3 循環(huán)流化床機(jī)組的特點(diǎn)對(duì)供熱有利和不利的影響

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐具有可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和爐外二級(jí)脫硫，脫硫效率高；燃燒溫度低（白山電廠的床溫為890度），所以產(chǎn)生的氮氧化物（NOX）少；燃料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，是新一代的環(huán)保型綠色鍋爐。但在300MW等級(jí)CFB鍋爐運(yùn)行中，高溫絕熱旋風(fēng)分離器、回料閥、風(fēng)道燃燒器、爐膛耐磨衛(wèi)燃帶等設(shè)備內(nèi)的耐磨耐火保溫材料在高溫物料高速循環(huán)中，易產(chǎn)生裂紋或坍塌。高溫循環(huán)物料會(huì)把鍋爐物料循環(huán)中的耐火材料，磨損，在啟停過(guò)程中膨脹不均產(chǎn)生裂紋缺陷，在運(yùn)行中坍塌，耐火材料產(chǎn)生裂紋和坍塌處的鐵板就會(huì)被燒紅，必須進(jìn)行壓火處理，否則會(huì)把鐵板燒穿，引起高溫循環(huán)物料的泄露，危害極大[1]；另外，各連接管之間的非金屬膨脹節(jié)也容易超溫超壓吹破，也必須壓火搶修；由于以煤矸石為主要燃料，摻燒煤泥和洗中煤，燃料特性較差，所以有時(shí)容易產(chǎn)生局部結(jié)焦，也必須壓火處理。據(jù)同類型的330MW循環(huán)流化床機(jī)組的運(yùn)行業(yè)績(jī)來(lái)看，其連續(xù)平均非停次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相同容量等級(jí)的煤粉爐，所以對(duì)于單機(jī)供熱來(lái)說(shuō)是非常不利的。但是影響循環(huán)流化床機(jī)組停運(yùn)的缺陷又往往較小，可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)可以得到處理，而且330MW循環(huán)流化床機(jī)組有四個(gè)旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離里有大量的耐火材料和保溫材料，再加上機(jī)組大量的金屬受熱面，所以機(jī)組的蓄熱量較大，再加上機(jī)組的供熱面積較少，供熱量較少。在機(jī)組停運(yùn)處理缺陷期間，利用機(jī)組的大量蓄熱進(jìn)行不間斷供熱，為機(jī)組處理缺陷和電廠內(nèi)備用機(jī)組啟動(dòng)，啟動(dòng)爐啟動(dòng)供熱和城區(qū)的備用熱源的啟動(dòng)供熱贏得時(shí)間。白山電廠在2012年11月份室外溫度在-15度左右，供熱量為4040吉焦，當(dāng)室外最低溫度為-30度時(shí)，供熱量大概在5900吉焦左右，折合到蒸汽量大約在105t/h左右，而且這是最冷時(shí)候的抽汽量，而一般天氣的抽汽量大約在70 /t/h左右，這對(duì)于一臺(tái)330MW的大機(jī)組來(lái)說(shuō)，熱負(fù)荷是很小的，所以這樣小的熱負(fù)荷使利用機(jī)組蓄熱提高單機(jī)供熱的可靠性提供了可能。

4 單機(jī)供熱需要進(jìn)行的系統(tǒng)改造

4.1機(jī)組的旁路系統(tǒng)

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)容量為鍋爐額定出力的40%，采用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的兩級(jí)電動(dòng)高﹑低壓串聯(lián)旁路，運(yùn)用電動(dòng)執(zhí)行器。而低壓旁路的設(shè)計(jì)壓力是0.6 MPa，所以是完全滿足供熱的需求的。

4.2供熱需要進(jìn)行的系統(tǒng)改造

要利用機(jī)組停機(jī)以后的蓄熱進(jìn)行供熱只需要在低壓旁路到熱網(wǎng)之間加一段管路或低壓旁路到汽輪機(jī)抽汽管路之間加一段管路，這樣鍋爐余熱產(chǎn)生的蒸汽就可以在機(jī)組停運(yùn)以后繼續(xù)供熱，為臨機(jī)和備用熱源的啟動(dòng)贏得時(shí)間，實(shí)現(xiàn)停機(jī)不影響供熱，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，低壓旁路到汽輪機(jī)抽汽管路的接點(diǎn)要在抽汽電動(dòng)門和逆止門之后，這樣才能保證鍋爐蓄熱產(chǎn)生的蒸汽不至于倒回到停運(yùn)的汽輪機(jī)里，影響其安全。當(dāng)然要在低壓旁路到凝汽器的之后的管路上加上截止閥，以保證鍋爐蓄熱不進(jìn)入凝汽器，而進(jìn)入供熱站供熱；也要在低壓旁路到熱網(wǎng)之間的管路上或低壓旁路到汽輪機(jī)抽汽管路的管路加上一組截止閥，在正常運(yùn)行時(shí)關(guān)閉，在機(jī)組停止利用蓄熱供熱時(shí)或停機(jī)不停爐時(shí)，打開(kāi)該閥門供熱。

5 系統(tǒng)適用的條件和可靠性經(jīng)濟(jì)性提高的分析

5.1 停機(jī)不停爐供熱

當(dāng)機(jī)組發(fā)生非鍋爐側(cè)故障時(shí)，可以解除機(jī)組的大聯(lián)鎖，停機(jī)不停爐，機(jī)組主蒸汽走高壓旁路和低壓旁路，并且關(guān)閉低壓旁路到凝汽器的截止閥，打開(kāi)低壓旁路到熱網(wǎng)加熱器的截止閥，這樣鍋爐就可以進(jìn)行供熱，為處理非鍋爐側(cè)故障或是備用機(jī)組、備用熱源的啟動(dòng)贏得時(shí)間。

5.2 回收機(jī)組啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)熱量的供熱

在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，大概在點(diǎn)火2小時(shí)后，鍋爐就會(huì)起壓，就可以利用該系統(tǒng)供熱。而利用汽輪機(jī)抽汽供熱大概要在汽輪機(jī)負(fù)荷在40%以上(白山電廠是空冷機(jī)組，與濕冷機(jī)組相比，等于去掉濕冷機(jī)組的末級(jí)葉片和次末級(jí)葉片，所以低壓缸冷卻流量比濕冷機(jī)組少的多。為了保障低壓缸最小冷卻流量，濕冷機(jī)組汽輪機(jī)負(fù)荷在50%左右，才能抽汽供熱)這個(gè)時(shí)間是冷態(tài)啟動(dòng)點(diǎn)火9.5小時(shí)以后，所以利用該系統(tǒng)不僅可以回收啟動(dòng)時(shí)通過(guò)旁路系統(tǒng)排入凝汽器的廢熱，而且可以提前7.5小時(shí)以上達(dá)到供熱的條件，提高供熱的可靠性。

5.3斷煤時(shí)甩負(fù)荷供熱

由于電廠以矸石為主要燃料，摻燒煤泥和洗中煤，摻燒比例為48%、34%、18%，摻燒比例高；加上白山地區(qū)冬季溫度低，煤泥水分大，容易凍煤，形成凍煤塊，在原煤倉(cāng)里形成棚煤，造成給煤機(jī)斷煤，使機(jī)組甩負(fù)荷。而汽輪機(jī)抽汽大概要在汽輪機(jī)負(fù)荷在40%以上才能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷低于40%汽輪機(jī)以下時(shí)，就無(wú)汽可抽，就會(huì)中斷供熱。而在系統(tǒng)改造后，當(dāng)斷煤時(shí)間長(zhǎng)時(shí)就可以對(duì)該系統(tǒng)暖管供熱，防止供熱中斷。當(dāng)斷煤頻率較高時(shí)，也可以使該系統(tǒng)保持熱備用狀態(tài)，隨時(shí)供熱。

5.4鍋爐蓄熱供熱

當(dāng)機(jī)組發(fā)生鍋爐側(cè)故障時(shí)或在機(jī)組正常停機(jī)時(shí)，鍋爐余熱產(chǎn)生的主蒸汽走高壓旁路和低壓旁路，可以關(guān)閉低壓旁路到凝汽器的截止閥，打開(kāi)低壓旁路到熱網(wǎng)加熱器的截止閥，這樣鍋爐就可以利用蓄熱進(jìn)行供熱。當(dāng)鍋爐是由于非受熱面泄露的故障時(shí)，在鍋爐壓火前，應(yīng)有意識(shí)的提高鍋爐側(cè)的蒸汽參數(shù)到額定值，而不是滑壓運(yùn)行降低負(fù)荷壓火，這樣可以提高鍋爐金屬和爐墻的蓄熱；同時(shí)盡量保持較多的床料量和床溫，增加床料的蓄熱量；在鍋爐停運(yùn)前保持給煤量，當(dāng)停止給煤，爐膛氧量剛有上升趨勢(shì)時(shí)，打閘停機(jī)，這樣既可以保持機(jī)組不結(jié)焦，又使床料里有盡可能多的可燃物，對(duì)于維持床料的溫度，延長(zhǎng)壓火時(shí)間，提高機(jī)組的蓄熱[2]，也是必須的手段。同時(shí)要關(guān)閉鍋爐側(cè)疏水閥門，以減少蓄熱的損失；當(dāng)然也要關(guān)閉爐門，這不僅是保持鍋爐蓄熱的需要，也是保護(hù)爐墻和鍋爐受熱面的需要。當(dāng)鍋爐有超壓的可能時(shí)，可以加大供熱量，提高供水溫度，加開(kāi)熱網(wǎng)循環(huán)泵，并通過(guò)一定的形式通知熱用戶，讓熱用戶家里保持較高的溫度，并說(shuō)明情況，禁止開(kāi)窗等方式浪費(fèi)熱量，讓蓄熱存于熱用戶家中。當(dāng)鍋爐壓力能控制不超壓時(shí)，減少供熱量，維持低限運(yùn)行，以延長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)鍋爐蓄熱供熱能夠維持兩小時(shí)以上，冷態(tài)啟動(dòng)的機(jī)組就可以達(dá)到供熱條件進(jìn)行連續(xù)供熱，可見(jiàn)供熱的可靠性還是有保障的。

5.5 加強(qiáng)汽機(jī)側(cè)的監(jiān)控

無(wú)論是停機(jī)不停爐還是余熱供熱，由于供熱蒸汽管道和汽輪機(jī)抽汽供熱管道在熱網(wǎng)加熱器處有聯(lián)絡(luò)，所以必修確認(rèn)汽輪機(jī)抽汽供熱管道上的閥門關(guān)閉，防止供熱蒸汽沿著汽輪機(jī)抽汽供熱管道返回汽輪機(jī)，影響汽輪機(jī)的安全。