CFB鍋爐摻燒煤矸石燃燒調整探討

張 勃

河南藍光環保發電有限公司，河南平頂山 467200

0 引言

循環流化床（簡稱CFB）鍋爐具有優良的環保性能，調峰能力強，燃料適應性也很廣，不僅可以燃用煙煤等優質煤種，而且可燃用發熱量較低的各種劣質燃料、煤矸石等。因此，在當前煤炭緊張、價格暴漲的情況下，循環流化床鍋爐充分發揮其自身優勢，不僅能夠實現國家提倡的資源綜合利用、環保、節能減排，還緩解了企業高價格采購煤炭的壓力，最大限度的降低企業的發電成本。由于燃用煤矸石等劣質煤，勢必增加鍋爐的磨損，為減少爐內磨損，提高機組的運行可靠性、經濟性，對入爐煤的顆粒度、一、二次風的配比、床溫、床壓的調整控制至關重要。

1 葉縣藍光電廠#1機組簡介

葉縣藍光環保發電有限公司成立于2002年3月12日，是我國知名上市企業—武漢凱迪電力股份有限公司的全資子公司，#1機組是原國家計委批復的135mW循環流化床鍋爐機組國產化示范工程。采用我國自行研制開發的循環流化床潔凈煤燃燒技術，是集煤矸石綜合利用、環保、發電為一體的高科技環保電廠。

1.1 鍋爐主要設計參數

過熱蒸汽最大連續蒸發量（B-MCR）：440t/h；

出口汽壓：13.7MPa；出口溫度：540℃；再熱蒸汽 蒸汽流量：360.8t/h；進口壓力：2.64MPa；出口壓力：2.445MPa；進口溫度：330.2℃；出口溫度：540℃；給水溫度：252.1℃；排煙溫度：135℃；鍋爐效率：（以低位發熱量計）：90%。

1.2 煤種特性

鍋爐主要是燃用平煤集團八礦中煤和八礦煤矸石混燒，混合比例為八礦中煤：八礦煤矸石=2：3。

2 摻燒煤矸石時的燃燒特性

CFB鍋爐的燃燒是在流化狀態下完成的，大量的高溫物料在爐內處于流化沸騰狀態，當燃煤進入爐內后，立即與高溫物料碰撞混合，經過加熱、著火階段、燃盡階段三個過程，將燃煤著火燃燒。在這三個階段，其燃燒配風、床溫、床壓的調整，直接影響鍋爐的燃燒經濟性。在摻燒煤矸石時，因發熱量較低，灰份大，而且在破碎機調整不好時，其煤的顆粒度較大，按原設計要求а=1.2控制氧量，煤很難著火燃燒，機組負荷跟蹤不上。因此，實際運行時燃燒所需要的風量遠遠大于設計風量，在一次風量及氧量的調整控制上，一般都根據床溫及主汽壓力來調整。當增加一定的煤量時，必須增加一定的一、二次風量，風量跟隨煤量變動。一次風量要增加到整個爐內物料及燃煤混合物充分流化，二次風量要增加到爐內物料混合物前后完全穿透、橫向擾動完全，這樣才能滿足煤燃燒所需要的風量。

3 摻燃煤矸石時容易出現的問題

CFB鍋爐冷渣器若設計不好，鍋爐排渣困難，造成床壓高，風機電耗增大，廠用電率高，而且飛灰含碳量及底渣含碳量很高，機組的標準煤耗也很高；因燃用煤質灰分較大，電除塵及輸灰系統維護不好時，很容易造成電除塵各種故障，一系列的問題都將影響整個機組的經濟運行。

藍光電廠在初始摻燒煤矸石時，要求控制入爐煤發熱量在2 700大卡～3 000大卡，但在實際過程中，因采購原煤發熱量不高、配煤經驗不足及煤場與值長協調不當等問題，往往將入爐煤發熱量調整在2 500大卡左右，甚至更低，這就給鍋爐燃燒帶來了很大困難。首先是鍋爐用煤量較大，給煤機故障率較高；渣量大，鍋爐排渣困難，僅僅依靠滾筒冷渣器排渣仍不能解決床壓高的情況，機組負荷被迫下降，只能直接排紅渣，底渣含碳量增加，底渣含碳量增加，造成鍋爐大量的熱損失，鍋爐效率降低；床壓高，為了保證正常流化，增加了風機的電耗；因煤質灰分大，造成飛灰量增加，往往超過了電除塵的設計除塵能力，電除塵故障率較高。因此，摻燒煤矸石時，如果配比失調、鍋爐調整不當，會帶來一系列的聯鎖問題。

經過實踐證明，鍋爐的風量調整、床壓的控制、煤矸石的適當配比是相互關聯相互影響的，在這幾個環節上把握好，機組才能經濟運行。

4 參數調整與優化運行

4.1 氧量的調整

氧量一般通過二次風進行調整的，實際運行時通過一、二次風相互調配共同調整氧量值。正常情況下，因煤矸石的煤種比重較大，進入爐內后一般在密相區內燃燒份額較多，所以，為了保證充分燃燒，爐內的中、下二次風量盡量加大。因為CFB鍋爐爐內是分級燃燒，在稀相區雖燃燒份額少，為了物料混合物完全穿透、橫向擾動完全，上二次風也應增大。經過實踐摸索，在機組負荷70mW～90 mW時，煙道側氧量一般控制在4%～5%為最佳，在90 mW～135 mW時，煙道側氧量一般控制在6%～8%為最佳。在上述負荷段下，如果氧量不能保證，二次風不能滿足時，應盡量增大一次風量。

4.2 床壓的調整

床壓的控制范圍在6kPa～8kPa，床壓過高或過低對鍋爐燃燒均有危害。但摻燒煤矸石時，床壓應控制在7kPa～10kPa，因若床壓過低時，其爐內的物料稀薄，物料濃度小，而進入爐內的燃煤因其發熱量較低，相應的其進入煤量較多，其煤的濃度較大，物料與燃煤混合不好，容易造成流化不好，燃燒不良，鍋爐容易結焦；反之，若床壓過高時，不僅造成了流化不良，還會增加相應的一次風量來滿足爐內物料流化，風機電耗增加。而且爐內的物料濃度過大，掩蓋了燃煤的燃燒，將使燃燒不充分，主汽壓力下降。而且若床壓過高時，在遇上冷渣器故障或排渣口堵塞時，床壓會迅速增高，威脅機組安全經濟運行。

4.3 配煤的調整

煤矸石的發熱量一般在1 500大卡～1 800大卡左右，有的甚至更低。原煤的發熱量一般在4 500大卡左右，具體根據入場煤的煤質化驗分析結果。在配比煤矸石時，要綜合考慮，否則，如果發熱量過低，則鍋爐燃燒很困難，會帶來一系列的問題，發熱量高于3 000大卡時，機組達不到資源綜合利用的條件，因此，控制入爐煤發熱量盡量在2 700大卡～3 000大卡之間為最佳。具體操作是根據輸煤系統的兩個筒倉下的環式給煤機進行調整，正常情況下，機組帶滿負荷時，如果發熱量在2 900大卡左右時，鍋爐用煤量應在120t左右，運行當中如發現用煤量增大或減少，應及時的調整原煤與煤矸石的配煤比例，最終將入爐煤的發熱量控制在2 700大卡～3 000大卡之間。

4.4 加強對冷渣器與輸渣系統的維護，減少排高溫紅渣

對鍋爐的4個冷渣器與輸渣系統加強維護與保養，其檢修工作盡量安排在夜間低負荷時的情況下進行，以保證其它的冷渣器能夠滿足排渣的需要，盡量避免直接排紅渣，以避免造成大量的熱量損失及煤耗增加。

5 取得成就

經過精心調整，優化運行方式，藍光電廠各種經濟指標大幅度提高。首先，飛灰含碳量大幅度降低，飛灰含碳量由原來的8%下降到2%；通過對床壓適當的控制及輸渣系統的合理維護，并且在低負荷時，分別停止一臺一次風機、二次風機、吸風機的運行，廠用電率在原來的基礎上也大大降低；因減少了直接排紅渣，底渣含碳量也大為降低，由原來的3%降為1.8%，機組的煤耗大大降低。經過實踐摸索，在經濟調整、優化運行上取得寶貴經驗，連續兩年在全國135mW循環流化床機組評選中，取得全國電力行業CFB機組第二名好成績。并順利通過國家發改委綜合利用電廠的驗收。

6 結論

通過合理的摻配煤矸石量及精心的調整，CFB鍋爐的運行與同等容量的煤粉爐相比，它具有獨特的優勢：不僅緩解了企業在當前煤炭市場緊張局勢下的壓力，而且積極響應了國家的政策，實現了綜合利用、節能環保。

[1]黨梨軍.循環流化床鍋爐的啟動與安全運行.