某300MW CFB锅炉加装床料系统的改造设计

山西平朔煤矸石发电有限责任公司 武建芳

循环流化床（CFB）锅炉因其燃料适应性好、燃烧效率高、负荷调节范围宽以及NOx、SO2污染物排放量低等优点[1-3]而得到迅速的发展和广泛应用。截止2019年底山西省已有70台CFB 发电机组。循环流化床锅炉炉内呈流化态燃烧，燃烧所需一二次风分别从炉膛底部和侧墙送入，炉内物料颗粒所受重力与气体对其作用力平衡，粗、细颗粒分别在燃烧室下部和上部燃烧，被吹出燃烧室的细颗粒经分离器收集，极细的颗粒被烟气携带经尾部烟道被收集，相对较粗的颗粒送回炉内燃烧[4-5]。CFB 锅炉运行过程中炉内物料不断循环，一般情况下炉内物料主要由床料、给煤、给煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成，且总物料量保持恒定。但在锅炉第一次启动前、停炉检修排掉床料时应向炉膛、外置床内床料以满足CFB 锅炉流化态燃烧和物料循环[6]。

CFB 锅炉加装床料的方式主要有人工、机械输送和气力输送等，其中人工加装床料方法简单易行，但人工劳动强度大、费时；机械输送的方法根据炉型的不同工艺也有差别，系统比较简单，但要求启动料仓必须布置在锅炉附近；气力输送方法投资高，系统复杂，还存在床料浪费等缺点[4]。本文针对朔州某300MW CFB 锅炉加装床料存在的问题进行改造，以提高床料加装效率，缩短时间，保障机组及时启动并网。

1 锅炉床料加装系统改造前情况

山西朔州某公司单台300MW发电机组采用1台亚临界、一次中间再热CFB 锅炉，型号为SG-1060/17.4，由上海锅炉厂生产。锅炉炉膛底部为双布风板，采用单炉膛，同时配以4台旋风分离器和4台外置式换热器、4台返料器、1台省煤器，采用2台风水冷渣器和2台滚筒式冷渣器联合排渣。

在公司B 级及以上检修时，炉膛内部床料和外置床的床料必须放出，一般炉膛内部床料通过输渣系统进入渣仓内；外置床内的床料则堆在锅炉厂房零米地面，放置冷却后将床料装袋储存，床料会占用大量的空间，给现场检修工作造成不便。待检修结束后，将储存的床料人工装袋吊运并辅以卷扬机搬运至炉膛人孔处和外置床平台，通过人孔进行加床料工作，在此过程中难免产生扬尘，不利于环保。且因空间狭窄影响效率，导致上床料时间长。一般情况下单台锅炉需500t 床料，采用此种方式需3～4天才能完成床料的加装，势必影响机组启动并网时间。在加装床料过程中人工与机械交叉作业，存在一定的安全隐患，亟待改造解决。

2 床料加装系统的改造设计

2.1 锅炉炉膛床料加装系统的改造设计

锅炉炉膛床料加装系统改造方案的设计思路在于充分利用锅炉现有输渣和给煤系统，通过新增冲仓、螺旋给料机和斗提机等设备，新增截止阀和管道以实现炉内加装床料的目的，如图1所示。具体过程为：在机组停机检修时，炉膛内部的床料通过输渣系统排至渣仓内暂存；机组检修完毕，锅炉准备启动时，打开截止阀1、截止阀2和截止阀3，使渣仓内暂存的床料依次通过管道、缓冲仓进入到螺旋给料机，其后经斗提机提升至原有给煤机，通过原有给煤系统将床料自动加装到炉膛内部。

图1 炉膛床料加装系统

在锅炉稳定运行期间，若炉内总物料量小于烟气携带走的细灰量时，锅炉的床压就会降低，此时需补充床料以维持锅炉床压[6]。采用本改造设计，可在CFB 锅炉炉内床压低或床温高时，通过打开截止阀1、截止阀2和截止阀3使渣仓内的床料依次通过管道、缓冲仓、螺旋给料机后经斗提机提升至原有给煤机，通过原有给煤系统将床料自动加装到炉膛内部；当床压或床温正常时，停止螺旋给煤机、关闭截止阀1、截止阀2和截止阀3即可停止本系统的运行。

因此，本改造方案既可实现锅炉启动前的床料自动加装，也可以在运行过程中通过自动加装床料调整床压和床温，同时不影响锅炉原有系统的运转。

2.2 锅炉外置床床料加装系统的改造设计

锅炉外置床床料加装系统改造方案的设计思路，在于充分利用锅炉现有输渣系统对外置床进行改造，增加外置床输渣管路、仓泵系统等以实现外置床床料自动加装的目的，如图2所示。

图2 外置床加装床料系统

具体过程为：在外置床底部增设输渣管道，并将其与输渣机相连通，在机组停机检修时，外置床内部的床料通过输渣管道进入锅炉原有输渣系统中，并排至渣仓内暂存；机组检修完毕、锅炉准备启动时，启动仓泵，将渣仓中暂存的床料通过气力输送的方式输送至外置床上部，进而实现床料的自动加装，减少人工的劳动强度，同时减少了人工加床料引起的环境污染，消除了安全隐患。

3 结语

通过对炉膛炉内、外置床床料加装系统的改造，既可以实现锅炉启动前的床料自动化加装，还可实现在运行过程中通过自动加装床料调整床压和床温。本设计对机组原有系统的改造内容较少，新增设施也较少，便于实施，并且投运后故障率低、操作简单、使用方便、运行稳定、安全可靠，可有效提高床料加装速度，节约时间，减少人工成本，同时充分利用原有床料，减少浪费，避免扬尘的产生，有利于环境保护。