300MW循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥試驗研究

摘 要：以京泰發(fā)電有限公司1089t/h循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥對鍋爐燃燒特性影響進行研究。試驗表明在一定負(fù)荷時，煤泥摻燒后爐內(nèi)平均溫度較未摻燒時平均溫度下降10℃左右，且整個爐膛溫度場分布更趨于均勻，利于延長鍋爐受熱面使用壽命和控制爐內(nèi)燃。隨著煤泥比例的不斷加大，鍋爐效率不斷降低，效率在91%--93%之間，但仍高于原始設(shè)計值。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；煤泥；大比例摻燒

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.040

1 鍋爐概述

京泰發(fā)電有限公司DG1089/17.4-Ⅱ1型鍋爐為循環(huán)流化床、亞臨界參數(shù)，一次中間再熱自然循環(huán)汽包爐。本鍋爐爐膛由一個膜式水冷壁包裹，采用床下風(fēng)道燃燒器點火，爐膛頂部前墻交叉布置12片屏式過熱器和6片屏式再熱器，后墻頂部增布2片水冷蒸發(fā)屏，爐膛出口煙氣經(jīng)3臺汽冷式旋風(fēng)分離器氣固分離后進入尾部豎井。豎井煙道被氣冷式中隔墻分割為前煙道布置3組低溫再熱器，后煙道布置各布置2組高溫和低溫過熱器，向下前后煙道合并為一個布置省煤器和空預(yù)器，豎井底部布置4個圓頂氣力輸灰裝置。

2 煤泥摻燒試驗

煤泥摻燒在循環(huán)流化床中的摻燒方式主要有兩種。一種是將濕煤泥脫水干燥后與原煤混合后入爐燃燒，另一種是煤泥制成煤泥漿液通過煤泥泵煤直接將其輸送到爐內(nèi)燃燒。目前我廠煤泥摻燒方式主要采用第一種，煤礦洗煤廠來煤泥堆放至小煤廠，待含水量下降至17%以下由刮板機送至地煤斗，與原煤實現(xiàn)摻混配比。泵送方式正處于調(diào)試階段，投運后煤泥摻燒比例將進一步得以提升。

為了研究大比例煤泥摻燒對鍋爐燃燒特性的影響及為燃燒優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)，選用1號爐作為研究對象，主要考察燃燒原煤、煤泥摻燒50%、60%、70%工況。實驗期間維持機組負(fù)荷在275MW附近穩(wěn)定運行一段時間，過熱器壓力、溫度、配風(fēng)方式、爐膛出口氧量、給水溫度/壓力盡量保持一致。

3 煤泥摻燒對鍋爐燃燒影響

3.1 爐膛密相區(qū)床溫

鍋爐密相區(qū)平均床溫變化趨勢可以看出，隨著煤泥的摻燒，密相區(qū)平均床溫整體呈下降趨勢，大比例摻燒煤泥床溫比燒原煤下降10℃左右。這是由于煤泥摻燒后，濕煤泥在密相區(qū)加熱、干燥吸收爐膛溫度，且煤泥顆粒破碎后細(xì)顆粒隨一次風(fēng)被帶出密相區(qū)燃燒，使燃燒中心上移密相區(qū)燃燒份額減少，床溫下降后對鍋爐環(huán)保參數(shù)的調(diào)整非常有利。

3.2 爐內(nèi)溫度分布

煤泥摻燒后爐內(nèi)溫度分布更加均勻，爐膛下部溫度較出口溫度差值減小，有利于燃燒穩(wěn)定和控制，避免局部熱負(fù)荷高使受熱面超溫情況發(fā)生，氣溫變化更加平穩(wěn)。隨著煤泥比例的增加，爐膛中上部溫度較爐膛下部和出口溫度有所升高，說明在此部位有較多顆粒在此聚集燃燒，特別是升負(fù)荷過程中易造成屏式過熱器超溫，所以大比例摻燒煤泥升負(fù)荷期間應(yīng)提前蓄床壓，控制爐膛上部差壓。

3.3 分離器出口煙溫

分離器出口煙溫明顯高于爐膛出口溫度，且煤泥摻燒比例越大分離器出口煙溫越高，這是由于煤泥燃燒產(chǎn)生的細(xì)顆粒較多，煤泥摻燒比例越大產(chǎn)生的煙氣量越多，煙氣留速增加使更多的煤泥顆粒被帶入到旋風(fēng)分離中參與二次燃燒。

3.4 底渣飛灰含碳量

煤泥的大量摻燒對爐底渣含碳量的影響很小，這是由于煤泥在密相區(qū)干燥加熱破碎后只有部分煤泥參與密相區(qū)的燃燒，且密相區(qū)溫度比較高使煤泥的燃燒較充分。飛灰含碳量略有升高且在1.2--1.8之間，說明旋風(fēng)分離器分離效果較好，能捕捉大部分小顆粒保證物料的正常循環(huán)燃燒，降低飛灰含碳量。

3.5 鍋爐效率

隨著煤泥比例的不斷加大，鍋爐效率不斷降低。這是由于排煙量的增加，及尾部受熱面積灰加劇導(dǎo)致排煙溫度升高所致。我廠鍋爐設(shè)計燃燒效率為90%，大比例摻燒煤泥后燃燒效率雖有所下降但仍高于原始設(shè)計值。

3.6 大比例摻燒煤泥存在的問題及運行調(diào)整

隨著煤泥摻燒比例的不斷加大，給煤機有時會出現(xiàn)頻繁斷煤現(xiàn)象，濕煤泥在煤倉壁粘結(jié)使煤倉下部架空。在鍋爐改造方面，我廠在每個煤倉的不同高度處分層布置空氣炮，若有斷煤信號發(fā)出空氣炮將由程控自動投入由低向高處打炮直到給煤信號出現(xiàn)，為防止給煤機斷煤造成煙氣反竄入給煤機燒毀皮帶，給煤機加裝密封風(fēng)和消防蒸汽滅火裝置。運行上注意給煤機密封風(fēng)和撥煤風(fēng)量的變化，以防給煤機斷煤對汽溫汽壓及環(huán)保參數(shù)產(chǎn)生較大的影響。

4 結(jié)論

通過煤泥摻燒試驗研究，在一定負(fù)荷時，煤泥摻燒后爐內(nèi)平均溫度較未摻燒時平均溫度下降10℃左右，且爐膛溫度場分布更均勻，有利于延長受熱面使用壽命和控制爐內(nèi)燃燒，從而提高機組運行的經(jīng)濟性和可靠性。試驗表明煤泥在循環(huán)流化床鍋爐中摻燒能被高效利用，節(jié)約原煤且保護了環(huán)境，降低發(fā)電企業(yè)發(fā)電成本，國家應(yīng)大力倡導(dǎo)。

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