循环流化床锅炉给煤系统设计优化与应用研究_代华松.pdf

第 37 卷 第 6 期2022 年 12 月Vol.37 No.6Dec.2022电力学报JOURNAL OF ELECTRIC POWER文章编号：1005-6548（2022）06-0561-09 中图分类号：TK16 文献标识码：B 学科分类号：47040DOI：10.13357/j.dlxb.2022.067开放科学（资源服务）标识码（OSID）：循环流化床锅炉给煤系统设计优化与应用研究代华松，鲁云华，韩新伟，浦绍旭，陈为平（广东华电韶关热电有限公司，广东 韶关 512426）摘要：在煤炭市场等压力下，燃煤机组入炉煤指标偏离设计值的情况普遍存在，一定程度上造成给煤系统堵煤、断煤等故障频发，同时能源保供、掺配掺烧需求等内外部环境对给煤系统等辅机系统的安全稳定可靠运行提出了更高要求。从项目建设期开始介入，提出了简化给煤系统组成，改进落煤管布置倾角、增加播煤风文丘里环形喷射器接入形式、减少密封隔离挡板设置等关键节点设计，注重称重皮带给煤机、中心给料机等关键设备选型，完善了中心给料机与给煤机相匹配的给煤量自动调节控制策略，创新性地对给煤机缓冲仓进行了结构改造，增加特定倾角的缓冲板，将频发的积煤堵煤点从给煤机后的落煤管处转移到给煤机前的缓冲仓，实现了堵煤矛盾空间转移。机组投产后近三年的连续运行情况表明，系统设计方案满足循环流化床锅炉对给煤系统的各项技术要求，其功能完善、给煤连续均匀、运行和检修隔离措施完善以及自动控制精准可靠。对循环流化床机组给煤系统开展的设计优化和应用研究紧密结合现场实际，解决了一些长期存在的技术难题，研究成果具有一定的行业推广价值。关键词：循环流化床锅炉；给煤系统；落煤管堵煤；锅炉断煤Design Optimization and Application Research of Circulating Fluidized Bed Boiler Coal Feeding SystemDAI Hua-song，LU Yun-hua，HAN Xin-wei，PU Shao-xu，CHEN Wei-ping（Guangdong Huadian Shaoguan Thermal Power Co.，Ltd.，Shaoguan 512426，China）Abstract：Under the pressure of the coal market，the deviation of the coal feeding index of coal-fired units from the design value is widespread，which to some extent causes frequent failures such as coal blockage and coal cut-off in the coal feeding system.At the same time，the internal and external environment such as energy supply guarantee，blending and burning demand put forward higher requirements for the safe，stable and reliable operation of auxiliary systems such as the coal feeding system.From the beginning of the project construction period,it proposed to simplify the composition of the coal feeding system,improve the dip angle of the coal chute arrangement,increase the access form of the coal seeding Venturi annular injector,reduce the setting of the sealing isolation baffle and other key node designs,pay attention to the selection of the weighing belt feeder,the central feeder and other key equipment,and improve the automatic adjustment control strategy of the coal feed 收稿日期：2022-05-10作者简介：代华松（1978），男，高级工程师，主要从事发电厂安全生产管理、设备技术管理、数字化电厂建设等方面的研究，；鲁云华（1970），男，工程师、高级技师，主要从事发电厂锅炉技术和设备管理方向研究，；韩新伟（1991），男，助理工程师，主要从事发电厂锅炉检修管理方向研究，；浦绍旭（1986），男，工程师，主要从事发电厂生产技术和设备管理方向研究，；陈为平（1982），男，工程师，主要从事发电厂锅炉运行管理方向研究，。引文格式：代华松，鲁云华，韩新伟，等.循环流化床锅炉给煤系统设计优化与应用研究 J.电力学报，2022，37（06）：561-569.DOI：10.13357/j.dlxb.2022.067.第 37 卷电力学报ing quantity matching the central feeder and the coal feeder.The structure of the buffer bin of the coal feeder was innovatively modified，and the buffer plate with a specific inclination angle was added to transfer the frequent coal blockage points from the coal chute behind the coal feeder to the buffer bin in front of the coal feeder，realizing the spatial transfer of the coal blockage contradiction.The continuous operation of the unit for nearly three years after it was put into operation shows that the system design scheme fully meets the technical requirements of the circulating fluidized bed boiler for the coal feeding system，with complete functions，continuous and uniform coal feeding，complete operation and maintenance isolation measures，and accurate and reliable automatic control.The design optimization and application research on the coal feeding system of the circulating fluidized bed unit are closely combined with the actual situation on the site，and a series of long-term technical problems have been solved.The research results have certain industrial promotion value.Key words：circulating fluidized bed boiler；coal feeding system；coal blocking in coal drop pipe；coal cut off in boiler0 引言 循环流化床（Circulating Fluidized Bed，CFB）锅炉技术具有良好的燃料适应性、运行稳定性和环保特性。截至 2018年底，我国已投产 100 MW（410 t/h）以上等级 CFB 锅炉 440台、总装机容量超过 82.3 GW1，其中国际领先技术成熟的超临界 350 MW 机组已投产 48台套。表 1统计了全国投产的流化床机组情况。我国循环流化床锅炉技术经过近 20年来的一系列自主技术创新，大力推动了洁净煤燃烧技术的快速发展。循环流化床锅炉给煤系统的设计应首先考虑燃料特性，如粒径分布、入炉水分、挥发分，这些特性分别影响整个流化床燃烧特性2。现行国家标准 大中型火力发电厂设计规范（GB 506602011）3和行业标准火力发电厂循环流化床锅炉系统设计规范（DL/T 55562019）4并未对所有细节详尽说明，行业内在循环流化床锅炉给煤系统设计优化、运行维护和技术改造等过程中就解决各类问题积累了大量经验，这一系列持续改善大大提高了流化床锅炉安全稳定经济运行水平。1 给煤系统设计优化背景和意义 受煤炭市场影响，国内燃煤发电锅炉偏离设计煤种运行情况较为普遍，其中因雨季、汛期、台风等气候变化和煤炭各调运环节如港口、码头露天堆场及铁路货运车厢敞口、煤场堆存能力等条件限制，入厂和入炉煤全水分 w（Mar）指标严重偏离设计值的情况尤为突出，易造成燃料输卸煤系统、锅炉给煤系统出现频繁堵煤、断煤问题，轻则造成机组减出力，严重时威胁机组安全稳定运行。循环流化床典型的给煤方式有前墙给煤、返料口给煤和综合给煤等三种。给煤系统首先应保证煤的挥发分在整个流化床中均匀分布5，实际运行中给煤系统受堵煤、断煤等影响经常发生部分给煤机停运检修等情况，给煤的均匀性无法保证，炉内受热面的热偏差不可避免产生。其次循环流化床锅炉的给煤口处于炉膛下部的密相区正压运行，给煤系统还应充分考虑高温烟气反窜，杜绝炉膛至原煤仓烟气通路形成。表 1全国投产流化床机组统计Tab.1Statistics of fluidized bed units put into production nationwide序号123456容量等级/MW100135200300350600660投产台数611894893483投产容量/MW6 12026 1709 70028 60017 6701 920备注高温高压高温高压高温高压亚临界超临界超临界562第 6 期代华松，等：循环流化床锅炉给煤系统设计优化与应用研究2 给煤系统设计优化 研究从某项目 2350 MW 超临界循环流化床机组工程建设前期就以参与专题方案讨论、初步设计审查等多种形式及早介入，为后续工作深入开展打下了良好的基础。2.1简化系统提高可靠性采用前墙给煤方式，每台炉设四个原煤仓，每个原煤仓分别配置两台中心给料机，防止原煤仓堵煤。每台中心给料机下配置一台电子称重式皮带给煤机，煤流依次经过给煤机、落煤管、闸板门等输送至锅炉炉膛前墙下部的八个播煤口，实现炉前多点均匀给煤。设置播煤风系统，播煤风取自锅炉热一次风，原煤从给煤机进入播煤口后，通过播煤风送入炉膛，采用气力播煤方式能使落煤顺畅。设置给煤机密封风系统，密封风取自锅炉冷一次风，给煤机机壳采用密封耐压式结构，满足循环流化床锅炉炉膛正压运行要求。中心给料机和皮带给煤机的出力通过变频器连续可调，最大出力选型满足当任意 2台给煤机故障停运时，其它 6台给煤机的出力可以保证锅炉额定工况下的燃煤量需求。给煤系统设计参数如表 2所示，给煤系统落煤管在炉前的实际布置情况如图 1所示，锅炉前墙与主厂房C排柱中部空间顺序均匀布置