孫美枝

（太原鍋爐集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，山西 太原030021）

隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，循環(huán)流化床鍋爐以其突出的環(huán)保性能，較強(qiáng)的煤種適應(yīng)性，較廣的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍逐漸成為熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目鍋爐的投運(yùn)方向。循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)與設(shè)計(jì)參數(shù)一致，有益于鍋爐的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)設(shè)計(jì)參數(shù)變化時(shí)，鍋爐運(yùn)行也必定會(huì)偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)。這時(shí)用戶希望能夠給出合理的運(yùn)行建議及注意事項(xiàng)以保證鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過分析給水溫度變化時(shí)對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響，十分必要和有意義。

1 鍋爐基本參數(shù)

鍋爐型式：高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐；額定蒸發(fā)量：160 t/h；主蒸汽溫度：540℃；主蒸汽壓力：13.73 MPa；設(shè)計(jì)給水溫度：245℃；高加切除時(shí)給水溫度：158℃左右；設(shè)計(jì)煤種：Ⅱ類煙煤；設(shè)計(jì)煤種低位發(fā)熱量：Qar.net=5 000 kcal/kg。

2 鍋爐整體結(jié)構(gòu)

鍋爐整體為高溫超高壓，單鍋筒，單爐膛，自然循環(huán)，全懸吊結(jié)構(gòu)，室外布置。

鍋爐主要由爐膛、絕熱旋風(fēng)分離器、自平衡回料閥和尾部對(duì)流煙道組成。水冷膜式壁組成的爐膛內(nèi)布置有高溫過熱屏，尾部對(duì)流煙道中從上到下依次布置兩級(jí)過熱器、光管省煤器和空氣預(yù)熱器。過熱器系統(tǒng)中設(shè)置兩級(jí)噴水減溫器。

3 計(jì)算對(duì)比、分析

針對(duì)不同水溫度相同負(fù)荷，以及不同負(fù)荷相同煤耗的情況進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，見表1。

通過表中計(jì)算結(jié)果對(duì)比、分析可發(fā)現(xiàn)給水溫度對(duì)鍋爐的影響。

表1 不同水溫度相同負(fù)荷及不同負(fù)荷相同煤耗的情況計(jì)算對(duì)比

3.1 不同給水溫度對(duì)負(fù)荷的影響

設(shè)計(jì)給水245℃，實(shí)際運(yùn)行158℃時(shí)，煤耗量增加約16.45%，煤耗增大煙氣量也要增大，相當(dāng)于鍋爐已超負(fù)荷16.45%。這也可以簡單描述為：將給水溫度從158℃加熱到245℃所需的這部分熱量原本由高壓加熱器提供，現(xiàn)在需要鍋爐提供，所以當(dāng)鍋爐要達(dá)到設(shè)計(jì)額定負(fù)荷時(shí)就需要多產(chǎn)出這部分熱量，煤耗會(huì)增加。

給水溫度158℃時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)工況時(shí)的煤耗，鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量為138 t/h。也就是說給水溫度158℃時(shí)，鍋爐蒸發(fā)量138 t/h時(shí)就相當(dāng)于設(shè)計(jì)工況滿負(fù)荷狀態(tài)，煙氣量相當(dāng)。

3.2 不同給水溫度對(duì)蒸汽溫度的影響

假設(shè)負(fù)荷相同，同為160 t/h，當(dāng)給水溫度為158℃時(shí)，與設(shè)計(jì)參數(shù)245℃相比；由于給水溫度低時(shí)，煤耗增大，煙氣量與額定工況比也較大，而蒸汽側(cè)的流量沒有增加，把同等流量的蒸汽從飽和溫度342℃加熱到額定出口溫度540℃更加容易。所以各級(jí)過熱器出口溫度會(huì)比較高，易超溫。

3.3 不同給水溫度對(duì)排煙溫度的影響

給水溫度的降低，由245℃降為158℃，低了近90℃，顯然會(huì)降低排煙溫度。

4 實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)比

該用戶在高壓加熱器切除（給水158℃左右）及高壓加熱器投運(yùn)（給水245℃左右）時(shí)均有一段運(yùn)行時(shí)間，選取了有代表性的兩個(gè)運(yùn)行畫面進(jìn)行對(duì)比。一個(gè)為高加切除時(shí)蒸汽達(dá)到額定參數(shù)的運(yùn)行畫面，一個(gè)為高加投運(yùn)時(shí)蒸汽達(dá)到額定參數(shù)的運(yùn)行畫面。對(duì)兩個(gè)運(yùn)行畫面數(shù)據(jù)提取后匯總為表2。

表2 對(duì)兩個(gè)運(yùn)行畫面數(shù)據(jù)提取后匯總

從運(yùn)行畫面中數(shù)據(jù)能夠明顯看到相同負(fù)荷，給水溫度低的工況煤耗高、排煙溫度低、減溫水量大。

高加切除、負(fù)荷達(dá)設(shè)計(jì)值的工況其實(shí)鍋爐此時(shí)相當(dāng)于超負(fù)荷運(yùn)行，考慮鍋爐的長期安全運(yùn)行，不推薦用戶這樣運(yùn)行。結(jié)合前面計(jì)算，當(dāng)高加切除時(shí)，建議負(fù)荷為138 t/h左右即可。

5 結(jié)論

對(duì)于已完成施工設(shè)計(jì)的一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，當(dāng)負(fù)荷、蒸汽參數(shù)相同，給水溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，相比正常設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，給水溫度低的工況煤耗變高、煙氣量增大、減溫水增多、排煙溫度降低。通過計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行情況比較，得出結(jié)論后再回歸到初始設(shè)計(jì)，有些注意事項(xiàng)。

1）按設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)后，將高加切除工況作為校核工況。

2）過熱器受熱面布置留有足夠的余量。

3）對(duì)于高S煤，要考慮高加切除工況排煙溫度會(huì)較低，設(shè)計(jì)壁溫要避開露點(diǎn)溫度。故設(shè)計(jì)工況排煙溫度選取不可過低，要結(jié)合校核工況選取。

4）高加切除后煙氣量大增，流速變高，各部件的防磨措施要合理到位，包括澆注料的設(shè)計(jì)及施工工藝要特別關(guān)注。

5）在減溫水調(diào)節(jié)閥選型時(shí)，要考慮高加切除后減溫水量增多的情況。

鍋爐運(yùn)行時(shí)，給水溫度的不同對(duì)鍋爐影響很大。從設(shè)計(jì)者到運(yùn)行人員清楚給水溫度不同對(duì)鍋爐的影響，對(duì)于鍋爐的最優(yōu)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行十分有益。