而且孔数多，所以不易出现结焦、堵塞。压缩空气雾化油枪的原理及特点芯喷嘴垫片外管内管堵块WTYQ-Q1000节能环保型油燃烧器结构示意图压缩空气雾化油枪的结构示意图压缩空气雾化油枪实际使用前后的效果对比项目点火时间启动用油量一次风量屏式受热面金属壁温超温现象床温、汽温、汽压升速率改造前9h左右45t左右2.6×104Nm³/h长时间很多点存在不稳定改造后9h左右28t左右2.0×10