大型循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥研究

文/何新宏

大型循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥研究

文/何新宏

当前，国家正在推行新一轮的电力体制改革，电力市场竞争日益激烈。燃煤发电作为传统的能源行业,其市场格局正发生着变化，正在形成相对过剩的电力卖方市场。近年来，徐矿发电公司充分利用循环流化床机组煤种适应性强的特点，通过实现大量燃泥掺配，降低燃料成本，获得了良好的经济效益。

一、项目概况

徐矿发电公司一期工程为2×300MW国产引进型技术生产的亚临界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单炉膛300MW级1065T/HCFB锅炉，#1、#2机组分别于2009年10月28日、2010年2月5日投产。2015年，徐矿发电公司的燃料成本占到了发电成本的60%左右。煤泥掺烧量从原来的20%增加到60%的过程中，暴露出一系列的困难和问题，如原煤仓棚煤滞煤下煤不畅、入炉煤颗粒度控制困难、煤炭掺配场地不足、除尘系统老化出力不足等。另外，作为综合利用机组，煤泥（或矸石）掺烧量达到80%以上，才能享受国家的退税补贴政策。因此，徐矿发电公司专业人员进行认真调研分析，并通过技术改造，从根本上解决了制约煤泥大量掺烧的技术瓶颈。

二、技术改造的主要措施

1.煤仓中心给料机改造

徐矿发电公司掺烧的煤泥，为晾晒后的干煤泥，水分25%左右，颗粒度100目以上的占比超过85%。由于其粒度小，煤粒之间粘性较大，极易造成原煤仓滞煤棚煤，给煤机断煤频繁，从而促使锅炉烟气污染物排放指标波动较大，造成环保考核；同时负荷不稳定，严重影响机组安全稳定运行。针对这种情况，专业技术人员提出加装中心给料机的方案。

安装位置在原煤仓底部，并将原煤仓底部的半径加大，给料机的中心出口，即是皮带给煤机。基本原理就是通过对数曲线型卸料臂与物料的剪切，使物料持续向中心运动并卸出，卸料臂与原煤仓内壁相切，防止物料在原煤仓内固结搭桥。根据不同机组负荷下的给煤量，通过调整变频电机不同的速度来控制卸料臂的转动速度，从而改变给料量。

2.输煤系统交叉筛改造

随着煤泥和劣质煤掺配量的不断增大，给输煤筛分系统带来很大压力。且煤泥的粘滞性较大，极易在细碎机衬板上粘满煤泥，增加设备磨损，大幅降低了细碎机的破碎能力，造成细碎机堵煤和大颗粒度增加，进而引起锅炉流化不良，影响机组安全运行。针对以上问题，经过充分论证，在细碎处增加了两级筛分系统。改造前后流程分别如图1、2所示。

图1改造前流程

图2改造后流程

通过筛分系统的改造，能够确保入炉煤颗粒度在要求范围内，避免合格煤进入细碎机，造成煤的粒度过于破碎和堵煤，保障了锅炉安全及环保运行。

3.煤场扩建改造

为使入炉煤质量均匀，必须将煤泥、劣质煤、原煤掺配均匀。徐矿发电公司原1#煤场存煤能力仅为12万吨，缺乏掺配场地。为了提高煤炭存储能力和缓解煤炭掺配压力，徐矿发电公司在工程预留场地内建设了2#煤场并同步建设了防风抑尘网，既解决了掺配煤场地问题，又有效地减少煤堆的扬尘，改善了厂区及周边地区的生产和生活环境。

4．增加煤炭盘高设备

1#西煤场主要存放煤泥，使用汽车进煤，铲车堆高，盘煤高度仅为4m，限制了公司煤泥存放量。为此，徐矿发电公司在煤场增加了一条移动皮带机用来堆高煤泥。移动皮带机运行长度20m，堆煤高度6m，整机可在煤场移动，通过车架与6件轮组连接，其中2件直行，4件可转向。使用移动皮带机后，能增加煤泥存放量约5000吨。

5.输煤系统除尘改造

大量掺烧煤泥后，输煤系统扬尘增加，加上原输煤系统的除尘器设备老化，出力降低，造成现场煤尘浓度超标，严重危害着职工的身体健康。经过调研论证，徐矿发电公司对输煤除尘系统进行了改造，在C7A、C8A、C9A、C11A皮带机尾部导料槽上各增加一台自降尘除尘器和高效减压装置，并对原有除尘设备也进行了整修。改造后，对输煤系统粉尘浓度进行测量，指标远低于徐州市职业病检查要求的4mg/m3，满足现场除尘要求。

三、大量掺烧煤泥后对运行参数的影响

锅炉在大比例掺烧煤泥期间，各项运行参数稳定，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，排烟温度略有下降；床温各点温差减少；原高负荷下床温偏高问题得到控制；炉膛差压提高，炉物料分布合理；二氧化硫、氮氧化物排放趋于稳定。煤泥掺烧对锅炉实际运行参数影响较小，达到了可控可调节范围内，能够安全、稳定、连续运行。

同时，围绕劣质煤掺烧工作，徐矿发电公司明确了管理流程，对各部门相关工作进行详细分工，建立完善劣质煤掺烧协调机制。针对锅炉大量掺烧燃泥后，锅炉实际燃用煤种偏离设计煤种，加之机组负荷受省调AGC控制，每时段负荷变化较大的实际，锅炉运行技术人员经过两年多的摸索、总结，形成了大幅度升降负荷、旋风分离器回料不稳、流化不良、环保参数波动等情况下的精细化操作要求；并结合公司循环流化床特点，制订多项事故防范措施，从而保障了锅炉机组的安全稳定运行，以及环保数据的合格，稳定。徐矿发电公司还充分利用MIS系统，对定期工作进行数字化管理。结合运行、检修规程，设置定期工作。根据定期工作周期按时提醒执行相关定期工作内容，记录定期工作完成情况、执行人以及相关汇报总结信息，并记录并形成台账，促进了预防性维修的有效性，提高了设备的可靠性，保证了劣质煤掺烧工作的顺利开展。

四、效果分析

徐矿发电公司掺烧60%以上煤泥已运行近两年，2015年煤泥采购比例达到67.08%。增加煤泥掺配比例，不仅能直接降低煤炭的采购成本，年增加利润近3000万元，还能够通过降低入炉煤的热值，获取热值价格差异，从而间接获得年利润约4800万元。截至2016年6月，已连续顺利成功申报退税11个月，累计实现退税2585.33万元，不仅大大提高了公司的经济效益，而且为公司持续创效奠定了坚实的基础。

（作者系徐矿综合利用发电公司董事长、党委书记）

（责任编辑：周 琼）