大型循環流化床鍋爐大比例摻燒煤泥研究

文/何新宏

大型循環流化床鍋爐大比例摻燒煤泥研究

文/何新宏

當前，國家正在推行新一輪的電力體制改革，電力市場競爭日益激烈。燃煤發電作為傳統的能源行業,其市場格局正發生著變化，正在形成相對過剩的電力賣方市場。近年來，徐礦發電公司充分利用循環流化床機組煤種適應性強的特點，通過實現大量燃泥摻配，降低燃料成本，獲得了良好的經濟效益。

一、項目概況

徐礦發電公司一期工程為2×300MW國產引進型技術生產的亞臨界CFB燃煤發電機組，鍋爐設備選用東方鍋爐（集團）股份有限公司生產的自主研發型單爐膛300MW級1065T/HCFB鍋爐，#1、#2機組分別于2009年10月28日、2010年2月5日投產。2015年，徐礦發電公司的燃料成本占到了發電成本的60%左右。煤泥摻燒量從原來的20%增加到60%的過程中，暴露出一系列的困難和問題，如原煤倉棚煤滯煤下煤不暢、入爐煤顆粒度控制困難、煤炭摻配場地不足、除塵系統老化出力不足等。另外，作為綜合利用機組，煤泥（或矸石）摻燒量達到80%以上，才能享受國家的退稅補貼政策。因此，徐礦發電公司專業人員進行認真調研分析，并通過技術改造，從根本上解決了制約煤泥大量摻燒的技術瓶頸。

二、技術改造的主要措施

1.煤倉中心給料機改造

徐礦發電公司摻燒的煤泥，為晾曬后的干煤泥，水分25%左右，顆粒度100目以上的占比超過85%。由于其粒度小，煤粒之間粘性較大，極易造成原煤倉滯煤棚煤，給煤機斷煤頻繁，從而促使鍋爐煙氣污染物排放指標波動較大，造成環保考核；同時負荷不穩定，嚴重影響機組安全穩定運行。針對這種情況，專業技術人員提出加裝中心給料機的方案。

安裝位置在原煤倉底部，并將原煤倉底部的半徑加大，給料機的中心出口，即是皮帶給煤機。基本原理就是通過對數曲線型卸料臂與物料的剪切，使物料持續向中心運動并卸出，卸料臂與原煤倉內壁相切，防止物料在原煤倉內固結搭橋。根據不同機組負荷下的給煤量，通過調整變頻電機不同的速度來控制卸料臂的轉動速度，從而改變給料量。

2.輸煤系統交叉篩改造

隨著煤泥和劣質煤摻配量的不斷增大，給輸煤篩分系統帶來很大壓力。且煤泥的粘滯性較大，極易在細碎機襯板上粘滿煤泥，增加設備磨損，大幅降低了細碎機的破碎能力，造成細碎機堵煤和大顆粒度增加，進而引起鍋爐流化不良，影響機組安全運行。針對以上問題，經過充分論證，在細碎處增加了兩級篩分系統。改造前后流程分別如圖1、2所示。

圖1改造前流程

圖2改造后流程

通過篩分系統的改造，能夠確保入爐煤顆粒度在要求范圍內，避免合格煤進入細碎機，造成煤的粒度過于破碎和堵煤，保障了鍋爐安全及環保運行。

3.煤場擴建改造

為使入爐煤質量均勻，必須將煤泥、劣質煤、原煤摻配均勻。徐礦發電公司原1#煤場存煤能力僅為12萬噸，缺乏摻配場地。為了提高煤炭存儲能力和緩解煤炭摻配壓力，徐礦發電公司在工程預留場地內建設了2#煤場并同步建設了防風抑塵網，既解決了摻配煤場地問題，又有效地減少煤堆的揚塵，改善了廠區及周邊地區的生產和生活環境。

4．增加煤炭盤高設備

1#西煤場主要存放煤泥，使用汽車進煤，鏟車堆高，盤煤高度僅為4m，限制了公司煤泥存放量。為此，徐礦發電公司在煤場增加了一條移動皮帶機用來堆高煤泥。移動皮帶機運行長度20m，堆煤高度6m，整機可在煤場移動，通過車架與6件輪組連接，其中2件直行，4件可轉向。使用移動皮帶機后，能增加煤泥存放量約5000噸。

5.輸煤系統除塵改造

大量摻燒煤泥后，輸煤系統揚塵增加，加上原輸煤系統的除塵器設備老化，出力降低，造成現場煤塵濃度超標，嚴重危害著職工的身體健康。經過調研論證，徐礦發電公司對輸煤除塵系統進行了改造，在C7A、C8A、C9A、C11A皮帶機尾部導料槽上各增加一臺自降塵除塵器和高效減壓裝置，并對原有除塵設備也進行了整修。改造后，對輸煤系統粉塵濃度進行測量，指標遠低于徐州市職業病檢查要求的4mg/m3，滿足現場除塵要求。

三、大量摻燒煤泥后對運行參數的影響

鍋爐在大比例摻燒煤泥期間，各項運行參數穩定，煙、風系統正常、穩定；各級過熱器和高溫再熱器管壁不超溫；水冷壁壁溫分布均勻，不超溫；減溫水量少量增加，排煙溫度略有下降；床溫各點溫差減少；原高負荷下床溫偏高問題得到控制；爐膛差壓提高，爐物料分布合理；二氧化硫、氮氧化物排放趨于穩定。煤泥摻燒對鍋爐實際運行參數影響較小，達到了可控可調節范圍內，能夠安全、穩定、連續運行。

同時，圍繞劣質煤摻燒工作，徐礦發電公司明確了管理流程，對各部門相關工作進行詳細分工，建立完善劣質煤摻燒協調機制。針對鍋爐大量摻燒燃泥后，鍋爐實際燃用煤種偏離設計煤種，加之機組負荷受省調AGC控制，每時段負荷變化較大的實際，鍋爐運行技術人員經過兩年多的摸索、總結，形成了大幅度升降負荷、旋風分離器回料不穩、流化不良、環保參數波動等情況下的精細化操作要求；并結合公司循環流化床特點，制訂多項事故防范措施，從而保障了鍋爐機組的安全穩定運行，以及環保數據的合格，穩定。徐礦發電公司還充分利用MIS系統，對定期工作進行數字化管理。結合運行、檢修規程，設置定期工作。根據定期工作周期按時提醒執行相關定期工作內容，記錄定期工作完成情況、執行人以及相關匯報總結信息，并記錄并形成臺賬，促進了預防性維修的有效性，提高了設備的可靠性，保證了劣質煤摻燒工作的順利開展。

四、效果分析

徐礦發電公司摻燒60%以上煤泥已運行近兩年，2015年煤泥采購比例達到67.08%。增加煤泥摻配比例，不僅能直接降低煤炭的采購成本，年增加利潤近3000萬元，還能夠通過降低入爐煤的熱值，獲取熱值價格差異，從而間接獲得年利潤約4800萬元。截至2016年6月，已連續順利成功申報退稅11個月，累計實現退稅2585.33萬元，不僅大大提高了公司的經濟效益，而且為公司持續創效奠定了堅實的基礎。

（作者系徐礦綜合利用發電公司董事長、黨委書記）

（責任編輯：周 瓊）