220t／h循环流化床锅炉的经济运行.pdf

NO ． 4， 2 01 0 煤炭加工与综合利用 C O A 1 P R O C E S S I N G＆C O M P R E H E N S I V E U T I L I Z A T I O N 3 7 2 2 0 t ／ h循 环流化床锅 炉的经济运行 吕 春 ，贺胜君 重庆建荣发电有 限责任公司，重庆 荣 昌4 0 2 4 6 5 摘要 从循环流化床锅炉的燃烧效率、灰渣含碳量、煤耗、风机 电耗 等几个主要经济指 标进行分析 ，并依据 重庆建荣公 司现状 ，总结 出提高运行经济性 的调整经验。 关键词 循环流化床锅炉；经济性 ；燃烧效率；运行调整 中图分类号 T K 2 2 9 ． 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 8 3 9 7 2 0 1 0 0 4 0 0 3 7 - 0 4 近几年电力工业的高速发展和环保力度 的逐 步加大 ，特别是洁净发电技术的推广应用 ，使循 环流化床锅炉发电技术 C F B 得到 了较快的发展 和普及。提高大 型循环 流化床 锅炉 运行 的安全 性 、经济性 、环保性和可靠性受到了越来越多的 关注和重视 。目前已投运 的循环流化床锅炉已基 本能保证安全运行 ，连续运行时问不断延长 ，但 在运行经 济性方 面却不 容乐 观，存 在风机 电耗 高 、灰渣 含碳 量高 、煤耗 高 、非 计划 停炉 次数 多 、点火耗油量大等问题 ，因此分析和研究循环 流化床锅炉的运行状 况 ，调整和优 化运行方式 ， 对提高循环流化床锅炉的运行可靠性有着重要的 现实指导意义。 重庆建荣发电有限责任公司 1号锅炉系四川 锅炉厂制造的 C G一 2 2 0 ／ 9 ． 8 2型循环流化床锅炉 ， 锅炉各热力参数基本能达到设计值 ，并能满负荷 稳定运行。在安全运行基础上 ，公 司积极研讨循 环流化床锅炉的运行调整 ，优化运行方式 ，显著 提高了锅 炉 的运行经 济性。本文从 锅炉设 备 改 造 、运行调整等方面进行分析 ，总结提高循环流 化床锅炉经济性 的改造措施 ，为循环流化床锅炉 的安全 、经济运行提供参考 。 1 2 2 0 t ／ h循环流化床锅炉的结构及工作参数 循环流化床锅炉主要由燃烧室 、高温绝热旋 风分离器 、双路 回料阀和尾部对流炯道组成 。燃 收稿 日期 2 0 1 0 4 6 - 0 8 作者简介 吕春 1 9 6 4 一 ，男 ，重 庆永 川人 ，1 9 9 2年 毕 业于重庆大学热能动力专业 ，工学 学士 ，重庆建 荣发 电有限 责任 公 司副总经理 ，锅炉 工程师 。 烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁 ，布风装置采用 水冷布风板和大直径钟罩式风帽 ，燃烧室内设有 屏式水冷屏和屏式过热器 ；燃烧室与尾部对流烟 道之间安装两 台高温绝热旋风分离器 ，其回料腿 下布置了一个 J型回料 阀；尾部对流烟道 内布置 有高温过热器 、低温过热器 、省煤器和空气 预热 器。一 、二次风 由各 自的风机单独供风 ，采用分 级配风 一次风经布风板给入燃烧室 ；二次风由 燃烧室前 后密相 区从 上至下分 1 2个 喷 口给人 ； 煤炭和石灰石人料系统 的密封风均取 自二次风 ， 播煤风来 自热一次风。循环流化床锅炉启动采用 油枪喷油雾化 、高能电子点火的方式 ，点火油枪 共两只 ，雾化喷 嘴直径 2 ． 5 m m，设计单支油枪 最大 出力 6 5 0 k g ／ h ，燃用 0号轻柴油。锅炉主要 工作参数见表 1 。 表 1 锅炉主要工作参数 参 数 数 值 过热蒸汽流量／ t h 过热 蒸汽温度／ 过热蒸汽压力／ M P a 给水温度／ ℃ 床温／ ℃ 燃烧室出 口烟气温度／ ℃ 锅炉效率／ ％ 冷风温度／ ℃ 一 、二次热空气温度／ ℃ 排烟温度／ ℃ 2提高循环流化床锅炉运行经济性的措施 2 ． 1 运 行 管理措 施 在成功保证循环流化床锅 炉的安全运行 后 ， 加∞ ∞∞如 勰 瑚 咖卿∞加 3 8 煤炭加工与综合利用 2 0 1 0年第4期 为提高其运行 经济性 ，公 司成 立 了运行 管理小 组 ，采取以下措施 ，加大管理力度 。 1 组织技术管理和运行人员 ，到其他兄弟 单位学 习交 流 ，研 讨 优 化 运 行 方 案 ，并 组 织 实施 。 2 成立运行攻关小组，针对本公司和其他 单位运行中遇到的异常现象进行分析 ，结合 自身 实际，制定探索优化运行方案。 3 积极参加 C F B协会举办 的循环流化床锅 炉理论和经验交流会 ，吸收、消化经验成果，使 之转化为与本公司机组相适应的技术措施。 4 每年组织锅 炉操作 人员开展运行分析 、 事故 演 习，提 高运 行 人 员 处 理事 故 和 应 变 的 能力。 2 ． 2运 行技 术措 施 在确保循环流化床锅炉能够安全稳定运行前 提下，通过搜集资料、调整优化运行方案 ，使循 环流化床锅炉的燃烧经济性得到大幅提高。 2 ． 2 ． 1 探索最佳床压燃烧措施 床压是反映炉内物料量多少的参数 ，是循环 流化床锅炉燃烧技术 中最重要 的参数之一。在锅 炉运行中，床压随着锅炉的负荷、煤的质量 、煤 的粒度以及风量的调整而变化。在不 同锅炉负荷 下 ，控制床压在合理范围内运行 ，既能保证锅炉 安全运行 ，又能维持合理且稳定的床温 ，还能维 持较高的炉内燃烧效率。床压过高或过低均对燃 烧不利。 1 床压过高时 ，炉内床料量多 ，为保证 良 好的流化性 ，必须增大一次风量 ，较大的风机压 头与较大的一次风量导致电耗过大 ，而较强的一 次风携带灰粒 能力大大加强 ，颗粒大、风速高 ， 使炉内受热面磨损严重 ；炉内床料浓度 大时 ，二 次风机压头也要增加 ，二次风机电耗加大 ；而且 由于二次风的穿透能力弱 ，稀相 区煤粒与氧 的混 合效果差，燃烧效率低。 2 床压过低时，首先，炉内物料量少，物 料在炉 内的翻滚混合效果减弱，易产生局部流化 质量下降，影响安全运行 ；其次，燃烧室内没有 足够的物料参与内循环 ，对流换热减弱 ，炉 内储 热量低，锅炉达不到额定负荷 ；第三 ，密相区燃 烧份额减少 ，稀相区燃烧份额增大，炉内高温受 热面的对流传热增强，易造成受热管壁面超温。 本公司在运行初期 ，为保证锅炉满负荷稳定 运行 ，采用了较高的床压运行控制值 ，结果造成 流化风量较高 ，炉 内耐火材料和水冷壁管交界处 管壁的磨损十分严重。经过多次摸索，逐渐降低 运行床压 ，并总结分析每次改变床压后的运行情 况 ，最终 探索 出较合 理 的运 行控制 值 99 ． 5 k P a ，比原控制值 1 1 ～1 2 k P a 有 了较大幅度的 降低 ，床压过低 、过高的不利影响均得到有效控 制。 2 ． 2 ． 2 低氧量燃烧措施 在循环流化床锅炉运行初期 ，对其燃烧控制 经验不足 ，氧量 的控制以运行说明书为依据 ，采 用了较高的空气系数 ，氧量控制在 4 ％ 一 6 ％ ，产 生了磨损大、床温低、风机电耗高等一系列不利 影响。经过认真分析、总结经验 ，打破了固定思 维 ，考虑到循环 流化床锅炉燃烧室的密封性好 ， 漏风系数极小 ，氧量随烟气流向逐渐降低 ，因此 降低氧量运行是可行且有利的，经过多次运行对 比后 ，更加证实其正确性。在采用低氧量燃烧技 术后 ，风量的减少使风机电耗降低 ；床温的提高 使锅炉燃烧效率升高、灰渣含碳量降低 ；风速的 降低使磨损减弱。因此低氧量燃烧技术的采用大 大提高了锅炉的燃烧经济性。 2 ． 2 ． 3 燃烧室出口采用临界负压 为充分发挥循环流化床锅炉的优势 ，经充分 论证考虑后 ，燃 烧室 出 口负压 由试运行初 期的 一 5 0～一1 0 0 P a 改为 0一一 5 O P a 临界负压 。燃烧 室出 口负压上升后 ，炉内循环倍率升高 ，炉 内的 灰渣粒子浓度上升，对炉内水冷壁面的传热作用 加强，有利于提高炉 内的热利用率。由于灰渣粒 子在炉 内的停 留时问延长 ，其燃 尽程度得 到提 高，燃烧效率上升 ，所以飞出燃烧室的灰渣粒子 减少 ，使灰渣中的可燃物降低。另外 ，燃烧室出 口负压的提高，直接降低 了引风机的转速 ，使引 风机 电耗降低 ，而且烟气在炉 内及尾部烟道的流 动速度降低 ，对受热面的磨损下降。因烟气流速 降低 ，烟气对流传热作用减弱 ，进入尾部烟道的 烟气温度升高，排烟热损失降低，因而提高了循 流化床锅炉的运行经济性。 2 ． 2 ． 4 优化入炉煤粒度 ，降低标准煤耗 建荣公司设计的人炉煤破碎控制方式 斗式 提升机将原煤提升至在线齿辊破碎机 ，经两级破 2 0 1 0年第4期 吕 春 ，等 2 2 0 t ／ h 循环流化床锅炉的经济运行 3 9 碎后输入煤斗 ，设计 人炉煤粒度在 1 0 m m以下。 根据 2 0 0 6年和 2 0 0 7年的运行情况来看 ，因破碎 齿辊 的磨 损严重 ，粒 度大于 3 0 m m 的人 炉煤 占 3 O ％以上 ，炉渣含碳量 高达 7 ％ 以上 ，标准煤耗 居高不下 。为彻底解决燃料粒度 问题 ，对输煤破 碎系统进行了改革 ，推广应用在输煤中经三级筛 分再加环锤式破碎机破碎新工艺。改造后 的发 电 效果对 比见表 2 ，从表 中可以看 出，人炉煤粒度 达到了设计要求 ，锅炉灰渣含碳量降低 了 3 ％ ～ 5 ％ ，发电标准煤耗明显下 降，锅炉受热 面的磨 损也有 了根本好转。 表 2改造前后 效果对 比 名称 改造 前 改造后改 造后的效 果 入炉焰 渡≥l O n M n台 1 ％ 4 0 灰渣含碳量／ ％ 7 发电标 毛 g k W h ～4 1 0～ 4 加 发电成本／ 元 k W h n 3 1 发电实c ,／ k g k W h ～ 1 ． 2 7 达到设计要求 2～ 4 达到设计要求 3 8 5～ 3 9 5降低 2 5 0 ． 2 8降低 Q0 3 1 降低 0 ． 2 3 经济指标分析 3 ． 1降低 风机 电耗 循环流化床锅炉风机电耗高 的原因 一是在 燃烧室底部布置 了高阻力的布风板 ，并辅有较厚 的床料 ，这就需要风机有足够 的压头将燃烧风送 人燃烧室内燃烧 ，导致一次风机 电耗较高 ；二是 炉内循环物料量大 、浓度高 ，旋风分离器 的存 在 也增加 了烟气的流动阻力 ，因而引风机 的电耗较 高。为降低风机电耗 ，公司采取 了以下措施 。 1 每次锅炉启动前 ，在锅 炉尾部 作严 密性 漏风试验 ，发现漏点及时采取处理措施 ，既提高 锅炉燃烧效率 ，也降低 了风机电耗。 2 低负荷 时采用减风降速运行。即降低运 行总风量 ，所有风机电流随之降低 ，直接降低了 风机 电耗 。 3 利用冷渣器保持锅炉恒料层运行 ，避免 了料层压力的大起大落 ，直接降低了风机电耗。 3 ． 2降低 灰渣含 碳 量 灰渣含碳量是循环流化床锅炉主要经济性能 指标之一 ，公 司试运行 初期 ，灰渣含 碳量较高 ， 有时高达 7 ％ 以上 ，导致锅 炉热效率低 ，标准煤 耗高。为降低 灰渣 含碳 量 ，公 司采取 了以下措 施 1 锅炉燃烧室出 口负压采取临界负压运行 ； 2 每周监测两次入炉煤粒度 ，确保人炉煤 粒度在 1 0 mm以下达到 9 O ％以上 3 提高燃烧室床温 ，将燃烧床温由 9 0 0℃ 提高到 9 2 0℃度运行 ； 4 合理配置二次风 ，严格控制氧气量 ； 5 不断探索最佳燃烧室风室 压力 ，将其 控 制在 9～ 9 ． 5 k P a运行 。 3 ． 3 减 少循 环 流化床 锅 炉的 非计 划停 炉次数 受运行经验少 、风量配 比差异 、煤粒径不符 合要求等不利因素的影响，因受热面磨损严重和 检查检修不到位引起的被迫停炉次数较多 ，为此 公司采取了以下措施 1 探索 出了最佳燃烧室风室压力燃烧措施 ， 合理组织炉内燃烧工况 ，降低风速运行 ，减轻 了 磨损 ； 2 对重点磨损部位受热 面进行喷涂 ，增加 了防磨硬度 ，大大降低了磨损速度 ； 3 每次停炉严 格依据公 司制定的锅炉本体 检查 、检修规范 ，按标准进行全面检查、检修 验 收 ； 4 控制炉 内屏式过热器壁温 ，防止超 温引 起的蠕变爆管。 通过采取 以上积极措施 ，因磨损 和检查检修 不到位引起的被迫停炉次数大大减少 ，同时其他 影响锅炉非计划停炉次数 的因素也有效减少 ，延 长了循环流化床锅炉的连续运行周期。 3 ． 4降低循 环 流化床 锅 炉点 火耗 油量 从试运行初期起 ，公司就对每次点火进行认 真分析 ，从 中总结降低点火耗油的经验 ，主要有 以下几点 1 降 低 点火 床料 厚 度 ，由试 运行 期 间 的 6 0 0 mm 降为5 0 0 m m，减少 了加 热床料所必需 的 热量 。 2 点火前对每只油枪进行雾化试验 ，确保 点火期间油枪稳定可靠。 3 投煤操作 床温达到投煤 条件后 ，及 早 投用给煤机 ，且严格按规程要求脉动给煤 ，保证 床温稳步上升，避免出现床温大幅波动 。 4 及早停 油 根据经验 ，每次点火后 ，在 保证床 温稳步上 升 的前 提下 ，及 时停止 油枪 运 行 ， 缩短 油枪投用 时间 ， 停油时 的下部床温 由试 煤炭加工与综合利用 C O A L P R O C E S S I N G＆C O M P R E H E N S I V E U T I L IZ A T I O N No ． 4， 2 01 0 G 3 5 2 0 C瓦斯 内燃发 电机组 的应 用 程 宏斌 山西金驹煤电化股份有限公司 ，山西 晋城0 4 8 0 0 6 摘要 介绍了 G 3 5 2 0 C瓦斯 内燃发 电机组的工作原理、结构特点和各组成系统的特征 ， 在晋城矿 区的应用，取得 了较好的经济和社会效益，但 同时也要求应用 电厂具有合适的配套设 备和优化的系统集成，因此，对应用条件要求较严格。 关键词 煤矿；瓦斯；内燃发 电机；应用 中图分类号 T D 7 1 2 ． 6 7 文献标识码 A 文章编号1 0 0 5 8 3 9 7 2 0 1 0 0 4 - 0 0 4 0 - 0 4 煤层气俗称瓦斯 ，是储存在煤层 中的气体 ， 主要成分是甲烷 ，是一种清洁高效 的能源。瓦斯 的存在对我 国煤矿开采一直是 重大 的安全隐患， “ 先抽后采”是煤矿安全运行 的保证。此外 ，未 经处理或 回收的瓦斯直接排放到大气 中会造成温 室效应 ，破坏臭氧层。因此 ，若将排放的瓦斯收 集起来 ，利用瓦斯 内燃机发电机组发 电，替代燃 煤锅炉 ，可节约大量燃煤 ，改善煤矿安全生产条 件，提高煤矿形象。 收稿日期 2 0 1 0 - 0 4 1 6 作者 简介 程宏斌 1 9 6 6 一，山西晋 城人 ，1 9 8 8年毕 业于 西安交通大学工业自动化 专业 ，工学学士，山西金驹煤电化股份 有限公司总工程师 ，高级 工程师 ，电话 0 3 5 6 3 6 2 3 6 6 0 。 运行初的 8 0 0℃降为 7 6 0℃。 5 加强运行调整 ，减少点火期间不必要的风 量 ，停止二次风运行，以减少风量带走 的热量损 失 。 通过以上措施 ，点火耗油量 有 了明显 降低 ， 从试运行初期的 8 t ／ ， 次降到 了5 t ／ ／ 次 ，有效降低了 点火耗油量。 4结论 针对循环 流化床锅 炉炉 内燃烧 的复杂过程 ， 通过对燃烧理论研究和大量运行经验的总结 ，从 设备改造和运行 调整两方面积极探 索解决方法 ， 建荣公司技术人员较准确地把握了炉内燃烧工况 ， 1 瓦斯内燃发电机组工作原理 瓦斯内燃发电机组的工作原理见图 1 ，瓦斯发 电的工艺流程见图 2 。经过滤清器过滤的瓦斯调压 后与清洁空气在混合器内混合，之后进入涡轮增压 器，再流入节流阀。由于增压后混合气温度上升， 穿过节流阀的混合气先经后冷器冷却，再经进气岐 管进入气缸。瓦斯进入内燃机燃烧做功，驱动发电 机发电，生产的电能通过电网供用户使用。同时缸 体、润滑油由内部循环冷却液冷却，被加热的内部 冷却液与外部热力系统通过介质换热。 2瓦斯内燃发 电机组特点 G 3 5 2 0 C 瓦斯 内燃发 电机组是美国卡特彼勒 实现了对燃 烧的精确 调整。既提 高了运行水平 ， 又保证了循环流化床锅炉的安全、稳定 、经济运 行 ，在同类 型机组运行 中达到了领先水平。机组 安全连续运行 周期不 断延长 ，经济运行效果不断 提高。 重庆建荣公司循环流化床锅炉投入运行 以来 ， 以节能减排为重点 ，不断坚持对循环流化床锅炉 最佳优化燃烧运行 的探索，坚持每季度召开一次 运行分析会 ，及时总结运行 中出现 的异常情况 。 调整燃烧运行方式。但是 ，对于循环流床锅炉 的 运行工况 目前尚不能完全掌握 ，该炉还有诸多优 势未得到充分体现，与传统煤粉炉相比还存在很 多不足 ，有待更加深入的探索和研究 。