330MW机组单机供热利用CFB锅炉蓄热提高供热可靠性的探讨.docx

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330MW机组单机供热利用CFB锅炉蓄热提高供热可靠性的探讨

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摘要：随着煤价的上涨和发电装机容量的增长，大面积缺电的局面已经彻底改变，火电厂发电的任务不再是那样的急切，甚至有的地方出现了电力装机容量过剩。所以火电机组的热电联产改造，正成为提高设备利用小时，节能减排和增强火电厂盈利能力的主要手段。供热面积在400万平米以下小城区，供热市场小，而且电力市场小，需要在供热期单机运行。所以大容量火电机组单机供热的可靠性问题是不可避免的问题。

关键词：CFB锅炉机组；单机供热；供热可靠性；锅炉蓄热;节能减排

1问题提出随着煤价的上涨和发电装机容量的增长，大面积缺电的局面已经彻底改变，火电厂发电的任务不再是那样的急切，甚至有的地方出现了电力装机容量过剩。所以火电机组的热电联产改造，正成为提高设备利用小时，节能减排和增强火电厂盈利能力的主要手段。一些处于小城区的300MW容量以上的大机组在供热期间由于城区面积小，内陆县城的人口通常在10万人左右，供热面积在400万平米左右，供热市场小，而且电力市场小，需要在供热期单机运行。而小城区的备用热源又不足，往往整个小城区只有一台大容量机组的单一热源供热，所以大容量火电机组单机供热的可靠性问题是不可避免的问题。一方面发电设备产能过剩，需要改造供热以增加发电设备（至少是锅炉设备的）利用小时数，以增加企业效益和节能减排的社会效益；另一方面，供热关系着千家万户，中断供热，将会使企业面临着巨大的社会压力，甚至上升到政治压力的层面，假如中断供热甚至市长，区长都会莅发电企业，媒体也会给予报道，这样给予企业和企业领导的压力和顾虑是相当大的。而本文提出的系统的改造将彻底消除单机供热的风险，使单机供热的可靠性满足供热的需求。

2机组和热负荷的概况

华能白山煤矸石电厂装机2×330MW国产亚临界空冷发电机组，配2×1180t/h亚临界参数自然循环流化床汽包炉，是华能吉林发电有限公司利用白山地区煤矸石等低热资源，在白山市所辖江源区境内所建的煤矸石综合利用、煤电联营项目。该电厂以煤矸石为主要燃料，掺烧煤泥和洗中煤，掺烧比例为48%、34%、18%，为目前国内洗选煤矸石掺烧比例最高、机组容量最大的循环硫化床（CFB）锅炉，建厂厂址为苇塘沟厂址，其厂区位于孙家堡子镇与砟子镇交界处的八宝村境内，孙家堡子镇西南，浑江东岸，东面临近山脚，西南距白山市约12km，距砟子镇约2.5km。

华能白山煤矸石电厂一期1、2号机组为哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界300MW单抽凝式机组，经改造后，机组单机最大抽汽能力为350t/h，额定抽汽320t/h，额定蒸汽压力0.4MPa、温度237℃。

江源区集中供热发展较早，目前已基本实现集中供热，是吉林省较早实现集中供热的县城之一，现有集中供热面积已达181万m2。到2020年实现集中供热500万平方米，采暖最大热负荷292MW，其中电厂供热面积350万平方米。

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3循环流化床机组的特点对供热有利和不利的影响

循环流化床(CFB)锅炉具有可以实现炉内脱硫和炉外二级脱硫，脱硫效率高；燃烧温度低（白山电厂的床温为890度），所以产生的氮氧化物（NOX）少；燃料适应性广等特点，是新一代的环保型绿色锅炉。但在300MW等级CFB锅炉运行中，高温绝热旋风分离器、回料阀、风道燃烧器、炉膛耐磨卫燃带等设备内的耐磨耐火保温材料在高温物料高速循环中，易产生裂纹或坍塌。高温循环物料会把锅炉物料循环中的耐火材料，磨损，在启停过程中膨胀不均产生裂纹缺陷，在运行中坍塌，耐火材料产生裂纹和坍塌处的铁板就会被烧红，必须进行压火处理，否则会把铁板烧穿，引起高温循环物料的泄露，危害极大[1]；另外，各连接管之间的非金属膨胀节也容易超温超压吹破，也必须压火抢修；由于以煤矸石为主要燃料，掺烧煤泥和洗中煤，燃料特性较差，所以有时容易产生局部结焦，也必须压火处理。据同类型的330MW循环流化床机组的运行业绩来看，其连续平均非停次数远远超过相同容量等级的煤粉炉，所以对于单机供热来说是非常不利的。但是影响循环流化床机组停运的缺陷又往往较小，可以在几个小时内可以得到处理，而且330MW循环流化床机组有四个旋风分离器，旋风分离里有大量的耐火材料和保温材料，再加上机组大量的金属受热面，所以机组的蓄热量较大，再加上机组的供热面积较少，供热量较少。在机组停运处理缺陷期间，利用机组的大量蓄热进行不间断供热，为机组处理缺陷和电厂内备用机组启动，启动炉启动供热和城区的备用热源的启动供热赢得时间。白山电厂在2012年11月份室外温度在-15度左右，供热量为4040吉焦，当室外最低温度为-30度时，供热量大概在5900吉焦左右，折合到蒸汽量大约在105