循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥技术研究

胡光涛

文章编号：2095-6835（2016）17-0146-01

摘 要：以江苏徐矿2×330 MW循环流化床锅炉为研究对象，介绍了2套已投运掺烧煤泥系统的基本情况。通过相关对比、分析，得出能有效解决掺配煤泥时堵塞、滞留的问题，可以大幅度提高煤泥掺烧比例的方案。这个方案效果显著，在保证循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥的安全性、经济性方面有一定的借鉴意义。

关键词：循环流化床；煤泥；掺烧比例；全膜式水冷壁结构

中图分类号：TK229.6+6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.146

1 设备概况

江苏徐矿综合利用发电有限公司2×330 MW机组DG -1065/17.5-541/541-Ⅱ19型CFB锅炉采用自然循环、单汽包、单炉膛、一次中间再热和平衡通风设计。炉膛内部采用全膜式水冷壁结构，前上部沿宽度方向分别布置12片屏式过热器和6片屏式再热器，后墙布置2片水冷蒸发屏；炉膛底部是水冷壁管弯制的水冷风室，炉膛后墙下部布置有6台滚筒式冷渣器，它是由中间隔墙将尾部烟道分为2个部分，烟道靠近炉侧布置有3组低温再热器，另一侧从上到下布置有2组高温过热器、2组低温过热器，前后烟道向下合成一个，依次布置2组螺旋鳍片管式省煤器、烟气挡板和1个四回程空气预热器；炉膛与尾部烟道之间还布置有3台汽冷式旋风分离器，每台分离器下部分别布置1台非机械型双路J阀回料装置。

2 煤泥掺烧方式

我公司的煤泥主要来自徐矿集团各煤矿洗煤厂洗煤，含水量在（30±3）%，比例为1.15 t/m3，粒径小于等于0.3 mm，它主要通过以下2种方式进入炉膛内。

2.1 煤泥从炉顶双点给料燃烧

外来煤泥通过输送装置，经炉膛顶部两侧的2个煤泥加入口送入炉内。我公司煤泥输送装置设备采用1炉2仓2泵1管，由1个板式分配器切换备用系统，由1只电动旋转式分流器分流，主要工艺流程为：装载机→强力搅拌仓→振动筛→柱石刮板机→搅拌缓冲仓→预压螺旋→煤泥泵→炉顶。

这种给料方式采用结团燃烧的原理，煤泥经输送系统送入锅炉的顶部，从炉膛顶部呈团状下落，在送入炉膛后，煤泥团表面水分先蒸发，外表形成硬壳。在进一步下落的过程中，煤泥团内部水分汽化，产生热爆，进而形成更小的煤泥团，依次循环。当下落到一定高度时，煤泥团全部爆裂燃烧。

2.2 煤泥掺烧原煤或煤矸石入炉燃烧

我公司给煤经两级破碎机破碎合格后由输煤皮带输送到煤仓，由16台称重式给煤机送入炉膛，煤仓各2个煤斗，供2台给煤机下煤。原煤或煤矸石掺入煤泥后粒度变细，含水量增加，黏度增大，使得煤颗粒之间、煤与煤仓壁之间的摩擦力增大，且上部煤由于自身重力的原因，使含水分较多的煤挤压成团，造成煤仓棚煤、滞煤，给煤机断煤，落煤管堵煤。这不仅使得煤泥掺烧比例有限，而且严重影响了锅炉安全运行。针对此情况，公司曾采取在原煤斗四周和下部加装空气炮、振打器等补救措施，效果不是很理想。这样做，虽然在一定程度上缓解了堵煤、断煤的情况，但并没有从根本上解决问题。为了保证给煤系统的畅通，公司进行多方面的专项调研，同时，结合煤种、煤质的实际状态，对煤仓进行中心给料机改造。中心给料机的给煤量在额定范围内可以通过变频调速对给煤进行无极连续调节，以充分保证给煤量的均匀性和稳定性。

3 煤泥掺烧效果分析

在煤泥泵输送系统中，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。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。

采用原煤或煤矸石掺烧煤泥的燃烧方案，其输送流程是：来煤通过原煤仓→中心给料机→给煤机，直接将其送至给煤口入炉，燃料很快在炉膛内被加热、燃烧。由于燃料从炉膛下部给入，所以，燃料在炉膛内的一次停留时间足够长，锅炉燃烧效率高，且掺烧比例不受影响。随着煤泥的产出量逐渐增高，煤泥掺烧比例也逐渐增高，单台机组掺烧从每小时几吨、十几吨已达到了几十吨。我公司在300 MW等级机组中最大掺烧比例已经达到60%以上。在完成中心给料机的改造后，锅炉在额定工况下均能保持较高的床温和燃烧效率，且床压波动比较小，锅炉运行平稳。

4 结论

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。我公司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，选用煤泥从炉膛下部入炉燃烧的方式。在设计和改造原煤仓时，通过中心给料机旋转均匀给煤，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。该方案具有占地面积小、建筑成本低、维护费用少、节能降耗等优势，有良好的应用前景，值得推广。

参考文献

[1]刘飙，郭涛.循环流化床锅炉煤泥燃烧技术应用于系统解决方案[J].电站系统工程，2011，27（4）.

[2]张昳玮，郑文凯.CFB锅炉掺烧技术探讨[J].洁净煤技术，2010（03）.

[3]路春美，程世庆，王永征.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京：中国电力出版社，2008.

〔编辑：白洁〕