焦炉煤气在300MW大型循环流化床锅炉掺烧应用

2013-04-29宋伟

科协论坛·下半月 2013年7期

关键词：循环流化床锅炉床温焦炉煤气

宋伟

摘要：介绍300MW循环流化床锅炉对掺烧焦化厂附产品——焦炉煤气的研究和首次成功应用。焦炉煤气在大容量、高参数循环流化床锅炉应用上取得成功，有较强的推广意义。

关键词：循环流化床锅炉焦炉煤气正压床温床压

中图分类号：TK229.66 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-014-03

1 工程概况

江苏徐矿综合利用发电有限公司一期工程为2？00MW国产自主研发型亚临界CFB燃煤发电机组，锅炉设备选用东方锅炉（集团）股份有限公司生产的自主研发型300MW级单炉膛循环流化床锅炉，锅炉型号：DG1025/17.5-II19。设计燃料为劣质煤、煤矸石和部分煤泥。#1、#2机组分别于2009年10月28日、2010年2月5日投产。

表1 锅炉规范

2010年，厂区门口新建一焦化厂，年产富余焦炉煤气约2亿立方米，热值约4000Kcal/Nm3。为充分减少环境排放污染，达到综合利用效果，我公司和焦化厂共同就锅炉掺煤焦炉煤气一事进行友好合作。开始研究并实施在锅炉中掺烧部分焦炉煤气。

表2 净干煤气组成

2 煤气掺烧的方案

2.1 煤气燃烧器在锅炉上的布置

根据锅炉现有布置情况，结合焦炉煤气特点，在锅炉侧墙、后墙交错布置共计8 只气体燃烧器，即侧墙各1 只、后墙6 只。燃烧用风取自上二次风箱。焦炉煤气燃烧器布置（如图1-图2所示），以保证炉内流场的均匀性。

图1 气体燃烧器布置图

图2 气体燃烧器布置图

2.2 掺烧方案的说明

锅炉炉膛尺寸（长卓韤赘撸┪？8275？439？9900。布风板标高为10m。

根据锅炉特点，分别在24.5m层布置6支和在14m层炉左、右侧墙各布置1支煤气燃烧器，每炉共布置8支，实现了在锅炉宽度范围内的均布，理论上也保证了投运时，锅炉两侧的热平衡。为防止爆燃，煤气燃烧器不设点火装置，考虑到焦炉煤气着火点为650℃，计划在炉膛温度达到850℃以上时，也即锅炉正常运行时投运煤气燃烧器，可保证煤气投入到炉膛内时能全部燃烧，防止爆炸。

当锅炉蒸发量在50%～100%BMCR范围内，不需特殊燃烧措施，即可满足汽轮机对参数的要求。若低于50%BMCR 负荷，再考虑需有特殊的燃烧和调整手段。

当锅炉蒸发量在50%～100%BMCR范围内，锅炉原控制参数——床温、出口过量空气系数不变，出口温度的变化也较小，只是炉膛下部空气量和烟速随负荷变化而稍有变化，锅炉出口温度保持在额定值不变。

当锅炉蒸发量降低到50%BMCR以下，为保证其稳定运行，床温和流化速度需有一个最低保证值，因而，炉膛出口过量空气系数相应加大，并且，随着锅炉蒸发量的继续降低，炉底一次风的量基本不变，二次风量随负荷波动而适当变化，这样既保证了锅炉在低负荷时的流化质量，还能维持一个较高的床温，保证低负荷时不需投油稳燃。

本技改工程掺烧焦炉煤气，比例较大，达到锅炉最大连续蒸发量工况下入炉热量的20%以上，所以低负荷工况下，焦炉煤气的投入运行起到了一定的稳燃作用，减少甚至避免床上油枪的投入，既达到了节约燃油的目的，也保证了锅炉在低负荷工况下的各参数在正常范围内。

加入煤气进行掺烧后，锅炉产生的灰量较同等负荷下全部烧煤有较大减少，但是因掺烧量是有限的，按入炉热量计算最多也就是30～40%BMCR工况下设计煤质的热量，因此对锅炉传热影响很小。对循环物料的稳定基本没有影响。

2.3 煤气系统的技术参数（见表3）

3 使用效果

技改后，整套系统的运行平稳。两台锅炉煤气系统在试运行期间，各参数良好，烟、风系统正常、稳定。各级过热器和高温再热器管壁不超温，水冷壁壁温分布均匀，不超温；减温水量少量增加，排烟温度下降较小。煤气掺烧对锅炉实际运行参数基本没影响，可控易控。煤气掺烧达到了锅炉稳定、安全、连续、文明生产的条件。

3.1 经济效益分析

（1）煤气价格：0.30元/Nm3；煤气热值：3800Kcal/Nm3；合同期：两年；流量：2.65？04 Nm3/h计算，年度煤气的支出费用如下：

年煤气总量：2.65？04？4？50=159000000（Nm3）

年总费用：159000000？.30=4770万元

锅炉全部燃烧利用率90%计算，每年焦炉煤气可利用总发热值：

159000000？800？0% =5.4378？011Kcal

同样热值煤炭按2010年电厂平均发热值单价0.135元/千Kcal计算，需煤炭支出款5.4378？011？.135=7341.03万元。