为获得更高的发电效率与更低的污染物总排放值，同时基于材料工业的迅速发展与投资成本的考虑，国内外都在积极研制大容量、高参数的循环流化床(CFB)锅炉。如今，我国已经拥有60余台投入商业运行的300MW级CFB机组，全世界单机容量最大的四川白马600MW超临界循环流化床示范电站也已并网发电。总体来看，大型循环流化床锅炉本体部分的整体运行情况较为良好，各类指标基本可达到设计要求，但辅助系统尤其是给煤系统暴露出诸多问题亟需解决。因此需要进行节能改造，已达到最好的效果。
600MW超临界CFB锅炉采用H型布置，炉膛两侧各布置6个给煤口。炉前给煤系统由4台一级皮带给煤机，4台二级链式输煤机和12个给煤口组成。其中每条二级输煤线配置3个给煤口，如图1所示。
锅炉实际运行过程中发现，由于二级给煤线太长（达40m），当称重式皮带给煤机调整给煤量后，需要数分钟后，锅炉的实际入炉煤量才会发生显著变化，即给煤系统增大了炉内燃烧的延迟性；其次，同一条二级链式输煤机上的3个给煤口的给煤量是由挡板的开口大小来进行调节的，很难保证三个给煤口的给煤量始终均匀一致，从而容易造成炉内部分密相区风煤不均匀，影响到炉内的燃烧。
1、600MWCFB锅炉二级给煤系统优化方案论证
经过现场测量，提出了以下3种优化方案，并进行分析比较。
方案一：锅炉每侧所布置的两条二级输煤线，一条用于输煤到炉膛（布置位置较高的那一条），将全部6个给煤口都设置在该条输煤线上，各个给煤口的给煤量采用螺旋给料机精确控制。另一条布置位置较低的二级输煤线，则用于将布置位置较高的输煤线上多余的煤，从该输煤线的出口处，送回至该输煤线的入口（需增设斗提机），如图2所示。
方案二：原有的给煤系统不变，每个给煤口都采用螺旋给料机来精确控制给煤量。同时，在两条二级输煤机上方再增加一条反向运转的链式输送机，用于将二级输煤机剩余的煤回送到二级输煤线上（需增设斗提机），如图3所示。图3改造方案二
方案三：原有给煤系统均不变，直接在落煤管（除最末端的落煤管）设置一个旋转计量装置（如旋转给料阀），通过控制旋转速度来控制给煤量，如图4所示。图4改造方案三
对比前两种方案，无论采用哪一种，均可能在短时间内存在各给煤口的输煤量小于一级皮带给煤机的总给煤量而造成二级输煤线的煤炭堆积，因此都需要设置多余煤炭的回收设备。第三种方案，则会造成最后一个给煤口的输煤量偏大或偏小的问题。尤其是最后一个给煤口缺煤时，可能造成炉内烟气反窜进入二级给煤系统。
综合比较，方案一和方案二均能保证精确给煤，并且在总给煤量变化时，几乎没有时间延迟。两种方案的区别在于，方案一仍然是两条链式输煤机，与现行的常规方案相同，适合现有锅炉二级给煤系统的改造，改造费用不高。实现该方案的基本条件是：现有的一条给煤线的总输煤能力大于或等于原有两条链式输煤机的输煤能力；方案二设置有三条链式输煤机，布置较复杂，适合于新建锅炉；方案三的造价最低，但最后一个给煤口存在给煤不均匀的现象。
2、600MWCFB锅炉二级给煤系统改造方案
综合考虑后认为，若进行技术改造，采用方案一最为可行。
2.1改造方案说明
(1)选择位置较高的链式输煤机（设为链式输煤机A）作为二级输煤线，利用位置较低的链式输煤机（设为链式输煤机B）来回送多余的煤。
(2)链式输煤机A增加3个给煤口，新增的给煤口位置应与链式输煤机B之前的3个给煤口位置一一对应，以便于落煤管的布置。新增的给煤口同样应设置密封风和脉冲清扫风，落煤管上应加装紧急落煤管旁路。
(3)撤掉链式输煤机B尾部部分的一级称重皮带给煤机，扩大空间位置。
(4)调换链式输煤机B的头部与尾部，其头部部分与链式输煤机A尾部部分齐平。
(5)撤掉链式输煤机B之前的3个给煤口，重新对箱体进行密封。同时延伸链式输煤机B尾部部分，使之与链式输煤机A头部部分齐平。
(6)在链式输煤机A头部部分下端和链式输煤机B尾部部分上端进行开孔，上、下端开孔利用刮板机来进行串联，并保证接合处的严密性。
(7)在链式输煤机B头部下端和链式输煤机A尾部上端进行开孔，并在中间的平台空隙位置处新增一台斗式提升机，斗式提升机的进、出口分别与两个链式输煤机的开孔良好对接。
(8)保留每个落煤管上的电动闸板阀，在布置电动闸板阀的平台下方安装螺旋给料机。螺旋给料机由钢绳支撑，倾斜角度不易过大。给料进口与上方落煤管良好结合，给料出口与下方落煤管良好结合，并保证进出口的密封严密性。6台螺旋给料机均应安装断煤检测装置。
2.2改造后二级给煤系统的工作过程
首先应把控好入炉煤质。虽然炉内的高温烟气具有一定的烘干效果，但燃用的贫煤水分不应过大，以减小煤粒在落煤管内发生堵塞和架桥的可能性，同时降低煤粒在螺旋给料机中的机械磨损。
锅炉实际运行时，由中心给料机输出的煤在称重式皮带给煤机上进行称重后，被输送到链式输煤机A的6个给煤口处，煤在经过返料器和外置床的预热后进入到炉膛内燃烧。通过增加链式输煤机A的出力，使链式输煤机A的输煤量大于锅炉满负荷运行时所需的煤量，形成一定的给煤裕度。多余的煤进入刮板机后被送至链式输煤机B头部，然后由斗式提升机返回到链式输煤机A，从而实现了整个二级给煤线的循环。每个给煤口的煤量则由螺旋给料机来进行准确控制，从而顺利解决了给煤延迟与给煤不均匀的问题。
2.3改造方案的总体布置图5初始时的二级给煤线
2.4设备选型
设二级给煤系统的总输煤量为330t/h，新增的设备包括斗提机、刮板机和螺旋给料机，计算得出的基本参数见表1。
3结论
(1)侧墙二级给煤是大型CFB锅炉给煤系统的常用布置方式之一，如何解决落煤处的给煤均匀性与消除给煤延迟问题，对锅炉的运行经济性和负荷调节非常重要。
(2)分析表明，解决600MWCFB锅炉给煤炭延迟性与给煤不均匀的关键在于时刻保证二级链式输煤机中有充足的煤，并依靠布置在给煤口下方的螺旋给料机来准确调节输煤量，而多余的煤则依靠斗式提升机重新送回二级输煤线或成品煤仓。
(3)现场测量及相关计算表明，文中提出的二级链式输煤机的改造方案，能解决给煤延迟及各个落煤管的煤量均匀问题，具有一定的现场可实施性。改造所需投资不大，改造后的运行电耗仅增加大约30kW，对整个机组的厂用电率影响不大。
原标题：600MW超临界循环流化床锅炉二级给煤系统优化探讨
