300MW循环流化床锅炉机组运行优化及节能改造

2009.10 中国 昆明 2009年清洁高效燃煤发电技术协作网年会 1

300MW循环流化床锅炉机组运行

优化及节能改造

张聪 钱自雄

(云南大唐红河发电有限责任公司 云南 开远 661600)

Running optimization and energy saving modification

of 300MW CFB boiler

ZHANG Cong QIAN Zi-xiong

(Yunnan Datang Honghe Power Generation Co.,LTD,Yunnan Kaiyuan 661600，China)

摘 要：阐述了红河电厂2×300MW CFB锅炉机组运行两年来取得的成绩，分别从运行优化和节能改造两方面，采取了

切实可行的节能措施，解决了锅炉发电能耗偏高的技术难题，从而为CFB锅炉的大型化和超常规发展赢得更加广阔的

市场与空间。

关键词：300MW 循环流化床 运行优化 节能改造

Abstract:It demonstrates the achievement of 2×300MW CFB boilers of Honghe power plant for more than two years,from the

two respects of running optimization and energy saving modification respectively,adopts some feasible measures of energy

conservation,solves the technique problem of higher energy consumption of power generation, provides technic support for the

development of larger CFB boiler and obtains greater power market

Keywords:300MWCFBboiler,optimization of running, modification of energy saving

0 前言

云南大唐国际红河发电公司2×300MW CFB是国家计

委明确的四川白马电厂引进、消化、吸收后的国产化第一

个后续项目，一期工程是国家“西电东送”的战略部署和

《云南电力发展“十五”计划和2015年远景规划》中首

先实施的火电建设项目之一。作为国内首台国产化30万

千瓦循环流化床锅炉项目，它的投产发电对国家调整电力

建设结构，减少燃煤对环境的污染，创立我国拥有自主知

识产权的洁净煤发电技术，提高能源利用效率，促进我国

装备制造业及清洁能源的快速发展具有重要作用。对促进

西南少数民族地区的经济发展，满足“十一五”期间广东

和云南用电增长的需要，实现云南电网的水火调剂具有重要意义。

1 运行情况简介

该工程于2004年6月28日工程正式开工，到2006

年8月28日二号机组顺利通过168小时满负荷试运实现

双投,共计历时两年零两个月。一号机组作为国产化首台

300MW循环流化床锅炉机组，于2006年5月11日实现首

次并网发电，于2006年6月3日顺利通过168小时满负

荷试运行，平均负荷率98.08％，从首次并网到168小时

试运结束历时23天，投产当年即实现连续安全运行82

天，投产第二年2007年10月22日17：01小修结束，并

网恢复运行至2008年8月9日14：12因受热面泄漏停机，

期间连续运行293天；二号机组于2006年8月8日首次

并网发电，于2006年8月27日顺利通过168小时满负荷

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试运行，平均负荷率96.3％，从首次并网到168小时试

运结束历时19天，2007年当年连续安全运行141天，从

2007年8月28日7：22#2发电机并网运行至2008年3

月13日21：46水冷壁爆管停运，期间连续运行198天。

2 投产以后存在的主要问题

作为第一个国产化300MW循环流化床锅炉电站存在

技术不够成熟、经验不足、能耗指标偏高等实际困难。主

要表现在床压维持不住、频繁发生翻床、受热面经常泄漏、

非金属膨胀节损坏、给煤线堵煤、冷渣器出力不足、供电

煤耗和厂用电率指标偏高等。针对以上问题，公司领导带

头组织专业技术人员克服技术和经验等各方面的困难，制

定了短、中、长期目标，进行了大量的运行优化与技术改

造。

3 运行优化措施

3.1 调整入炉煤粒径，稳定锅炉床压

在机组投产之初，由于设计入炉粒径较小（≤8mm），

褐煤爆裂性较强，在入炉煤收到基灰分小于8%的情况下

维持不住正常的锅炉床压，极大地影响着机组安全、稳定

和满负荷运行，每天要向炉膛添加约50吨的床料，采用人工添加，劳动量相当大。通过研究褐煤煤质的特性和大

胆尝试，取消二级碎煤机，增大入炉煤粒径（30-40mm），

延长了物料在炉内循环时间，即稳定了物料循环，又稳定

了锅炉床压。

3.2 总结翻床原因，制定防范措施

3.2.1 摸索主流化风门特性，将一次风门开度控制在

40%-50%之间，提高了主流化风门的调节性能；

翻床是双布风板流化床锅炉一个比较容易发生的燃

烧事故，其现象就是一侧布风板上的物料在短时间内部分

或全部翻到另一侧布风板，致使物料多的一侧塌床不能流

化。引起翻床的主要原因有床压过高炉内物料流化减弱、

单侧给煤线跳闸、风量测量装置故障、水冷壁或外置床内

受热面泄漏、主流化风门故障和操作人员调整不当等。根

据翻床程度、床压高低和操作人员的水平，处理翻床一般

在半小时到三个小时之间，负荷需要从300MW降到200MW

甚至更低，严重影响机组的安全与稳定运行，如果床压过

高无法吹平则需要停炉处理。机组投运初期，曾出现过多

次翻床情况，经过不断的总结，翻床次数由2006年的8

次/年减少到2008年的3次/年，主要采取了以下几项措

施：

3.2.2 将锅炉正常运行床压下调2kPa，降低床层阻力，

提高一次风刚性；

3.2.3 通过技术培训提高运行人员水平，下发《防止锅炉

翻床技术措施》规范运行操作，使运行人员熟练掌握处理翻床的方法；

3.2.4 加强设备维护，保证设备完好，定期校对风量、风

门开度和各温度测点，保证参与调节各参数的准确性。

3.3 流化风机运行方式由4运1备改为3运2备

为了延长高压流化风机使用寿命、降低厂用电率、提

高设备的可靠性，通过合理调整回料阀与外置床流化风

量，将流化风机运行方式由设计的4运1备改为3运2

备。流化风压由设计的52kPa降低到45kPa，外置床二、

三室流化风量较设计值下调1-2kNm3/h，优化后每小时可

节电500kWh，另外还减少了风机维护费用和降低了外置

床磨损。 3.4 采用高中压缸联合启动方式，保证锅炉安全

启动

红河电厂汽机为哈汽引进西屋技术生产的亚临界、一

次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮机，

由于该型号汽轮机采

用高压缸启动方式，需要在启动前先关闭高旁，使再

热器压力降至0.15MPa，然后进行汽轮机冲转。但是循环

流化床锅炉高温再热器布置于外置床中，床内有大量的高

温床料，在高压缸启动方式下，再热器处于干烧状态，为

防止再热器的干烧，经过专题研究，决定采用高中压缸联

合启动，通过汽轮机启动方式的改变，解决了锅炉和汽轮

机在启动过程的不匹配问题，提高了启动速度，有效的解

决了再热器的干烧问题。

3.5投煤温度由550℃降至350℃，缩短启动时间，减少了启动用油

红河电厂300MW CFB锅炉原设计床温达到550℃，炉

膛可投煤燃烧，750℃停止油枪运行。在实际运行中，针

对燃烧当地小龙潭褐煤挥发份高52.70％，着火点低的特

点，通过大胆尝试，反复试验，当中部平均床温度达到

350℃，就开始脉冲投煤，炉膛平均床温600℃停止油枪

运行，通过以上优化，缩短启动时间约2小时，冷态启动

耗油由40吨/次降低到目前的18吨/次以下。

3.6掺烧劣质煤，降低燃料成本

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燃料消耗是火电厂成本中最大的一块。经过核算，兼

顾掺烧带来的负面影响，得出在设计小龙潭煤的基础上掺

烧较便宜的新哨煤可降低燃料成本。具体的掺烧步骤要循

序渐进，通过试烧，按10%的比例逐渐加大，记录掺烧过程中锅炉各参数的变化得出最大掺烧量，确定科学的掺烧

比例，编制掺烧的注意事项，提供燃烧调整技术措施和事

故处理预案。最后确定小龙潭掺烧弥勒新哨煤的比例上限

是50%，具

体掺烧比例根据存煤与机组运行情况确定。

3.7 在机组低负荷运行方式下，停运一台二次风

机和一台循环水泵

根据云南电网夜间低负荷的时间较长的特点, 结合

计划负荷曲线加强与调度的沟通，确定单机负荷在夜间低

谷时段超过三小时的时候,要合理安排两台机组的出力，

当低于规定负荷时停运一台循环水泵和二次风机。执行以

上措施每小时可节电2400kWh。

3.8 停炉不停机的锅炉压火

利用循环流化床锅炉的蓄热能力特别大的特点，可以

对锅炉压火进行停炉消缺。具体操作就是停运所有的给煤

机、石灰石系统及风机系统，关闭所有风烟系统挡板，利

用锅炉的蓄热维持汽轮发电机组在低于2MW的低负荷下

运行。一般情况下的锅炉压火操作最长可维持10小时左右，这样即可以做到停炉不停机消缺，而且最大程度的避

免了机组的非停。

3.9 针对褐煤特点锅炉实施低氧燃烧

利用循环流化床锅炉循环燃烧和褐煤燃尽率高的特

点，将锅炉设计氧量下调2个百分点，减少了送风量与烟

气量，从而降低了二次风机与引风机电耗。聘请云南电科

院协助进行锅炉低氧燃烧试验，通过试验可以看出，省煤

器出口氧量从3%最终降到1%时，飞灰可燃物从0.45%降

到0.16%，炉渣可燃物从0.63%升到0.66%，一氧化碳测

量都为0%，锅炉效率从92.41%升高到92.52%。从以上数

据可以看出，降低锅炉氧量对锅炉的飞灰与大渣可燃物影

响不大，由于排烟量减少，锅炉效率还有小幅度提高。

省煤器出口氧量从3%降到1%时二次风机与引风机电

耗均有较大幅度降低，不同负荷与不同煤质的的情况下数

据见下表1：

表1 氧量调整前后对比表 负荷 原煤耗 两个风机耗电率（3%氧量） 两个风机耗电率（1%氧量） 降低（%）

85% 850 3.18 2.71 0.47

80% 750 3.46 2.85 0.61

70% 760 3.82 3 0.82

3.10分析总结磨损规律，有效预防四管泄漏

循环流化床锅炉受热面磨损严重是影响锅炉安全和

长周期运行的一重大问题，在机组停备过程中，发现磨损