曹強 朱廷玉

（南京泰潤電力工程有限公司 江蘇南京 210042）

1 概述

某公司熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐（CFB）系美國福斯特——惠勒公司生產(chǎn)的。其蒸發(fā)量為220t/h，設計燃料為煙煤+石油焦，用石灰石作為脫硫劑。而公司煉油廠在煉油過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的石油焦，未能得到充分利用。并且，石油焦的發(fā)熱量很高，可代替部分煙煤，作為燃料。在CFB鍋爐上摻燒石油焦，既可徹底解決石油焦的出路問題；也可降低耗煤量以節(jié)約發(fā)電成本。

石油焦含硫量很高，硫含量達到4%以上，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的SO2所以摻燒時一定要控制好摻焦的量。一方面要滿足國家對環(huán)保的要求（《火電廠大氣污染排放標準》GB13223-2003，400-1200mg/M2）；另一方面要減輕鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕。最大限度的發(fā)揮CFB鍋爐優(yōu)越的環(huán)保性能。

以從前的摻燒情況看，如果摻入大于30%的焦后，SO2量就無法控制，不能滿足國家規(guī)定的排放標準。因此，摻燒的石油焦的份量一般占煤量的15%左右。由于缺乏科學的計算及完善的控制，以及準確的在線監(jiān)測，所以采用每天定量摻焦。具體體現(xiàn)在煤量和焦的摻入量無確定的關(guān)系，這是因為在摻焦前，煤量無測量裝置，只在摻焦后才有皮帶秤來進行測量（就現(xiàn)有的設備狀況又無法增加測量裝置）。這樣照成了摻焦比不穩(wěn)定，既不利于鍋爐的經(jīng)濟運行，又使得工藝人員難以把握。另外，在SO2控制方面，鏈式旋轉(zhuǎn)給料機的轉(zhuǎn)速和石灰石量之間的關(guān)系不確定，這樣就造成了SO2量無法精確控制。

因此，只有采用科學的控制方法來計量煤和優(yōu)化摻焦，使摻焦比達到或接近鍋爐出廠設計要求（即50%煤/焦比），并且在SO2排放量滿足國家環(huán)保要求的情況下，才能達到CFB環(huán)保節(jié)能的效果。

2 工藝：（見圖1）

燃料側(cè)：

石油焦從#11帶經(jīng)皮帶秤、擋板、滾軸篩，加在#7帶正在傳輸?shù)拿荷?，煤?3帶葉輪給煤機，經(jīng)#7帶（與石油焦混合）、#4帶、碎煤機、#5帶、#6帶到料倉。

鍋爐側(cè)：

鍋爐主要由燃燒室、高溫旋風分離器、床料回送裝置、尾部對流煙道，四部分組成。燃料室下部為錐形段（密相區(qū)）。床上的物料被一次風流化，二次風從還原區(qū)上方的二次風口送入以達到分級燃燒的目的。較細的物料被上升的煙氣夾帶，進入燃燒室出口的高溫旋風分離器。大部分粒子被分離并經(jīng)床料回送裝置返回燃燒室。燃燒室上部布置有與前墻垂直的有Ω 型中溫過熱器，從分離器逃逸的細粒子和煙氣進入尾部煙道，依次經(jīng)過熱器W 蒸發(fā)管、省煤器、空預器、電除塵，進入煙囪。

石灰石側(cè)：

主要由石灰石碾碎裝置和石灰石傳送裝置，以及石灰輸送裝置組成。碾碎裝置的作用：將石灰石碾碎成150μm~300μm的顆粒。傳送裝置是將石灰石粉由灰場傳送至爐前緩沖倉；而輸送裝置由旋轉(zhuǎn)給料機定量的將粉輸入爐膛，脫硫。

3 設備狀況

電廠CFB鍋爐已實現(xiàn)DCS控制，輸煤系統(tǒng)已實現(xiàn)了PLC控制。它們可以提供強大的控制，實現(xiàn)功能和豐富的算法。煙氣排放中SO2、NO等含量及石灰石、石油焦、燃煤現(xiàn)場均設置了在線監(jiān)測儀表或皮帶秤，可以提供可靠的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。石灰石的旋轉(zhuǎn)給料機、燃煤的葉輪給煤機，均可以采用變頻調(diào)節(jié)，可以按需要改變給料量的多少。

4 具體措施

從效率實驗數(shù)據(jù)分析（西南設計院在鍋爐竣工后所做的實驗），電廠的CFB鍋爐在滿負荷的消耗燃料6.36kg/s（按CFB鍋爐設計標準摻50%的焦），由于燃料計量和輸送環(huán)節(jié)的誤差，兩種燃料消耗量分別為石油焦57%、煤43%（石油焦的低位發(fā)熱量為30341kj/kg，煤的低位發(fā)熱量為20691kj/kg），所以我們在經(jīng)過優(yōu)化后，要盡量達到50%的摻焦比。（注：當時實驗時，很多數(shù)據(jù)均由便攜式儀器測量所得。）

而要達到50%的摻焦比，要解決以下幾個問題：

4.1 由于煤在摻焦前無測量裝置（只在摻焦后有測量裝置），且焦通過皮帶到達煤/焦量測量點有一段距離。所以我們將便攜式秤重裝置置于葉輪給煤機出口處，通過多次實驗找出葉輪給煤機轉(zhuǎn)速與煤瞬時量之間的關(guān)系，得到了重要的實驗系數(shù)，進而制定了科學的控制方法。

皮帶秤信號已接入PLC程控。根據(jù)#11帶的石油焦量計算發(fā)熱量換算成煤輸入量，通過變頻器控制葉輪給煤機轉(zhuǎn)速，進而調(diào)節(jié)煤量。見圖2

注：批次煤/焦發(fā)熱量由人工分析得

如批次煤發(fā)熱量為21.69MJ/kg，批次焦發(fā)熱量為32.61MJ/kg

SP=（焦的瞬時量*32.61/21.69）*100%

PV=轉(zhuǎn)速*系數(shù)*100%

圖2

4.2 而對于SO2量的控制，主要問題在旋轉(zhuǎn)給料機的轉(zhuǎn)速和石灰石量，以及石灰石粉量和SO2之間的關(guān)系不確定。于是，我們首先通過實驗得到了轉(zhuǎn)速與石灰石量之間的關(guān)系，確定了Ca/S的摩爾比。

SO2的信號均接入DCS。根據(jù)SO2燃料量的測量，通過對變頻器控制鏈式旋轉(zhuǎn)給料機的轉(zhuǎn)速，通過變頻器頻率來控制給粉量。見圖3：

SP=P1*P2*系數(shù)*100%（P1為SO2濃度mg/m3，P2為燃料總量kg/S）

PV=max(0,(f*0.09+0.1))*系數(shù)*100%

以上系數(shù)均由實驗獲得

圖3

5 采用了優(yōu)化方案后的效果

經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后，我們摘錄了一些運行數(shù)據(jù)，如表1。

焦發(fā)熱量為32.61MJ/kg

煤發(fā)熱量為23.15MJ/kg

石灰石粉純度(CaCO3)為87.55%

關(guān)于可譯性與不可譯性的討論從來都沒有停止過。那么什么是翻譯呢？美國翻譯理論家奈達說過：“所謂翻譯，是指從語義到文體在譯語中用最貼近而又最自然的對等語再現(xiàn)原文的信息?！盵1]這樣看來，翻譯是具有可譯性的。但是對等語在某些情況的缺失又限制了翻譯。簡單來說，這就是可譯性與不可譯性的問題。

工況調(diào)查：

①鍋爐蒸發(fā)量（蒸汽流量）調(diào)整

②床溫調(diào)整

③Ca/S摩爾比調(diào)整（改變石灰石量，通過變頻調(diào)整旋轉(zhuǎn)給料機轉(zhuǎn)速）

④爐膛出口氧量調(diào)整（二次風量調(diào)整）

實驗結(jié)果表明：

②主要參數(shù)的控制數(shù)據(jù)：負荷210t/h時，50/50的焦/煤比，石灰石轉(zhuǎn)速應在55rpm左右，床溫應在870℃~890℃，Ca/S摩爾比應在2.5~3.0。

③和優(yōu)化前對比，已實現(xiàn)了50/50的焦/煤比以及將SO2量控制在國家排放標準之內(nèi)。

6 存在的問題

6.1 鍋爐現(xiàn)有的石灰石粉制備系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)均不夠完善，時有故障發(fā)生。這樣就不能保證入爐石灰石量的穩(wěn)定均勻，從而導致SO2濃度升高。

6.2 如果煤質(zhì)、焦質(zhì)、石灰石質(zhì)變化較大，但仍然會給控制帶來一定影響。

6.3 很多參數(shù)不能實現(xiàn)在線監(jiān)測（如煤質(zhì)、焦質(zhì)、石灰石質(zhì)），只能通過手動分析而得。這樣，對依賴手工分析數(shù)據(jù)的控制也有一定影響。

6.4 物料的粒度無法精確的控制，對物質(zhì)的影響也比較大。

7 參照標準

7.1 美國福斯特——惠勒公司鍋爐說明書；

7.2 《火電廠大氣污染排放標準》GB13223-2003；

7.3 HONEYWELL的TDC3000和西門子的S7-300系統(tǒng)說明書。

表1 某電廠1#鍋爐運行數(shù)據(jù)