提高循环流化床锅炉煤矸石燃烧效率的实践.pdf

煤炭加工与综合利用
COAL PROCESSING COMPREHENSIVE UTILIZATION
提高循环流化床锅炉矸石燃姥率的实践
郑玉华,杨松川,王东亚,郭祥义
(枣庄矿业集团蒋庄煤矸石热电有限责任公司,山东滕州277519)
摘要:针对燃烧煤矸石的循环流化床锅炉出现炉渣含碳量过高、床层料位和炉膛差压调
节困难、除氧器压力过高、床层温度不稳、水冷壁磨损严重等问题,采取改变入炉燃料的粒度
组成、配烧热值较高的牒泥、调整风温、控制返料风压、水冷壁防磨等有效措施后,媒矸石燃
烧效率显著提高。
关键词:煤矸石;循环流化床;燃烧效率;改进;应用
中图分类号:TK229.6文献标识码:A文章编号:1005-8397(2013)03-0074-03
由于煤炭资源日趋紧缺,煤矸石已被广泛应风的流化和二次风的穿透作用;因此,导致炉渣
用于循环流化床锅炉燃烧发电,极大程度地避免
會碳量过高。
了资源的浪费,减轻了环境污染。但是在循环流1.2床层料位和炉膛差压调节困难
化床燃用煤矸石的过程中,还存在着炉渣含磯量
由于煤矸石灰分较高、发热量较低,因此很
过高、床层料位和炉膛差压调节困难、炉渣冷却难燃尽。为获得足够的热量,势必造成床层料位
影响除氧器正常工作、床层温度不稳、水冷壁磨加大,一次风的压头也必须相应提高,这样扬析
损严重等问题。
起来的物料量就会显著增加,参与外循环的物料
蒋庄煤矸石热电有限责任公司隶属于山东能
量也明显增加,直接导致炉膛差压大幅提高,经
源枣庄矿业集团,配备75レh次高温、次高压循常超过返料系统原有的自动调节范围,致使物料
环流化床锅炉两台。经过多次工艺改造和调整,
堆积在返料系统内部,返料不畅。
在循环流化床锅炉燃用煤矸石方面获得了较为成
炉渣的冷却影响除氧器正常工作
熟的现场经验,有效克服了煤矸石燃烧时的诸多
很多电厂均采用水冷滚筒式冷渣器,冷渣器
弊端,对于燃用煤矸石的循环流化床锅炉具有很的冷却水来自于低压加热器的锅炉给水,在冷渣
好的借鉴意义。
器内吸收热量后进人除氧器除氧。但是燃烧大量
循环流化床锅炉燃烧煤矸石常见问题
的矸石造成排渣量加大,因此需要冷却的灰渣量
加大,导致更多的热量被带入除氧器,使除氧器
1.1炉渣含碳量过高
的压力急刷增加,甚至超过除氧器的极限压力,
由于煤矸石破碎困难,发热量较低,特别是存在着很大的安全隐患。
挥发分等易燃组分更低;同时由于煤矸石刚进入
1.4床层温度不稳
炉膛床层时,其中组分较高的灰分就会吸收大量
当煤矸石进入炉膛后,由于点燃时间相对较
的热量,阻碍然料本身的燃烧;加之以煤矸石为长,会造成直接落煤位置的温度相对较低,而周
主要燃料时,为获得足够的热量传递给水冷壁中围温度相对较高,形成温度参差不齐,影响运行
汽水混合物,势必造成床层料位加大,在很大程人员的判断和操作。同时由于存在温度差异,造
度上增加了炉膛密相区的物料浓度,降低了一次成烟气在不同温度下形成不同的流化速度,进一
步加剧了床温的不均匀性,表观反映为床温波
收稿日期:2013
作者筒介:郑玉华(1982-),女,山东荣成人,2006年毕
动、不稳。
l业于山东科技大学热能与动力工程专业,工学学士,蒋庄媒矸石
1.5水冷壁磨损严重
热电有限责任公司助理工程师,电话:0632-406741。
由于燃烧矸石造成料位增加,炉膛密相区的
2013年第3期
郑玉华,等:提高循环流化床锅炉煤矸石燃烧效的实践
浓度增加,一次风和二次风相应增加,引风机也
2.4调整返料风压
需要相应提高压头和风量,造成烟气的流速明显
由于煤矸石灰分较高,大量扬析起来的物料
提高。在高浓度和高速度的作用下,与燃料直接会形成较大的炉膛差压,很容易造成返料系统故
接触的水冷壁,特别是在浇注料与水冷壁的过渡障。在实际操作过程中,可以适当增加返料阀松
位置,被加速磨损,増加了锅炉爆管的几率。
动区的风压,增加旋风筒内部的反窜能力,使部
分原本要分离下来的物料随烟气在引风机负压的
2改进措施
作用下经中心筒进人锅炉尾部烟道,从而将炉膛
2.]改变入炉燃料的粒度分布
差压控制在可调节的范围内。
为增加煤矸石的燃尽度,降低炉渣含碳量,
2.5水冷壁防磨
在实际操作中,进一步修改规程,改变入炉煤的
为减弱水冷壁的磨损,对水冷壁与浇注料过
粒度分布情况,由原来的小于13m改为小于
渡位置的让弯管结构进行改造。传统的水冷壁让
10mm,细化颗粒粒径,増加燃料与02的结合面
弯管结构如图1(b)所示。该结构对于防止贴壁
积,促进煤矸石完全燃烧。同时减小颗粒粒径能
灰对水冷壁的磨损有一定效果,但是由于存在浇
够使一次风和二次风更容易穿透料层,从而在保
注料凸出台,还是会产生蛄壁灰渴涡流,造成对水
证正常燃烧的情况下适当降低一次风和二次风的
冷壁的磨损。改造后的让弯管采用三弯头加直段
压头和风量。引风机的压头也有所降低,因而扬
型式,如图1(a)所示。将浇注料的内表面放在
析起来的物料量相应减少,炉膛密相区的物料浓
水冷壁中心线的外側,大部分贴壁灰沿与浇注料
度相应降低,参与外循环的物料量明显减少,烟
垂直的内表面流动,不会在浇注料末端产生涡
气的流通速度也会明显降低。这样既提高了煤矸
流,从而避免了对水冷壁的磨损。
石的燃烧效率,又降低了循环流化床锅炉调节炉
改进后让弯管形式
传统让弯管形式
膛差压和料层差压的难度,同时有效缓解了高速
度、高浓度物料对水冷壁的磨损,并可有效缓解
灰流、
除氧器压力过高的问题。
2.2配烧热值较高的煤泥
灰流降
在燃烧煤矸石的同时,特别是煤矸石作为主
要燃料时,配烧少量发热量相对较高,点燃速度
相对较快的煤泥,既能保证大量的煤矸石得到综
合利用,又能保证相对均匀、稳定的床层温度,
图1改造前后让弯管形式
使燃烧区域平稳,方便现场调节,提高燃烧效
在改造让弯管结构的同时,可以考虑对水冷
率,同样也能缓解除氧器压力过高的问题。
麾特别是密相区域的水冷壁进行喷涂处理,以最
2.3调整风温
大限度地延长水冷壁使用寿命,増蝨循环流化床
为了缓解除氧器压力过高的问题,可以在停锅炉的连续运行能力。
炉檢修时将空气预热器的部分管路(分布要均匀)
改造后的应用效果
封堵,减弱该部位对于一次风和二次风的传热强
度,适当降低进入炉膛的风温,使炉膛内更多的
通过采取一系列改造措施,循环流化床锅炉
热量被烟气携带,减少了炉渣带入冷渣器的热
在以煤矸石为主要燃料的燃烧过程中,达到了安
量,从而降低了进人除氧器的热量,使除氧器达全平稳运行,在控制炉渣含碳量、调节料层和炉
到稳定运行状态。同时这样操作也能保证在适当膛差压、稳定床温、改善除氧器运行工况、减弱
降低一、二次风的情況下,将床温维持在一个较水冷壁磨损等方面均取得了显著效果,改造前后
低的水平稳定燃烧,可有效抑制SO2、NOx的产
锅炉运行情况对比见表
生,经济效益和社会效益显著。
从表1可看出: