1 概述

福建无烟煤属世界上最难燃用的无烟煤之一，其“两难两低”的燃烧特性（即着火难，燃烬难，挥发份低，灰熔点低），使得在锅炉选型上存在较大困难。该煤种挥发份极低，可燃基挥发份V_daf一般在3～6％左右；灰熔点低，灰的变形温度(t₁)一般在1100℃左右，低的只有1040℃；着火难，一般着火温度要在900～950℃，由此可见，从着火温度至灰熔点的温度空间仅150℃，这给锅炉选型带来很大困难；燃烬难，由于该煤质密实度较高，燃烬较为困难，也导致燃煤有较强的后燃性。

福建永安火电厂2×100MW机组和漳平电厂4×100MW机组采用四角切圆煤粉炉燃烧本省无烟煤，经过“六五”科技攻关也仅能做到在80%负荷以上不投油稳定燃烧，电厂重油系统始终处在热备用状态。进入上个世纪90年代以来，循环流化床锅炉引进到福建燃烧本地无烟煤，经历了痛苦的探索阶段，福建省电力勘测设计院与电厂用户及时总结经验，终于在98、99年相继投产的福建石狮热电厂35t/h、75t/h循环流化床锅炉机组上取得成功。2006年竣工投产的龙岩坑口火电厂一期工程采用440t/h循环流化床锅炉燃用本省无烟煤取得成功，为大型循环流化床锅炉燃用本省无烟煤打下坚实基础。

近几年福建省电力勘测设计院接连承接了福建省能源集团有限责任公司龙岩坑口火电厂二期工程、福建华电永安发电有限公司2×300MW“上大压小”工程、福建华电漳平火电有限公司2×300MW工程，以上三个工程均采用东方锅炉股份有限公司自主开发型300MW循环流化床锅炉。其中龙岩二期工程于2009年12月投产发电；永安、漳平两个工程预计2010年年底投产发电。以上三个工程福建省电力勘测设计院在设计优化及节能减排方面投入大量人力，积累了一定设计经验和体会，现介绍如下：

2 三个工程采取的设计优化及节能减排措施

2.1 采用启动烟煤仓

由于福建无烟煤极难着火，即使到650℃也很难稳定着火，床温必须控制在900℃以上，一般930℃～1000℃，因此，以上三个工程均吸取龙岩坑口火电厂一期工程440t/h循环流化床的成功经验，设置了启动烟煤仓，采用油、烟煤、无烟煤三级启动系统。启动时投入烟煤可加快锅炉启动时间，防止锅炉启动灭火，减少启动燃油。增设烟煤点火系统，每点火一次启用烟煤系统比直接点燃无烟煤节省费用10.22万元。

300MW循环流化床两种启动方式每次启动节省费用计算如下：

(1) 投油到投无烟煤(650℃时投煤)点火实际耗油量约50吨。燃油耗费：0.62×50= 31(万元)

(2) 投油到450℃时投烟煤，650℃时投无烟煤，实际耗油量约30吨，烟煤约40吨。

a. 燃油耗费：0.62×30 ＝18.6(万元)

b. 烟煤耗费：

假定点火烟煤低位发热量为21300kJ/kg，

标煤价格暂按750元/吨估列；

燃煤消耗：40吨(一台炉)；

折算到标煤：40×21300/(4.1868×7000)＝29.07t

标煤耗费：29.07×750＝21803元

总点火耗费：18.6＋2.18＝20.78万元

（3）每点火一次启用烟煤系统比直接点燃无烟煤节省费用：

31－20.78＝10.22万元。

而增设一套启动烟煤系统需增加100 m³烟煤仓一座(9万元)、电子称重式给煤机一台(22万元)，埋刮板给煤机一台(21万元)，增加设备初投资约52万元，即增加的初投资费用大概点火5次即可收回成本。假定300MW机组第一年冷炉点火5次以上，则第一年即可收回成本，第二年起每点火一次可节约燃油费10.22万元。

2.2 煤斗优化

循环流化床锅炉机组由于流化工艺和燃烧的需要，破碎后的煤粒较细，燃用福建无烟煤粒径一般要求小于8.5mm，而福建无烟煤粘性大，特别是雨季煤湿，粘性更大。大量经验表明，采用传统的煤斗设计技术，极易发生堵煤现象，影响锅炉的稳定、经济运行。

龙岩坑口火电厂二期工程煤斗上部为钢结构方形煤斗（根据现场实际情况， 1#、4#、5#、8#上部为对称方煤斗，2#、3#、6#、7#上部则为不对称方煤斗），且煤斗壁与水平面的夹角大于70度，下部为双曲线金属煤斗，中间用金属方圆节过渡，双曲线金属煤斗出口为Φ900，经电动煤闸门进入给煤机，给煤机入口Φ576×8，在电动煤闸门前安装一定数量的捅煤孔，在双曲线金属煤斗上设置三层压缩空气管，对原煤进行干燥，增加原煤流动性，有效防止堵煤，同时在双曲线煤斗上还安装了煤斗疏松机，特殊堵煤情况下，作疏松用。采用以上几项措施后，实际运行基本不堵煤，压缩空气和煤斗疏松机基本不用，运行效果良好。

永安、漳平工程煤斗上部也为钢结构方形煤斗，借鉴云南开远电厂经验采用不对称及大尺寸出口方煤斗方案，使煤在煤斗内不易搭桥，保持煤的流畅性，且煤斗壁与水平面的夹角大于70度。根据现场实际情况， 1#、4#、5#、8#煤斗出口为800×1500mm，2#、3#、6#、7#煤斗出口为800×2000mm，同时将进口电动闸板门改为手动插棒并取消疏通机，并在煤斗下部易堵煤段安装一定数量的捅煤孔及设置三层压缩空气管，对原煤进行干燥，增加原煤流动性，有效防止堵煤。

2.3 一次风机优化

龙岩二期、永安、漳平2×300MW工程原设计二次风机和吸风机采用液力藕合器调节，一次风机采用定速挡板调节。目前国内已投运的300MW机组循环流化床锅炉一次风机选型裕量普遍偏大，如广东宝丽华电厂、大唐红河发电厂、江西分宜电厂、秦皇岛热电厂等锅炉一次风机在满负荷工况下风门开度仅25～30%，选型裕量大，节流损失大，运行效率非常低，同时由于风门开度过小容易产生涡流和叶轮飞车，存在极大的安全隐患。其主要原因是锅炉厂一次风压提的偏大，一、二次风比例和实际运行存在偏差，造成一次风机选型偏大。

龙岩二期工程由于风机已经到货，且电厂2007年开始在135MW机组上采用清华大学“基于流态重构的循环流化床锅炉节能运行技术”取得成功，床压从锅炉厂设计值10kPa降低为5kPa，一、二次风机的运行压头相应下降，300MW机组拟也采用“基于流态重构的循环流化床锅炉节能运行技术”，未来一、二次风机的运行压头在锅炉厂设计值基础上还可下降，经与业主协商采用一次风机加装变频器调节，二次风机应业主要求由液力藕合器调节改为变频器调节，吸风机仍采用液力藕合器调节。

永安、漳平2×300MW工程经与锅炉厂重新配合后，一次风机设计选型参数重新进行优化，经优化后，一次风机流量减小1236 Nm³/h，风压减小2.796kPa，电机功率减少500kW，风机叶轮直径减小50mm。

2.4 取消播煤增压风机，直接用一次风进行播煤

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