一次風(fēng)機(jī)是大型CFB鍋爐的重要輔助設(shè)備，一次風(fēng)系統(tǒng)既承擔(dān)了CFB鍋爐主床的流化作用，又承擔(dān)了CFB鍋爐相當(dāng)一部分燃燒供風(fēng)的作用。因此一次風(fēng)機(jī)的性能對于CFB鍋爐的安全運(yùn)行至關(guān)重要。引進(jìn)的ALSTOM型300 MW CFB鍋爐在進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)選型時，選用的風(fēng)壓裕量較大，如某電廠一次風(fēng)機(jī)設(shè)計選型時的風(fēng)壓裕量高達(dá)47.52%，這樣必然會使機(jī)組在正常運(yùn)行工況下靜葉開度很小，從而導(dǎo)致效率非常低。此外，過小的靜葉開度也會引發(fā)氣流激振、噪音增大、故障頻繁等一系列問題，進(jìn)而影響機(jī)組安全運(yùn)行，為此文獻(xiàn)建議國產(chǎn)化300 MW CFB機(jī)組一次風(fēng)機(jī)應(yīng)選擇20%的風(fēng)量裕量和25%的風(fēng)壓裕量。本文認(rèn)為，一次風(fēng)機(jī)的選型不能設(shè)定固定的風(fēng)量裕量和風(fēng)壓裕量，而應(yīng)根據(jù)爐型結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
1、爐型結(jié)構(gòu)
目前已經(jīng)投產(chǎn)的300 MW CFB鍋爐從技術(shù)上可以分為兩種，一種是引進(jìn)的ALSTOM技術(shù)，一種是東方鍋爐廠有限公司（東鍋）自主研發(fā)技術(shù)。這兩種鍋爐爐型結(jié)構(gòu)差別很大，就一次風(fēng)系統(tǒng)而言，前者采用雙支腿結(jié)構(gòu)，后者采用單支腿結(jié)構(gòu)，而不同的爐型結(jié)構(gòu)對一次風(fēng)機(jī)的設(shè)計選型影響較大。
1.1 雙支腿結(jié)構(gòu)
理論分析和運(yùn)行實踐表明，雙支腿結(jié)構(gòu)鍋爐容易產(chǎn)生兩側(cè)支腿床料流化失穩(wěn)問題，即所謂的“翻床”。“翻床”的根本原因在于雙支腿結(jié)構(gòu)中兩側(cè)床壓與風(fēng)量的正反饋特性，而這種正反饋特性的強(qiáng)弱和床料厚度直接相關(guān)。床料越厚，正反饋特性越強(qiáng)，越容易發(fā)生翻床。惡性翻床發(fā)生后，全部床料聚集到一側(cè)支腿，致使?fàn)t膛差壓大大提高，為使其流化并恢復(fù)平衡，必然要求一次風(fēng)壓保持較高值（此時一次風(fēng)壓遠(yuǎn)大于BM-CR工況下的一次風(fēng)壓），通風(fēng)量卻下降至接近正常工況的一半，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
某ALSTOM型300 MW CFB鍋爐不同工況下一次風(fēng)壓與單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量如表1所示。由表1可以看出，雙支腿鍋爐一次風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)該有兩個依據(jù)，一個是BMCR工況，一個是翻床工況。原設(shè)計選型時將一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量分開考慮，即利用翻床的風(fēng)壓來選擇TB風(fēng)壓，用BMCR風(fēng)量來選擇TB風(fēng)量，從而使?jié)M負(fù)荷運(yùn)行時的一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離TB工況點(diǎn)，而離心風(fēng)機(jī)的特性是在小風(fēng)量下，可以得到更高的壓頭。因此，改造設(shè)計中，TB風(fēng)壓選擇高于滿負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)壓20%裕量，TB風(fēng)量選擇高于滿負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)量的10%，并保證翻床工況點(diǎn)在該風(fēng)機(jī)運(yùn)行包絡(luò)線內(nèi)。需要指出的是，之所以能夠選擇較小的風(fēng)量，是因為AL-STOM CFB鍋爐有4臺外置式換熱器，運(yùn)行中可以用來調(diào)節(jié)床溫，而無需調(diào)節(jié)一二次風(fēng)比率，因此一次風(fēng)量能夠保持穩(wěn)定。實際運(yùn)行表明，改造后的一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率得到了極大提高，同時也滿足了翻床事故處理的要求。
1.2 單支腿結(jié)構(gòu)
東鍋型300 MW CFB鍋爐采用單支腿結(jié)構(gòu)，避免了翻床的發(fā)生，但單支腿結(jié)構(gòu)單個布風(fēng)板面積增大一倍，而且全部3組回料器均布置在后墻，這些都會影響床料流化的穩(wěn)定性，在運(yùn)行過程中容易發(fā)生床壓波動。另外，東鍋型CFB鍋爐的一個重要特征是沒有外置式換熱器，床溫的調(diào)節(jié)要通過一二次風(fēng)比率來進(jìn)行，因此床溫的擾動可能帶來一次風(fēng)量的較大變化。為此，在一次風(fēng)機(jī)選型過程中，應(yīng)充分考慮這些因素的影響。
某東鍋型300 MW CFB鍋爐不同工況下一次風(fēng)壓與單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量如表2所示。由表2可以看出，原設(shè)計選型中，TB風(fēng)壓較之BMCR風(fēng)壓有30%裕量，而TB風(fēng)量較之BMCR風(fēng)量有22%裕量，實際滿負(fù)荷運(yùn)行的風(fēng)量和風(fēng)壓都低于BMCR設(shè)計值，致使風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低。考慮到運(yùn)行中的不穩(wěn)定工況，比如床壓不穩(wěn)和改變一二次風(fēng)比率來調(diào)節(jié)床溫，TB風(fēng)壓應(yīng)保留25%的裕量，同時TB風(fēng)量應(yīng)保留20%裕量。
圖l所示為某電廠東鍋型300 MW CFB鍋爐一次風(fēng)壓和一次風(fēng)機(jī)電流隨負(fù)荷變化的關(guān)系。由圖1可見，一次風(fēng)機(jī)的出力隨機(jī)組負(fù)荷變化較大，因此適合選用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式，如增設(shè)變頻器，可以取得更好的節(jié)能效果。
2、煤質(zhì)特性
在煤粉鍋爐中，一次風(fēng)承擔(dān)了干燥煤粉、輸送煤粉的作用，因此煤質(zhì)特性是煤粉爐一次風(fēng)機(jī)選型的重要依據(jù)。在CFB鍋爐中，一次風(fēng)所起的作用和煤粉鍋爐存在很大的不同，煤質(zhì)特性對一次風(fēng)機(jī)選型的影響較小，這也是CFB鍋爐煤種適應(yīng)性較好的重要原因，但煤質(zhì)中的灰分和揮發(fā)分存在較大差異時，也會對一次風(fēng)機(jī)選型產(chǎn)生一定的影響。
2.1灰分
CFB鍋爐可以燃用灰分很大的貧煤，由此帶來的問題是排渣量增大。目前CFB鍋爐的各型冷渣器故障率都較高，一旦冷渣器故障，鍋爐床壓就會迅速升高，致使一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓同步升高。對于雙支腿CFB鍋爐而言，床壓的升高還會帶來翻床問題。因此，為了防止排渣故障給機(jī)組安全運(yùn)行造成更大的影響，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量要有所增大，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓裕量再增加5%。
2.2揮發(fā)分
對于揮發(fā)分和水分較大的褐煤，其主要問題是難以維持床壓。褐煤在流化床燃燒過程中，難以生成床料，而隨著原有床料被流化風(fēng)帶出爐膛，爐膛內(nèi)的床料難以保持穩(wěn)定。通常在機(jī)組運(yùn)行過程中，一方面通過添加石灰石和床料維持平衡，另一方面通過降低一次風(fēng)速減少床料帶出。因此，一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量都會被控制在較低的水平。所以，在燃燒褐煤情況T，-次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量和風(fēng)量裕量可以適當(dāng)減小，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓和風(fēng)量裕量再減少5%。
對于揮發(fā)分較小的無煙煤，其主要問題是提高燃
燒效率，降低飛灰含碳量。為了提高燃燒效率，通常采用的手段是增加床壓和提高床溫。所以，在燃燒無煙煤的況下，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選型裕量可以適當(dāng)增大，建議比一般情況下的TB風(fēng)壓裕量增大5%。
3、結(jié) 論
在大型CFB鍋爐一次風(fēng)機(jī)選型過程中，應(yīng)重視鍋爐爐型結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)特性，并據(jù)此對TB風(fēng)壓裕量和TB風(fēng)量裕量進(jìn)行調(diào)整，具體調(diào)整原則見表3。
本文通過對目前國內(nèi)兩種大型CFB爐型結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)特性的分析，得到了一次風(fēng)機(jī)選型裕量應(yīng)隨爐型結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)特性變化的規(guī)律，這一規(guī)律對于大型CFE鍋爐一次風(fēng)機(jī)設(shè)計選型具有一定意義。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
