300MW循環流化床鍋爐大比例摻燒煤泥試驗研究

摘 要：以京泰發電有限公司1089t/h循環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。試驗表明在一定負荷時，煤泥摻燒后爐內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，但仍高于原始設計值。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；煤泥；大比例摻燒

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

1 鍋爐概述

京泰發電有限公司DG1089/17.4-Ⅱ1型鍋爐為循環流化床、亞臨界參數，一次中間再熱自然循環汽包爐。本鍋爐爐膛由一個膜式水冷壁包裹，采用床下風道燃燒器點火，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片水冷蒸發屏，爐膛出口煙氣經3臺汽冷式旋風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，與原煤實現摻混配比。泵送方式正處于調試階段，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化調整提供依據，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荷在275MW附近穩定運行一段時間，過熱器壓力、溫度、配風方式、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 爐膛密相區床溫

鍋爐密相區平均床溫變化趨勢可以看出，隨著煤泥的摻燒，密相區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，濕煤泥在密相區加熱、干燥吸收爐膛溫度，且煤泥顆粒破碎后細顆粒隨一次風被帶出密相區燃燒，使燃燒中心上移密相區燃燒份額減少，床溫下降后對鍋爐環保參數的調整非常有利。

3.2 爐內溫度分布

煤泥摻燒后爐內溫度分布更加均勻，爐膛下部溫度較出口溫度差值減小，有利于燃燒穩定和控制，避免局部熱負荷高使受熱面超溫情況發生，氣溫變化更加平穩。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荷期間應提前蓄床壓，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生的細顆粒較多，煤泥摻燒比例越大產生的煙氣量越多，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干燥加熱破碎后只有部分煤泥參與密相區的燃燒，且密相區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致排煙溫度升高所致。我廠鍋爐設計燃燒效率為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計值。

3.6 大比例摻燒煤泥存在的問題及運行調整

隨著煤泥摻燒比例的不斷加大，給煤機有時會出現頻繁斷煤現象，濕煤泥在煤倉壁粘結使煤倉下部架空。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，為防止給煤機斷煤造成煙氣反竄入給煤機燒毀皮帶，給煤機加裝密封風和消防蒸汽滅火裝置。運行上注意給煤機密封風和撥煤風量的變化，以防給煤機斷煤對汽溫汽壓及環保參數產生較大的影響。

4 結論

通過煤泥摻燒試驗研究，在一定負荷時，煤泥摻燒后爐內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燃燒，從而提高機組運行的經濟性和可靠性。試驗表明煤泥在循環流化床鍋爐中摻燒能被高效利用，節約原煤且保護了環境，降低發電企業發電成本，國家應大力倡導。

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