CFB鍋爐摻燒煤矸石燃燒調(diào)整探討

張 勃

河南藍(lán)光環(huán)保發(fā)電有限公司，河南平頂山 467200

0 引言

循環(huán)流化床（簡稱CFB）鍋爐具有優(yōu)良的環(huán)保性能，調(diào)峰能力強(qiáng)，燃料適應(yīng)性也很廣，不僅可以燃用煙煤等優(yōu)質(zhì)煤種，而且可燃用發(fā)熱量較低的各種劣質(zhì)燃料、煤矸石等。因此，在當(dāng)前煤炭緊張、價格暴漲的情況下，循環(huán)流化床鍋爐充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)國家提倡的資源綜合利用、環(huán)保、節(jié)能減排，還緩解了企業(yè)高價格采購煤炭的壓力，最大限度的降低企業(yè)的發(fā)電成本。由于燃用煤矸石等劣質(zhì)煤，勢必增加鍋爐的磨損，為減少爐內(nèi)磨損，提高機(jī)組的運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性，對入爐煤的顆粒度、一、二次風(fēng)的配比、床溫、床壓的調(diào)整控制至關(guān)重要。

1 葉縣藍(lán)光電廠#1機(jī)組簡介

葉縣藍(lán)光環(huán)保發(fā)電有限公司成立于2002年3月12日，是我國知名上市企業(yè)—武漢凱迪電力股份有限公司的全資子公司，#1機(jī)組是原國家計委批復(fù)的135mW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組國產(chǎn)化示范工程。采用我國自行研制開發(fā)的循環(huán)流化床潔凈煤燃燒技術(shù)，是集煤矸石綜合利用、環(huán)保、發(fā)電為一體的高科技環(huán)保電廠。

1.1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

過熱蒸汽最大連續(xù)蒸發(fā)量（B-MCR）：440t/h；

出口汽壓：13.7MPa；出口溫度：540℃；再熱蒸汽 蒸汽流量：360.8t/h；進(jìn)口壓力：2.64MPa；出口壓力：2.445MPa；進(jìn)口溫度：330.2℃；出口溫度：540℃；給水溫度：252.1℃；排煙溫度：135℃；鍋爐效率：（以低位發(fā)熱量計）：90%。

1.2 煤種特性

鍋爐主要是燃用平煤集團(tuán)八礦中煤和八礦煤矸石混燒，混合比例為八礦中煤：八礦煤矸石=2：3。

2 摻燒煤矸石時的燃燒特性

CFB鍋爐的燃燒是在流化狀態(tài)下完成的，大量的高溫物料在爐內(nèi)處于流化沸騰狀態(tài)，當(dāng)燃煤進(jìn)入爐內(nèi)后，立即與高溫物料碰撞混合，經(jīng)過加熱、著火階段、燃盡階段三個過程，將燃煤著火燃燒。在這三個階段，其燃燒配風(fēng)、床溫、床壓的調(diào)整，直接影響鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性。在摻燒煤矸石時，因發(fā)熱量較低，灰份大，而且在破碎機(jī)調(diào)整不好時，其煤的顆粒度較大，按原設(shè)計要求а=1.2控制氧量，煤很難著火燃燒，機(jī)組負(fù)荷跟蹤不上。因此，實際運(yùn)行時燃燒所需要的風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計風(fēng)量，在一次風(fēng)量及氧量的調(diào)整控制上，一般都根據(jù)床溫及主汽壓力來調(diào)整。當(dāng)增加一定的煤量時，必須增加一定的一、二次風(fēng)量，風(fēng)量跟隨煤量變動。一次風(fēng)量要增加到整個爐內(nèi)物料及燃煤混合物充分流化，二次風(fēng)量要增加到爐內(nèi)物料混合物前后完全穿透、橫向擾動完全，這樣才能滿足煤燃燒所需要的風(fēng)量。

3 摻燃煤矸石時容易出現(xiàn)的問題

CFB鍋爐冷渣器若設(shè)計不好，鍋爐排渣困難，造成床壓高，風(fēng)機(jī)電耗增大，廠用電率高，而且飛灰含碳量及底渣含碳量很高，機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗也很高；因燃用煤質(zhì)灰分較大，電除塵及輸灰系統(tǒng)維護(hù)不好時，很容易造成電除塵各種故障，一系列的問題都將影響整個機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

藍(lán)光電廠在初始摻燒煤矸石時，要求控制入爐煤發(fā)熱量在2 700大卡～3 000大卡，但在實際過程中，因采購原煤發(fā)熱量不高、配煤經(jīng)驗不足及煤場與值長協(xié)調(diào)不當(dāng)?shù)葐栴}，往往將入爐煤發(fā)熱量調(diào)整在2 500大卡左右，甚至更低，這就給鍋爐燃燒帶來了很大困難。首先是鍋爐用煤量較大，給煤機(jī)故障率較高；渣量大，鍋爐排渣困難，僅僅依靠滾筒冷渣器排渣仍不能解決床壓高的情況，機(jī)組負(fù)荷被迫下降，只能直接排紅渣，底渣含碳量增加，底渣含碳量增加，造成鍋爐大量的熱損失，鍋爐效率降低；床壓高，為了保證正常流化，增加了風(fēng)機(jī)的電耗；因煤質(zhì)灰分大，造成飛灰量增加，往往超過了電除塵的設(shè)計除塵能力，電除塵故障率較高。因此，摻燒煤矸石時，如果配比失調(diào)、鍋爐調(diào)整不當(dāng)，會帶來一系列的聯(lián)鎖問題。

經(jīng)過實踐證明，鍋爐的風(fēng)量調(diào)整、床壓的控制、煤矸石的適當(dāng)配比是相互關(guān)聯(lián)相互影響的，在這幾個環(huán)節(jié)上把握好，機(jī)組才能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4 參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化運(yùn)行

4.1 氧量的調(diào)整

氧量一般通過二次風(fēng)進(jìn)行調(diào)整的，實際運(yùn)行時通過一、二次風(fēng)相互調(diào)配共同調(diào)整氧量值。正常情況下，因煤矸石的煤種比重較大，進(jìn)入爐內(nèi)后一般在密相區(qū)內(nèi)燃燒份額較多，所以，為了保證充分燃燒，爐內(nèi)的中、下二次風(fēng)量盡量加大。因為CFB鍋爐爐內(nèi)是分級燃燒，在稀相區(qū)雖燃燒份額少，為了物料混合物完全穿透、橫向擾動完全，上二次風(fēng)也應(yīng)增大。經(jīng)過實踐摸索，在機(jī)組負(fù)荷70mW～90 mW時，煙道側(cè)氧量一般控制在4%～5%為最佳，在90 mW～135 mW時，煙道側(cè)氧量一般控制在6%～8%為最佳。在上述負(fù)荷段下，如果氧量不能保證，二次風(fēng)不能滿足時，應(yīng)盡量增大一次風(fēng)量。

4.2 床壓的調(diào)整

床壓的控制范圍在6kPa～8kPa，床壓過高或過低對鍋爐燃燒均有危害。但摻燒煤矸石時，床壓應(yīng)控制在7kPa～10kPa，因若床壓過低時，其爐內(nèi)的物料稀薄，物料濃度小，而進(jìn)入爐內(nèi)的燃煤因其發(fā)熱量較低，相應(yīng)的其進(jìn)入煤量較多，其煤的濃度較大，物料與燃煤混合不好，容易造成流化不好，燃燒不良，鍋爐容易結(jié)焦；反之，若床壓過高時，不僅造成了流化不良，還會增加相應(yīng)的一次風(fēng)量來滿足爐內(nèi)物料流化，風(fēng)機(jī)電耗增加。而且爐內(nèi)的物料濃度過大，掩蓋了燃煤的燃燒，將使燃燒不充分，主汽壓力下降。而且若床壓過高時，在遇上冷渣器故障或排渣口堵塞時，床壓會迅速增高，威脅機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.3 配煤的調(diào)整

煤矸石的發(fā)熱量一般在1 500大卡～1 800大卡左右，有的甚至更低。原煤的發(fā)熱量一般在4 500大卡左右，具體根據(jù)入場煤的煤質(zhì)化驗分析結(jié)果。在配比煤矸石時，要綜合考慮，否則，如果發(fā)熱量過低，則鍋爐燃燒很困難，會帶來一系列的問題，發(fā)熱量高于3 000大卡時，機(jī)組達(dá)不到資源綜合利用的條件，因此，控制入爐煤發(fā)熱量盡量在2 700大卡～3 000大卡之間為最佳。具體操作是根據(jù)輸煤系統(tǒng)的兩個筒倉下的環(huán)式給煤機(jī)進(jìn)行調(diào)整，正常情況下，機(jī)組帶滿負(fù)荷時，如果發(fā)熱量在2 900大卡左右時，鍋爐用煤量應(yīng)在120t左右，運(yùn)行當(dāng)中如發(fā)現(xiàn)用煤量增大或減少，應(yīng)及時的調(diào)整原煤與煤矸石的配煤比例，最終將入爐煤的發(fā)熱量控制在2 700大卡～3 000大卡之間。

4.4 加強(qiáng)對冷渣器與輸渣系統(tǒng)的維護(hù)，減少排高溫紅渣

對鍋爐的4個冷渣器與輸渣系統(tǒng)加強(qiáng)維護(hù)與保養(yǎng)，其檢修工作盡量安排在夜間低負(fù)荷時的情況下進(jìn)行，以保證其它的冷渣器能夠滿足排渣的需要，盡量避免直接排紅渣，以避免造成大量的熱量損失及煤耗增加。

5 取得成就

經(jīng)過精心調(diào)整，優(yōu)化運(yùn)行方式，藍(lán)光電廠各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高。首先，飛灰含碳量大幅度降低，飛灰含碳量由原來的8%下降到2%；通過對床壓適當(dāng)?shù)目刂萍拜斣到y(tǒng)的合理維護(hù)，并且在低負(fù)荷時，分別停止一臺一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，廠用電率在原來的基礎(chǔ)上也大大降低；因減少了直接排紅渣，底渣含碳量也大為降低，由原來的3%降為1.8%，機(jī)組的煤耗大大降低。經(jīng)過實踐摸索，在經(jīng)濟(jì)調(diào)整、優(yōu)化運(yùn)行上取得寶貴經(jīng)驗，連續(xù)兩年在全國135mW循環(huán)流化床機(jī)組評選中，取得全國電力行業(yè)CFB機(jī)組第二名好成績。并順利通過國家發(fā)改委綜合利用電廠的驗收。

6 結(jié)論

通過合理的摻配煤矸石量及精心的調(diào)整，CFB鍋爐的運(yùn)行與同等容量的煤粉爐相比，它具有獨特的優(yōu)勢：不僅緩解了企業(yè)在當(dāng)前煤炭市場緊張局勢下的壓力，而且積極響應(yīng)了國家的政策，實現(xiàn)了綜合利用、節(jié)能環(huán)保。

[1]黨梨軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動與安全運(yùn)行.