循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥技術(shù)研究

胡光濤

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0146-01

摘 要：以江蘇徐礦2×330 MW循環(huán)流化床鍋爐為研究對(duì)象，介紹了2套已投運(yùn)摻燒煤泥系統(tǒng)的基本情況。通過相關(guān)對(duì)比、分析，得出能有效解決摻配煤泥時(shí)堵塞、滯留的問題，可以大幅度提高煤泥摻燒比例的方案。這個(gè)方案效果顯著，在保證循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥的安全性、經(jīng)濟(jì)性方面有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；煤泥；摻燒比例；全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TK229.6+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.146

1 設(shè)備概況

江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司2×330 MW機(jī)組DG -1065/17.5-541/541-Ⅱ19型CFB鍋爐采用自然循環(huán)、單汽包、單爐膛、一次中間再熱和平衡通風(fēng)設(shè)計(jì)。爐膛內(nèi)部采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，前上部沿寬度方向分別布置12片屏式過熱器和6片屏式再熱器，后墻布置2片水冷蒸發(fā)屏；爐膛底部是水冷壁管彎制的水冷風(fēng)室，爐膛后墻下部布置有6臺(tái)滾筒式冷渣器，它是由中間隔墻將尾部煙道分為2個(gè)部分，煙道靠近爐側(cè)布置有3組低溫再熱器，另一側(cè)從上到下布置有2組高溫過熱器、2組低溫過熱器，前后煙道向下合成一個(gè)，依次布置2組螺旋鰭片管式省煤器、煙氣擋板和1個(gè)四回程空氣預(yù)熱器；爐膛與尾部煙道之間還布置有3臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器，每臺(tái)分離器下部分別布置1臺(tái)非機(jī)械型雙路J閥回料裝置。

2 煤泥摻燒方式

我公司的煤泥主要來自徐礦集團(tuán)各煤礦洗煤廠洗煤，含水量在（30±3）%，比例為1.15 t/m3，粒徑小于等于0.3 mm，它主要通過以下2種方式進(jìn)入爐膛內(nèi)。

2.1 煤泥從爐頂雙點(diǎn)給料燃燒

外來煤泥通過輸送裝置，經(jīng)爐膛頂部兩側(cè)的2個(gè)煤泥加入口送入爐內(nèi)。我公司煤泥輸送裝置設(shè)備采用1爐2倉2泵1管，由1個(gè)板式分配器切換備用系統(tǒng)，由1只電動(dòng)旋轉(zhuǎn)式分流器分流，主要工藝流程為：裝載機(jī)→強(qiáng)力攪拌倉→振動(dòng)篩→柱石刮板機(jī)→攪拌緩沖倉→預(yù)壓螺旋→煤泥泵→爐頂。

這種給料方式采用結(jié)團(tuán)燃燒的原理，煤泥經(jīng)輸送系統(tǒng)送入鍋爐的頂部，從爐膛頂部呈團(tuán)狀下落，在送入爐膛后，煤泥團(tuán)表面水分先蒸發(fā)，外表形成硬殼。在進(jìn)一步下落的過程中，煤泥團(tuán)內(nèi)部水分汽化，產(chǎn)生熱爆，進(jìn)而形成更小的煤泥團(tuán)，依次循環(huán)。當(dāng)下落到一定高度時(shí)，煤泥團(tuán)全部爆裂燃燒。

2.2 煤泥摻燒原煤或煤矸石入爐燃燒

我公司給煤經(jīng)兩級(jí)破碎機(jī)破碎合格后由輸煤皮帶輸送到煤倉，由16臺(tái)稱重式給煤機(jī)送入爐膛，煤倉各2個(gè)煤斗，供2臺(tái)給煤機(jī)下煤。原煤或煤矸石摻入煤泥后粒度變細(xì)，含水量增加，黏度增大，使得煤顆粒之間、煤與煤倉壁之間的摩擦力增大，且上部煤由于自身重力的原因，使含水分較多的煤擠壓成團(tuán)，造成煤倉棚煤、滯煤，給煤機(jī)斷煤，落煤管堵煤。這不僅使得煤泥摻燒比例有限，而且嚴(yán)重影響了鍋爐安全運(yùn)行。針對(duì)此情況，公司曾采取在原煤斗四周和下部加裝空氣炮、振打器等補(bǔ)救措施，效果不是很理想。這樣做，雖然在一定程度上緩解了堵煤、斷煤的情況，但并沒有從根本上解決問題。為了保證給煤系統(tǒng)的暢通，公司進(jìn)行多方面的專項(xiàng)調(diào)研，同時(shí)，結(jié)合煤種、煤質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)，對(duì)煤倉進(jìn)行中心給料機(jī)改造。中心給料機(jī)的給煤量在額定范圍內(nèi)可以通過變頻調(diào)速對(duì)給煤進(jìn)行無極連續(xù)調(diào)節(jié)，以充分保證給煤量的均勻性和穩(wěn)定性。

3 煤泥摻燒效果分析

在煤泥泵輸送系統(tǒng)中，由于煤泥屬于含水率比較高的黏稠狀物質(zhì)，長期存放容易導(dǎo)致煤質(zhì)顆粒下沉，水分從煤泥中析出，形成固、液分層，且煤泥的密度大，黏度高，輸送過程的阻力也比較大，導(dǎo)致煤泥無法進(jìn)入下一級(jí)設(shè)備。同時(shí)，煤泥中含有大量的雜質(zhì)，容易導(dǎo)致輸送設(shè)備被堵塞，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。由于該系統(tǒng)燃料是直接從爐膛頂部給入的，煤泥給入點(diǎn)距離爐膛的煙氣出口太近，當(dāng)燃料進(jìn)入爐膛后，從煤泥上脫落的碎屑將隨著煙氣直接進(jìn)入旋風(fēng)分離器。另外，在燃料熱爆過程中，有大量的煤泥碎屑會(huì)隨著煙氣上升。由于煤泥本身粒徑比較小，在爐膛內(nèi)的一次停留時(shí)間不足，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒效率偏低，煙氣中的飛灰含碳量升高，排放的灰渣很難被綜合利用。

采用原煤或煤矸石摻燒煤泥的燃燒方案，其輸送流程是：來煤通過原煤倉→中心給料機(jī)→給煤機(jī)，直接將其送至給煤口入爐，燃料很快在爐膛內(nèi)被加熱、燃燒。由于燃料從爐膛下部給入，所以，燃料在爐膛內(nèi)的一次停留時(shí)間足夠長，鍋爐燃燒效率高，且摻燒比例不受影響。隨著煤泥的產(chǎn)出量逐漸增高，煤泥摻燒比例也逐漸增高，單臺(tái)機(jī)組摻燒從每小時(shí)幾噸、十幾噸已達(dá)到了幾十噸。我公司在300 MW等級(jí)機(jī)組中最大摻燒比例已經(jīng)達(dá)到60%以上。在完成中心給料機(jī)的改造后，鍋爐在額定工況下均能保持較高的床溫和燃燒效率，且床壓波動(dòng)比較小，鍋爐運(yùn)行平穩(wěn)。

4 結(jié)論

煤泥的摻燒對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐降低發(fā)電成本、減少受熱面的磨損、延長運(yùn)行周期大有益處。我公司在國內(nèi)大中型循環(huán)流化床鍋爐摻燒煤泥經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行分析、總結(jié)，選用煤泥從爐膛下部入爐燃燒的方式。在設(shè)計(jì)和改造原煤倉時(shí)，通過中心給料機(jī)旋轉(zhuǎn)均勻給煤，不僅能保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，還能降低運(yùn)營成本，解決煤泥排放對(duì)環(huán)境的污染，能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。該方案具有占地面積小、建筑成本低、維護(hù)費(fèi)用少、節(jié)能降耗等優(yōu)勢(shì)，有良好的應(yīng)用前景，值得推廣。

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〔編輯：白潔〕