循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的技術(shù)應(yīng)用與分析

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的技術(shù)應(yīng)用與分析

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

介紹了中海油華鶴公司3臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐在設(shè)計(jì)、建設(shè)過(guò)程中，燃燒劣質(zhì)煤燃料的技術(shù)應(yīng)用，并從設(shè)計(jì)、運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析，總結(jié)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和不足，并對(duì)以后運(yùn)行中問(wèn)題提出技術(shù)建議。

流化床鍋爐；劣質(zhì)煤；建議

中海石油華鶴煤化有限公司自建3臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，由天辰設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)和上海鍋爐廠制造。鍋爐采用水冷旋風(fēng)分離器、高溫高壓自然循環(huán)的形式。整套裝置在建造的過(guò)程中，由于煤炭市場(chǎng)和價(jià)格的變化，導(dǎo)致鍋爐燃燒的原設(shè)計(jì)煤種產(chǎn)量減少，而且煤炭的價(jià)格持續(xù)走高，運(yùn)行的成本將大幅度提高。公司經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院、制造廠家進(jìn)行技術(shù)交底，決定對(duì)3臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造和創(chuàng)新，將原設(shè)計(jì)燃燒煤種改成燃燒劣質(zhì)煤，并從環(huán)保、運(yùn)行、設(shè)備參數(shù)方面對(duì)鍋爐進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到燃煤劣質(zhì)煤的條件。

1 劣質(zhì)與設(shè)計(jì)煤種的參數(shù)比較

從表1可以比較出，劣質(zhì)煤和原設(shè)計(jì)煤種有較大的變化，特別是揮發(fā)分、熱值和灰分方面。揮發(fā)分提高了51.99%，熱值降低了13.99%，灰分提高了54.99%，劣質(zhì)煤的各項(xiàng)參數(shù)均存在大幅度變化。

表1 煤種比較

2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的可行性分析

本公司的鍋爐裝置已經(jīng)在建造中，燃燒煤種發(fā)生如此大變化，勢(shì)必會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行和穩(wěn)定性造成較大影響，因此只能從循環(huán)流化床鍋爐的煤種適應(yīng)性以及設(shè)計(jì)角度對(duì)設(shè)備燃燒劣質(zhì)煤的熱力特性進(jìn)行技術(shù)改造，進(jìn)而驗(yàn)證鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的可行性。校核結(jié)果如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)煤種和燃燒劣質(zhì)煤的熱力特性分析對(duì)比

根據(jù)燃燒劣質(zhì)煤和原設(shè)計(jì)煤種熱力特性對(duì)比表中可以看出，循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐的出力、熱效率、各運(yùn)行參數(shù)均能滿足設(shè)備要求，其中計(jì)算鍋爐的熱效率下降了0.89%，但是鍋爐的煙氣量、風(fēng)量都沒(méi)有太大的變化，而鍋爐的渣量和灰量增加了69%，鍋爐尾氣的含塵量提高了59.9%，因此從各項(xiàng)參數(shù)中可以分析出：鍋爐燃燒劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐有一定的影響，但是滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)行的要求。但煤種的變化會(huì)對(duì)其他設(shè)備也產(chǎn)生影響，因此要對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)改造和變更。

3 鍋爐輔機(jī)燃燒劣質(zhì)煤的設(shè)計(jì)分析

鍋爐燃用低質(zhì)煤后，各項(xiàng)參數(shù)較原設(shè)計(jì)煤種變化較大，煤的熱值降低了13.9%，灰分提高了15.9%，根據(jù)熱力參數(shù)的變化情況，對(duì)主要熱力參數(shù)的變化進(jìn)行分析和總結(jié)：

1）鍋爐的空氣量增加0.49%、并且排煙量增加了1.89%。空氣量和煙氣量的變化直接對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的通風(fēng)平衡有影響，但是空氣量和煙氣量的變化值不大，因此各風(fēng)機(jī)還是能滿足設(shè)備的運(yùn)行，因此循環(huán)流化床鍋爐的主要風(fēng)機(jī)不需要改變?cè)O(shè)計(jì)。

2）燃燒劣質(zhì)煤種時(shí)，鍋爐的飛灰濃度由28.99g/m3（標(biāo)）提高至49g/m3（標(biāo)），與原設(shè)計(jì)值相差還是比較大的，并且飛灰的濃度較原設(shè)計(jì)值增加了59%，因此必須對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，鍋爐除塵器的設(shè)計(jì)變更見表3。

表3 除塵器的設(shè)計(jì)變更

鍋爐的除塵面積增加了將近980 m2，進(jìn)而導(dǎo)致除塵的脈沖吹灰閥和除塵布袋數(shù)量的增加，而且除塵系統(tǒng)占用的面積將增大。最終建設(shè)時(shí)采用：除塵進(jìn)風(fēng)的高度不改變，但是除塵系統(tǒng)由12×159條袋/箱改為12×189條袋/箱，布袋的大小維持原來(lái)的Φ159×6 000mm，最終每個(gè)除塵器增加了280個(gè)布袋，除塵面積增加了1 050 m2，通過(guò)以上的改造，除塵系統(tǒng)滿足鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的要求，除塵效果滿足國(guó)家對(duì)企業(yè)環(huán)保的要求。

3）燃燒劣質(zhì)煤時(shí)，鍋爐的排渣量增加了1.22倍，排渣的負(fù)荷增高，對(duì)排渣器的要求將提高，因此必須對(duì)排渣器的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的變更，變更的數(shù)值見表4，

表4 排渣變更數(shù)據(jù)

由表4可以看出，冷渣器的出力和冷卻水量都有了很大的變化，為了保證鍋爐的正常排渣，必須對(duì)冷渣機(jī)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，冷渣機(jī)的內(nèi)過(guò)渣管道由φ220的管24根，改為φ280的管15，冷渣機(jī)的進(jìn)出口距離由原來(lái)的5 500 mm提高至7 000mm，這樣不僅增加冷渣機(jī)的換熱面積，同時(shí)也增加了出力，經(jīng)過(guò)調(diào)整后，冷渣機(jī)的出力滿足鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的要求。

4）鍋爐燃用劣質(zhì)煤后，導(dǎo)致鍋爐的燃煤量由原來(lái)的26.99t/h提高至32.1t/h，而循環(huán)流化床鍋爐采用了4臺(tái)給煤機(jī)，每臺(tái)給煤機(jī)的出力是14 t/h，因此給煤系統(tǒng)滿足鍋爐燃用劣質(zhì)煤的要求。

其他輔機(jī)設(shè)備如脫硫系統(tǒng)、給水系統(tǒng)都與設(shè)計(jì)院溝通，其設(shè)計(jì)參數(shù)均滿足鍋爐燃用劣質(zhì)煤的要求，設(shè)計(jì)參數(shù)不需要改變。

4 鍋爐燃用劣質(zhì)煤的經(jīng)濟(jì)分析

本地區(qū)的優(yōu)質(zhì)煤價(jià)格為510元/t，而劣質(zhì)煤的價(jià)格為350元/t，差價(jià)為160元/t。燃用劣質(zhì)煤后，需要投入的費(fèi)用為220萬(wàn)元，而一年節(jié)省的燃煤費(fèi)用為4 500萬(wàn)元，因此每年為企業(yè)節(jié)省費(fèi)用為4 280萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

循環(huán)流化床鍋爐燃用劣質(zhì)煤改造是一個(gè)復(fù)雜的工程，施工和設(shè)計(jì)方面均需要作出很大改變，改造難度大，但是通過(guò)主機(jī)和輔機(jī)設(shè)計(jì)值的優(yōu)化和改造，還是能滿足其運(yùn)行。只有在運(yùn)行的調(diào)整、廢物排放的優(yōu)化、提高鍋爐熱效率等方面進(jìn)行深入的探索，才能取得最佳的運(yùn)行效果和較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]陳兵.煙氣脫硫技術(shù)與發(fā)展[J].工業(yè)鍋爐，2002，（3）：66-69.

[2]閆維平，于希寧.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制過(guò)程分析[J].鍋爐技術(shù)，2001，17（4）：35-37.

Application and Analysis of Circulating Fluidized Bed Boiler by Bad Coal

Zhang Rui-shan

Describes the CNOOC Huahe copany 3 circulating fluidized bed boilers in the design，construction，fuel quality coal combustion technology，and analyzed from the design，operation and economic aspects，summarize the problems and deficiencies in the design，and after technical advice running problems.

bad coal；fluidized bed boiler；recommendations

TK229.6

A

1003–6490（2016）04–0014–02

2016–04–15

張瑞山（1985—），男，黑龍江雙鴨山人，助理工程師，主從事熱能動(dòng)力方面的研究工作。