循環(huán)流化床鍋爐在常興煤礦的適用性綜合評述

摘要 循環(huán)流化床鍋爐是具備高效潔凈燃燒技術的鍋爐，在實際工業(yè)應用中彰顯出十分明顯的優(yōu)勢，是礦區(qū)未來發(fā)展的一大趨勢。由于循環(huán)流化床鍋爐本身的應用不但受到礦區(qū)自然環(huán)境因素的影響，而且與場地供熱方案及設備息息相關，如何確定循環(huán)流化床鍋爐的實際適用性成為當前面臨的主要任務。本文以常興煤礦為試驗點，結合礦區(qū)實地的自然環(huán)境因素和場地供熱設備，具體分析并總結了循環(huán)流化床鍋爐實際應用方案在常興煤礦的適用性。

關鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐 適用性 優(yōu)勢

中圖分類號： TK22 文獻標識碼：A

Comprehensive Review on Applicability of Circulating

Fluidized Bed Boiler in Changxing Mine

WANG Juan

(Beijing Huayu Engineering Co.， Ltd.， Coal Science and Industry Group， Beijing 100120)

AbstractThe circulating fluidized bed boiler is an effective clean combustion technology which has a very obvious advantage in the actual industrial applications，and is a big trend in the futural boiler development area.As the circulating fluidized bed boiler applications are affected by the natural environment of the miming area and has a tight relationship with the heating scheme and equipment，how to determine the applicability has currently become the main task. This paper takes Changxing mine as the test point andanalyses the applicability of the circulating fluidized bed boiler used in Changxing mine from natural environmental and heating equipmental aspects.

Key wordscirculating fluidized bed boiler; applicability; advantage

1 常興煤礦供熱概況

山西潞安集團蒲縣常興煤業(yè)有限公司常興煤礦兼并重組整合項目，為資源整合礦井。位于普賢縣城東北直線距離50km處的馬武村一帶。常興煤礦設計生產能力為0.90Mt/a。整合前的基礎設施均無法再次利用，需重新建設新的鍋爐房。

工業(yè)場地采用鍋爐房集中供熱，冬季總熱負荷為16111kW，夏季總負荷為3000kW；選取3臺7.0MW的熱水鍋爐，單臺供熱量為7000kW，總供熱量為21000kW。采暖期運行3臺鍋爐，為礦井及選煤廠建筑物采暖、浴室換熱、井筒防凍等供熱；非采暖期運行1臺，為浴室換熱與洗衣房提供熱源。本設計所選風機均變頻調速，夏季可根據供熱量變化自行調整，節(jié)約能源。

2 工業(yè)場地供熱設備

2.1 鍋爐房設備選型依據

本礦生產的原煤為中硫、高發(fā)熱量的焦煤，經濟利用價值較高，開采后全部進入選煤廠，不適宜用作鍋爐房燃用煤。出于節(jié)能性考慮，在盡量少外購煤的情況下，鍋爐房應充分利用選煤廠洗剩的中煤作為燃料。中煤的煤質工業(yè)分析如下：灰分（Ad）：59.64%；揮發(fā)分（Vdaf）：36.07%；全硫（St.d）：0.50%；發(fā)熱量(Qgr.d）：2000kcal/kg，粒度為40mm以下。煤種為中硫、高灰、低發(fā)熱量的混合重介中煤。中煤的發(fā)熱量較低，作為鍋爐房燃用煤，必須混合一些外購煤用作鍋爐房燃料。

2.2 鍋爐房爐型的選擇

由于本礦的原煤焦結性很強，即便是洗選下來的中煤，我們也不能保證其結焦率很低，所以本礦不適宜選用常規(guī)礦井使用較普遍的鏈條鍋爐。本文著重分析新型高效煤粉鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐對常興煤礦的適用性比較。

新型高效煤粉鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐均是具備高效潔凈燃燒技術的鍋爐。本文從新型高效煤粉鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐在投資成本、燃料制備等方面對兩種鍋爐進行分析比較。

2.2.1 成本分析

以7MW（10T/h）新型高效煤粉鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐為例，新型高效煤粉鍋爐相對循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率及熱效率稍高一些，但其制粉系統(tǒng)、尾部煙氣處理復雜，設備初投資成本要高出很多。每臺新型煤粉鍋爐的造價大概是循環(huán)流化床鍋爐的2.5~3倍。

新型煤粉鍋爐對煤粉的煤質要求相對嚴格很多，要求燃燒用煤的低位發(fā)熱量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，本礦選煤廠洗選下來的中煤遠遠不能夠滿足燃燒要求，必須外購低位發(fā)熱量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右的煤粉，這對于本就是煤炭生產者的常興煤礦來說，無疑是增加了額外的一筆燃料投資成本。

循環(huán)流化床鍋爐燃用煤只需保證發(fā)熱量＞3000kcal/kg，在使用本礦生產的中煤的基礎上，外購一些貧煤混合后作為鍋爐房的燃用煤，即可滿足燃燒要求。

如表1所示，盡管新型煤粉鍋爐比循環(huán)流化床鍋爐更節(jié)省燃料，但其燃料發(fā)熱值要求高，相應煤價也要高很多，對于普通用戶來說，燃料消耗成本二者均衡。但是對于常興煤礦來說，使用循環(huán)流化床鍋爐的燃料成本遠遠低于新型高效煤粉鍋爐。綜合比較前期投資成本及后期燃料成本，選取循環(huán)流化床高溫熱水鍋爐比較因地制宜。

表17MW（10T/h）循環(huán)流化床鍋爐與新型煤粉工業(yè)鍋爐相比的節(jié)煤量

2.2.2 燃料制備

新型高效煤粉鍋爐對燃料的要求比較高，一般要求煤粉的低位發(fā)熱量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，水份≤5%， 灰份≤25% ，硫分≤5%，揮發(fā)份≥25%。煤粉粒度在200目以下。循環(huán)流化床鍋爐對燃料的適應性就比較廣。粒度要求0-13mm（0~2 mm≤20％），且燃煤的水分、灰分、揮發(fā)分等條件對燃燒影響均不大。如煙煤、貧煤、無煙煤甚至煤矸石都可以作為循環(huán)流化床鍋爐的燃料。

對于燃料制備系統(tǒng)，二者最大的區(qū)別是成品煤的粒度大小之別。新型煤粉鍋爐燃煤的粒徑要遠遠細于循環(huán)流化床鍋爐。相應的制粉工藝也要復雜很多。

新型煤粉鍋爐分為爐前制粉式和集中供粉式兩種工藝。爐前制粉式即在爐前增設了制粉系統(tǒng)，而且制粉系統(tǒng)所占場地與鍋爐房占地差不多，盡管省去了堆煤場地，但是卻增加了制粉場地。對于場地非常局限的常興煤礦，爐前制粉式煤粉鍋爐在節(jié)省場地方面并不比循環(huán)流化床鍋爐占優(yōu)勢。而集中供粉式煤粉鍋爐，就是由煤粉罐車定時按量配送鍋爐房所需煤粉，省去了堆煤場地，但是常興煤礦地處山區(qū)，遇到雨雪等惡劣天氣時，交通受阻就會影響鍋爐房煤粉的正常供給，從而影響鍋爐房運行。而循環(huán)流化床鍋爐就避免了以上矛盾的發(fā)生。對于自產煤炭的常興煤礦工業(yè)場地來說，應著重考慮循環(huán)流化床鍋爐。

綜上所述，常興煤礦工業(yè)場地選用3臺SHXF7.0-1.0/115/70-P的循環(huán)流化床熱水鍋爐，熱媒溫度為110/70℃。

2.3 鍋爐房工藝方案簡述

鍋爐房上煤在經過除鐵器后進入爐前煤倉，采用斗式提升機聯(lián)合上煤。除渣采用水冷卻式滾筒冷渣機冷卻后，落入渣溝，由水流沖至灰渣池，晾曬后再由龍門抓斗機抓入汽車拉走。

由于鍋爐燃料的灰分含量較高，為了達到大氣排放環(huán)保要求，鍋爐煙氣除塵采用二級除塵，以提高除塵效率。一級除塵采用布袋除塵器，除塵效率能達95%~99%；二級除塵采用文丘里管麻石水膜除塵器，除塵效率能達到90%~98%，兩級除塵器的總除塵效率為99.95%，即可滿足環(huán)保排放標準要求。為了節(jié)能節(jié)水，灰水分離器所用灰水為循環(huán)利用。脫硫效率為60%，即可滿足大氣環(huán)保排放要求。

鍋爐房循環(huán)水泵設置4臺，采暖期3用1備，采用變頻調速補水設備進行定壓，補水泵為2臺，1用1備。循環(huán)水系統(tǒng)補水要求軟化、除氧，軟化采用全自動軟水器，除氧采用常溫過濾式除氧器，設一個軟化水箱和一個除氧水箱。另設一臺除氧水泵，從而避免除氧壓力不足造成除氧不徹底的現象。