编者按：本文由徐州华美热电公司供稿《中国循环流化床发电》杂志编辑整理
建设精品工程，创建节能环保型企业
一、项目概况
江苏华美热电公司2×350MW级超临界循环流化床热电联产项目，是徐州市委、市政府统筹推进城区“热电整合”重点民生工程，也是徐矿集团“转型转移”发展的重点工程。
项目位于江苏省徐州市泉山经济开发区，以“上大压小”方式建设2台350MW超临界CFB供热机组，配套建设热网工程。工程概算投资32.1亿元，于2014年3月18日开工建设，2016年2月27日机组双投。项目三大主机分别为东方汽轮机厂生产的三缸两排气超临界抽气供热型汽轮机、东方 锅炉厂生产的1150T/H蒸发量超临界循环流化床锅炉和哈尔滨电机厂生产的水氢氢发电机。
二、前期设计优化情况
该项目可研阶段即提出“创新、节能、环保”的设计理念，打破常规循环流化床机组的固有模式，从系统配置、主要设备选型、主要工艺流程和技术方案等方面入手，以崭新的视角切入超临界机组的各项议题，按照专业组进行分解，参照初可研阶段设计单位意见，进行系统设计的优化，并建立优化目录，共形成四十一个优化专题。
(1)以“精准、连续、稳定给煤”为目标，做好给煤大系统整体设计。
储煤输煤系统采用：全封闭双煤场+全断面、无“死角”精确采样机+三级筛分两级破碎系统，保证了入厂煤成为入炉煤前的两大关键指标“低水分、标准颗粒度”，精确采样、即时分析为运行人员操作调整工作提供重要依据，为机组经济稳定运行创造良好的条件。
炉前给煤系统采用：大容积方形煤仓+中心给料机+炉前一级皮带给煤机+大倾角方形落煤管+铸钢方形给煤口+四层三面喷吹式播煤风系统。降低煤仓的工程造价，提高了入炉煤系统的煤种适应性，降低了运行人员的操作难度。
(2)以“少积灰、慢磨损、零腐蚀、高利用”为目标，优化尾部受热面结构。
采用：H型鳍片式省煤器+管式空气预热器(末级采用搪瓷管)+H型鳍片式低温省煤器+对吹式无死区高重叠度蒸汽吹灰器(汽源取自低温再热器入口)，降低受热面积灰，避免了空预器低温段的腐蚀，低烟气流速设计减缓了受热面的磨损，提高尾部传热效率，并最大程度的利用锅炉烟气余热。
(3)以“超净排放：50、35、5”为目标，高标准设计环保系统。
烟气除尘系统：低压脉冲固定行列式布袋除尘器+湿式电除尘器，实现烟尘排放低于5mg/Nm3。
烟气脱硫系统：返料腿多点给料式炉内喷钙干法脱硫+“引增合一”双级动叶可调式轴流引风机+单塔多层湿法脱硫系统。节约投资，提高锅炉对于高硫煤的负荷适应性，实现烟气SO2超低排放。
脱硝系统：低氮燃烧CFB技术(布风板分区、高效二次风、高效旋风分离器、均匀连续炉前给煤系统)+多点对冲式SNCR系统+尾部SCR系统预留设计，充分发挥CFB锅炉的低氮燃烧优势，丰富NOx调节手段，提高全负荷、多煤种、复杂工况下的脱硝系统适应能力。
(4)以降低管损为主导，附属系统给四大管道设计让路。
缩短管道长度(汽轮发电机中心线到锅炉K1柱距离缩短2.5米)+合理大管径设计+最佳介质流速+最少的阀门、弯头管件+最小扩散角管口+大曲率弯道，尽可能降低管道沿程阻力损失及局部损失。
(5)以降低厂用电、提高机组热效率为主导，稳步推广新技术。
大负荷转机采用变频技术：一次风机变频电机+二次风机变频电机+循环水泵变频电机+单凝结水泵变频电机，降低厂用电率。
真空泵冷却水双系统：空调冷冻水系统+开式冷却水系统，夏季高温时采用前者，其他时段采用后者，按照季节温度变化差异化操作，降低工作液温度提高机组真空，提高汽轮机热效率。
(6)以“一体化设计”为主导，跨专业、跨区域，实现同类型设备统一标准设计。
ETS、DEH、DCS控制系统一体化+消防系统、暖通空调系统等辅助网络系统一体化+功能相同或者相近的设备全厂品牌一体化。易于维护，备件共享，降低投资及运营成本。
三、锅炉安装过程控制
该项目单台机组单位工程共有118项，其中安装单位工程64项，安装应验收分项工程994个，质量监督工作量巨大，仅单台锅炉本体安装分项工程就达86项。因此需要抓住重点，以重要环节质量管控带动整体施工质量的高标准。
锅炉安装工程的重点项目有三十六项，下面筛选出十四条进行详述：
(1)承压管道焊接质量控制，特别是P91管道的焊接作业，严格按照焊接工艺要求进行质量控制，施工过程中对不负责任的焊接队伍及金属监督人员坚决予以清退。
(2)水冷壁管平整度、光滑度控制，留足水冷壁安装时间，严格执行小管径窄鳍片管排焊接工艺，严禁打乱焊接顺序，严禁赶工多人集中作业，对于变形管排换管处理，管子及鳍片工地焊缝打磨平整，对口管折口控制2mm/每20cm，对于制造焊缝进行多次检查、补焊、打磨，在水冷壁安装过程中安排六次集中验收，每层每根水冷壁管统一编号，每一道焊口检查整改责任到人。
(3)汽水连接管道安装前进行内管壁喷砂处理，严格执行洁净化施工，油、水、汽管道进行三次吹扫：焊接前单根管压缩空气吹扫、焊接后管道系统压缩空气吹扫、蒸汽吹扫，并进行水压试验，高标准验收。
(4)保温施工从材料进场到退场全程专人跟踪监控，材料复检、金属件复检、保温表面清理准备工作一项不漏;安装经纬线划好验收完成后允许金属件焊接;一层保温材料覆盖完毕锁片检查合格允许安装第二层;炉墙拐角、管道弯头、三通、阀门等特殊区域错缝预留验收合格允许继续铺棉;保温完成厚度测量合格后允许焊接扁钢。
(5)浇注料施工前召开优化专题会，拐角部位、易磨损部位、施工难点部位、支撑薄弱部位施工方案重点论证，不同材料搭接方法、施工顺序重点讨论，膨胀缝统一设计。
(6)弹簧支吊架施工前对定位销进行编号，弹簧调整实行三方旁站，定位销取出工序须三方负责人确认签字，调整完毕后施工单位须按照编号返还定位销，数量不足或者外观有打砸痕迹须对相应的弹簧进行复检并考核。
(7)重要的安装间隙调整，如穿墙管、穿墙喷口、炉膛/分离器接口、风道/炉膛接口、尾部烟道接口、膜式与钢板烟道接口等严格按照图纸控制尺寸，对于热态位移较大的部位，按照膨胀方向反向预留，取最大控制数值。
(8)风帽安装质量控制，校正布风板鳍片安装平整度，制做好安装中心点网线，区分10/9孔风帽做好标记并复检，风帽喷孔保持两两相对，对风帽垂直度进行多次严格验收，控制焊缝高度、长度、角度符合图纸要求。排渣口导向风管安装控制夹角中心与排渣管中心对中。
(9)严格执行受热面、烟风道、容器的渗油试验验收，如布风板周圈密封焊缝、烟风道密封焊缝、炉顶水冷壁密封焊缝、油罐密封焊缝、低温省煤器外烟道密封焊缝等，要多次验收，不放过每一个漏点。
(10)旋风分离器安装须制作圆度控制支架及圆度测量板，尽量依托圆度控制支架进行地面组装焊接，减少空中焊接拼缝数量，安装完成拆除控制架后要用测量板对分离器分多层测量验收，圆度不合格的部位做好记录、整改、闭环控制。中心筒安装须区分清楚焊接死与动态滑动点，滑动部位检修上线控制，对钢板毛刺边缘进行打磨，满足旋风分离器、中心筒、出口烟道的对中要求，沿径向多点测量保证精度。
(11)尾部蛇形管排的间隙控制均匀，安装前做好空预器搪瓷管防碰隔屏，防磨护瓦焊接死点、滑动点区分清楚。
(12)销钉补焊使用专用销钉焊接设备，焊接前对销钉进行材质复检，焊接时控制焊接电流，降低销钉管面熔深，严格按照制造厂销钉焊接形式进行焊接，严禁无规律随意焊接，焊接完成须进行敲击检验。
(13)刚性梁安装质量控制，重视质量控制前提条件：水冷壁、旋风分离器等膜式受热面安装平整度须达标，控制要点：按照刚性梁的整体传力方向，区分动、静点，精确测量、调整角部连接铰链角度及角部刚性梁与膜式壁的距离，检查、调整垂直刚性梁与水平刚性量连接螺栓与行走槽两端距离，检查、整改刚性梁工地焊缝坡口形式、焊高、加强板焊接质量等。
(14)动静部件的重要膨胀节预拉预压控制，播煤风道、回料器、尾部烟道、排渣管处膨胀节沿膨胀方向预拉伸或压缩，保证热态三维补偿充分。
四、新技术应用
1、宽负荷高效低温省煤器设计
本项目低温省煤器位于引风机与脱硫塔连接烟道水平段，回收烟气余热。通过优化取水口位置，采用优质耐腐蚀材料(ND钢)，以工作条件最差的一根管子的金属壁温为参考值，优化管排空间的温度分布，达到防止低温腐蚀的目的;采用先进软件对进口大小头处导流板进行优化设计，并设置一排假管，解决了受热面的磨损问题;优化取水口的设计方式，采用两路进水，以进口水温70℃作为界点，进行接入口切换，具有更为灵活的负荷适应能力，系统的负荷可用率较高。另外，优化接水点切换运行方式，使管阀设计相对简单，系统稳定性提高，减小了运行人员工作量，检修维护费用相对较低。
冷却水取水口位置为#8低压加热器出口或#7低压加热器出口，加热后的回水至#5低加入口，按照低温省煤器的入口水温进行相应的切换。当#8低加出口水温高于70℃时，系统从#8低加出口取部分凝结水，经低温省煤器加热后回#5低加入口;当#8低加出口水温低于70℃时，为防止壁温过低造成严重的低温腐蚀，系统从#7低加出口取水，保证设备入口水温在70℃以上。
本方案取水口的设计方式，具有更为灵活的负荷适应能力，当机组负荷低于75%时，可以通过切换取水口位置，保证入水温度，避免管排烟气侧出现大面积腐蚀，系统的负荷可用率较高。另外，以70℃作为管路切换节点，使管阀设计相对简单，系统稳定性提高，减小了运行人员工作量，检修维护费用相对较低。
2、均匀连续精确炉前给煤设计
(1)针对煤仓棚煤问题，安装中心给料机，并在曲柄刮刀处设计止翘结构，将煤仓的存煤按照先进先出的原则输送至称重给煤机
(2)中心给料机与称重皮带给煤机之间设置料位缓冲仓，安装料位计，通过料位反馈来自动控制中心给料机出力。
说明：1.缓冲锥;2.曲柄刮刀;3.驱动电机(2台);4.底盘;5.料位缓冲仓;6.润滑油系统来油;7.料位计;8.称重给煤机;9.气动闸板门;10.圆形金属膨胀节;11.非金属补偿器;12.加热夹层;13.一次热风;14.炉膛
(3)炉前给煤斜管增加热风加热夹层，风源取自一次热风，加热斜管底板，加强了播煤气垫风对煤流的烘干及播撒效果，并在斜管侧面合适位置增加圆盘式柔性密封检修门，利于检查及清堵作业。
3、低氮燃烧循环流化床优化设计
该设计方案的核心思想是：最大限度的发挥循环流化床锅炉的低氮燃烧性能。主要技术支撑点为：
(1)对冲进风式布风板风帽分区设计。
在布风板设计中，通过适当降低四周外圈风帽的阻力系数，即相应地增加该区域的风量，如上图所示，图中靠近前后墙两排风帽，靠近左右墙沿炉宽方向各1/4距离采用大孔径风帽(孔数10个)，在中间位置采用小口径风帽(孔数9个)。(注：为了对比明显，图中将小口径风帽用较小的圆圈示意，与实际情况不同)。
此种分区设计的优点是：一方面增强外围区域床料的横向扰动，改变炉膛下部的流场，使得下降灰流能较早的向炉膛中部扩散，减小床温沿炉宽的差异;另一方面也使布风更为合理。
(2)高效二次风氧量控制技术
该项目提高下二次风口距离布风板距离(2.5m)，提高上二次风口至锅炉炉膛拐点处，在二次风喷口以下,由于O2 浓度低,燃料氧的氧化反应速率很慢,同时由于还原性气体的存在,即使在此区域有NO 产生,也会发生还原性热分解,重新生成N2 ;在二次风喷口以上,O2 浓度高,但由于二次风的加入,床温会相应降低,这又阻止了热力型NOx 的生成。
上二次风口位置较高，可以在密相区形成较大的贫氧燃烧区，并且此区域物料浓度较稀，利于二次风的横向扰动，床温均匀性提高，利于炉内传热。
(3)超高炉膛床温分区控制技术
下图分别为本项目炉内挂屏设计和典型亚临界循环流化床锅炉炉内挂屏设计。
主要区别如下：
(1)水冷屏数量不同：华美炉前5屏，后8屏，共13屏;徐矿炉后2屏。
(2)屏式再热器/屏式过热器/水冷屏间隔分布不同：华美更分散，徐矿为更为集中。
(3)屏式过热器功能不同：华美为第二级中温过热器6屏，高温过热器6屏;徐矿为中温过热器12屏。
本项目炉膛上部挂屏设置目的性更强，既考虑到炉前不同介质温度挂屏的错落布置，又考虑炉后三个旋风分离器的非对称布置带来的不均匀性，利于整合炉膛出口烟气流，获得更为均匀的炉膛上部床温，提高锅炉燃烧效率，通过实炉运行来看，虽然350MWCFB比300MWCFB炉膛高出10米，但床温的分布却比后者更为均匀。该方案实施后，经过运行验证，锅炉整体运行状况稳定且风煤控制便捷，负荷响应迅速，在设计煤种工况下运行时，锅炉炉膛密相区、稀相区、返料区各温度测点偏差值小于10℃以内，实现了全炉膛温度场的均匀分布，有效的提高了锅炉的燃烧效率。
(4)变负荷工况连续精确给煤技术,在序号2中已介绍，不再赘述。
4、 床下点火燃烧器布置优化方案
该项目床下燃烧器优化如下：
(1)油枪的插入方向为轴向，控制油枪头部与稳燃罩的间隙，保证两者对中准确，防止火焰偏离风道中心线。
(2)点火冷却风独立布置，火焰刚度增加，避免了一次热风带来的扰动，燃烧风环形布置更容易形成贴壁流，防止耐火浇注料超温。
(3)调整人孔门为Φ550mm，检修方便。
(4)增加点火风道温度测点数量，沿着一次风流向布置三层测点：收缩口处、拐角处、风室进口，能够准确反映风道内部的温度状况，利于运行调整，防止超温，避免对耐火浇注料造成损坏。
5、整体式中心筒优化设计方案
该项目旋风分离器中心筒采用整体化无膨胀缝设计，主要优化点如下：
(1)取消中心筒头部伸缩缝，采用一体式结构，热态时整体膨胀。
(2)在加强原有支座结构的基础上，增加与分离器出口烟道的金属膨胀节设计，提高中心筒的整体稳定性。
(3)改变大小头式裙围为竖直结构，利于浇注料施工，防止局部超温。
(4)内部支撑杆件采用型钢加固，并设置导流板，与中心筒使用统一材质，为SA-240S30815，优于一般的1Cr25Ni20Si2，外部焊接加强圆箍。
五、生产调试效果
本项目两台机组分别于2016年1月31日、2月27日顺利完成整套启动各项试验，一次性通过168小时试运，两台机组均用时11天，创造了国内发电机组试运时间最短纪录。
试运行期间，各系统均稳定投入，仪表投入率、自动投入率、保护投入率均达到100%。从机组首次并网开始到168小时满负荷试运结束，1#机组负荷率达99.6%，2#机组负荷率达100.43%，远超行业90%的达标水平;烟尘排放、SO2 排放、NOx排放指标均低于国家最新超低排放标准，尤其是烟尘排放、NOx排放创国内纪录。
商运期间，两台机组实现了连续、长周期稳定运行，其中#1机组连续安全运行130天;运行中，主辅机状态正常;机组AGC、AVC系统闭环投入，优于电网考核要求;机组带负荷、调峰能力和部分指标优于煤粉炉;运行周期及稳定系数远远领先于国内同类型机组。
六、运行生产管理情况
发电部为促进运行员工学习专业技能的积极性，实行员工岗位动态晋升考评制度。该制度规定每半年为一晋升考评期，由员工根据自身的专业水平向部门考评组提出不同等级的岗位考评申请，经考评组理论考试、仿真机事故处理考试、民主测评等环节，确认其是否具备岗位职能、能否承担岗位职责，如考评通过，则该员工享受申请岗位的工资待遇。这种制度大大激发了员工的学习积极性，直接为机组的安全运行提供了有力的保障，从168期间至今，新投产的机组始终保持着良好的运行工况。
江苏华美热电2×350MW级超临界(CFB)机组，做为国内的新型机组，有许多技术上的问题需要我们去学习、把握。发电部为此成立了锅炉、汽机、化水、环保各专业小组，专业小组的主要工作方向为：
(1)及时掌握全国范围内同类型机组的运行工况，做好对标工作;
(2)对可能影响机组安全运行的问题，提前做出预判，做出前瞻性预防措施。目前各小组已对锅炉加氧、氧化皮防治、化学水处理等课题开展了前期调研，这项工作的开展，势必对我公司机组的长期安全经济运行提供技术侧的有力支持。
七、结语
江苏华美热电2×350MW级超临界(CFB)项目#1、#2机组运行至今，各项运行指标与设计标准吻合度较高，各系统投用率高，故障率低，环保指标优于同期建设的同等级机组，机组建设过程中的经验、教训需要进一步的总结，为后续建设的同类项目提供参考，生产技术人员还需通过长期的实践探索，逐步掌握350MW超临界CFB机组的各项特性，向设计研发部门反馈，优化设计，加快更新换代速度，提高该类型机组的整体水平。
