发电厂循环流化床锅炉煤泥掺烧技术研究

发电厂循环流化床锅炉煤泥掺烧技术研究

李海涛

国家电投北票发电有限公司 辽宁省北票市 1221 00

摘要： 煤泥是煤矿经洗选工序之后所排出的固体废弃物,具有含水量高、粒度细以及粘度大等物理特性,遇到下雨或大风天气容易流失飞扬,不仅对环境造成较大破坏,同时也浪费了其中蕴含的煤矿资源.随着流化床燃烧技术突飞猛进的发展,越来越多的企业和科研机构开始研究煤泥掺烧的可行性,例如四川永荣矿务局完成了20t/h循环流化床锅炉煤泥掺烧发电的工业试验,并取得了良好的成绩.本文以75t/h炉顶给料及260t/h煤泥掺入洗混煤燃烧方式的循环流化床锅炉作为研究对象,旨在摸索总结出一套煤泥掺烧的工艺数据,在保证锅炉运行参数的前提下,提升燃煤利用率,降低其对环境的污染.

关键词：煤泥；循环流化床；给料机；掺烧；降低

0引言

煤泥是可以利用的低热值燃料，可以直接成浆或干燥后加以利用，按照用途主要分为直接燃烧发电，配制煤，水煤浆，井蒸汽干燥法的工艺流程是下充填、做建筑掺合料、制造化工产品、颗粒活性炭等。作为一项实际要求较高的实践性工作，循环流化床锅炉煤泥掺烧的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对循环流化床锅炉煤泥掺烧技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

1工程概况

某公司总装机容量为2×145MW循环流化床机组，锅炉采用东方锅炉厂生产的DG480/13.73-Ⅱ2型超高压、单汽包自然循环、一次中间再热、高温汽冷式分离器、平衡通风、前墙给煤、紧身封闭布置循环流化床锅炉。本项目建设一套可供两台机组互相切换的煤泥掺烧系统，布置位置：本期煤泥泵房及煤泥棚位置在某公司储煤场#3皮带西侧，煤水沉淀池旁的空地。

2煤泥掺烧效果分析

煤泥泵输送系统中，由于煤泥属于含水率比较高的黏稠状物质，长期存放容易导致煤质颗粒下沉，水分从煤泥中析出，形成固、液分层，且煤泥的密度大，黏度高，输送过程的阻力也比较大，导致煤泥无法进入下一级设备。同时，煤泥中含有大量的杂质，容易导致输送设备被堵塞，严重时可能会导致设备损坏，导致煤泥系统设备故障率高。由于该系统燃料是直接从炉膛顶部给入的，煤泥给入点距离炉膛的烟气出口太近，当燃料进入炉膛后，从煤泥上脱落的碎屑将随着烟气直接进入旋风分离器。另外，在燃料热爆过程中，有大量的煤泥碎屑会随着烟气上升。由于煤泥本身粒径比较小，在炉膛内的一次停留时间不足，就会导致锅炉燃烧效率偏低，烟气中的飞灰含碳量升高，排放的灰渣很难被综合利用。煤泥的掺烧对于循环流化床锅炉降低发电成本、减少受热面的磨损、延长运行周期大有益处。在国内大中型循环流化床锅炉掺烧煤泥经验的基础上，根据自身实际情况进行分析、总结，合理的煤泥掺烧不仅能保证锅炉运行的稳定性，还能降低运营成本，解决煤泥排放对环境的污染，能取得良好的经济效益和环境效益。

3.掺烧煤泥后对锅炉的运行调整方式

对于我厂锅炉而言，在燃运设计煤种的前提下，锅炉截面风速是固定的，由于煤泥的煤质较为特殊，掺烧煤泥后会导致烟气总量增加，有可能引发受热面磨损增大等问题，因此掺烧煤泥量较大时，应该特别注意磨损问题。

流化床锅炉掺烧的煤泥含有约30%的水分，这些水分的加热蒸发需要从炉膛带走一部分热量，这一变化将直接影响到锅炉的稳定运行，在运行中可通过调节改变一二次风率、炉内床料量和循环物料量来改变炉内的物料浓度分布，从而改变炉膛的换热特行；改变上下二次风的比例来调节床温，根据燃料的变化调节过量空气系数。

随着煤泥掺烧比例的增加，床温会有所下降，运行中应密切监视床温，床温变化较大时，除调节给煤量和煤泥量时，同时还要通过调节一二次风量保持床温稳定，这对提高燃烧效率、降低氮氧化物和二氧化硫排放均有一定的益处。由于随着煤泥掺烧比例的增加锅炉排烟温度明显升高，从而使锅炉热效率降低，因此为了降低锅炉排烟热损失，运行中应适当加强吹灰频次。

掺烧煤泥后会影响床内物料的聚集，随着煤泥掺烧比例的增加有可能引起炉内床压的下降，当床压降低时应该适当减小煤泥的掺烧量，否则会使床压更低燃烧不稳定，同时影响锅炉的带负荷能力。由于随着煤泥掺烧比例的增加使炉膛中部压差增大，可能引起密相区与稀相区之间的磨损增大，因此应定期检查，加强对易磨损部位的监测和记录。

由于煤泥的颗粒较细，在燃烧过程中很容易被带出炉膛，因此锅炉运行调整中应保持锅炉较低的炉膛负压，若炉膛负压过大，尾部烟气温度上升很快，说明大量煤泥颗粒进入尾部烟道，此时应立即减少煤泥掺烧量，减小二次风量保持较低的炉膛负压，降低烟气流速。当出现床温大幅度下降时，应立即停止煤泥泵运行，带床温继续升高稳定后再尝试投运，以防止堆积煤泥量过大而导致煤泥爆燃，床层流化不良结焦，影响锅炉的稳定运行。

4、循环流化床锅炉的工作原理

经过洗选、破碎、筛分之后的细颗粒煤燃料由螺旋给料机输送至炉膛之中，而煤泥燃料则从炉顶或者炉中进入，从而形成固定床层。炉膛空气由鼓风风机经布风板后进入炉膛之中，并作用于固定床层，将床层燃料向上吹起，由于料层阻力及燃料自身重力的影响，燃料颗粒被吹至一定高度时，又会出现下落现象。当空气速率大于临界风速之后，床层物料便进入流化状态，由于运动速率加剧，床层内大量的细小颗粒会迅速聚集成粒子团，随着粒子团的不断增长，粒子团趋于炉膛边壁运动，而边壁逆着气流引带着大团粒子朝下运动，这使得粒子团与上升气流间形成了较大的相对速度，粒子团被气流重新打散，并随着上升气流来到炉膛中间，上升过程中再次形成粒子团偏向炉膛内部，从而形成团聚、下沉、打散、上升的内循环过程。燃烧过后的气相随风道进入旋风分离器之中进行气固分离，分离出来的固体颗粒经过返料管道再次回到炉膛进行燃烧利用，进而形成外循环，在整个循环过程中，燃料在炉膛与空气充分接触，完全燃烧，整个炉膛温度十分稳定，极大地提高了锅炉的燃烧效率。

5结束语

煤炭市场风云变幻，由于体制、价格、资源等因素所引发的煤电之争已成为中国能源发展的热点问题，煤价的频繁上涨和电价的调整滞后造成发电企业刚性成本增加，造成火电企业亏损严重，煤炭价格是火电企业成本的主要因素，本论文再充分研究当前电厂运行经济形势下，对郭家湾电厂开展的煤泥掺烧进行了深入研究，综上所述，加强对循环流化床锅炉煤泥掺烧技术的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的循环流化床锅炉煤泥掺过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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