循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的技術(shù)應(yīng)用與分析

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的技術(shù)應(yīng)用與分析

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

介紹了中海油華鶴公司3臺循環(huán)流化床鍋爐在設(shè)計、建設(shè)過程中，燃燒劣質(zhì)煤燃料的技術(shù)應(yīng)用，并從設(shè)計、運行及經(jīng)濟方面進行分析，總結(jié)設(shè)計中的問題和不足，并對以后運行中問題提出技術(shù)建議。

流化床鍋爐；劣質(zhì)煤；建議

中海石油華鶴煤化有限公司自建3臺循環(huán)流化床鍋爐，由天辰設(shè)計院設(shè)計和上海鍋爐廠制造。鍋爐采用水冷旋風分離器、高溫高壓自然循環(huán)的形式。整套裝置在建造的過程中，由于煤炭市場和價格的變化，導(dǎo)致鍋爐燃燒的原設(shè)計煤種產(chǎn)量減少，而且煤炭的價格持續(xù)走高，運行的成本將大幅度提高。公司經(jīng)過與設(shè)計院、制造廠家進行技術(shù)交底，決定對3臺循環(huán)流化床鍋爐進行技術(shù)改造和創(chuàng)新，將原設(shè)計燃燒煤種改成燃燒劣質(zhì)煤，并從環(huán)保、運行、設(shè)備參數(shù)方面對鍋爐進行優(yōu)化，進而達到燃煤劣質(zhì)煤的條件。

1 劣質(zhì)與設(shè)計煤種的參數(shù)比較

從表1可以比較出，劣質(zhì)煤和原設(shè)計煤種有較大的變化，特別是揮發(fā)分、熱值和灰分方面。揮發(fā)分提高了51.99%，熱值降低了13.99%，灰分提高了54.99%，劣質(zhì)煤的各項參數(shù)均存在大幅度變化。

表1 煤種比較

2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的可行性分析

本公司的鍋爐裝置已經(jīng)在建造中，燃燒煤種發(fā)生如此大變化，勢必會對鍋爐的運行和穩(wěn)定性造成較大影響，因此只能從循環(huán)流化床鍋爐的煤種適應(yīng)性以及設(shè)計角度對設(shè)備燃燒劣質(zhì)煤的熱力特性進行技術(shù)改造，進而驗證鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的可行性。校核結(jié)果如表2所示。

表2 設(shè)計煤種和燃燒劣質(zhì)煤的熱力特性分析對比

根據(jù)燃燒劣質(zhì)煤和原設(shè)計煤種熱力特性對比表中可以看出，循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤對鍋爐的出力、熱效率、各運行參數(shù)均能滿足設(shè)備要求，其中計算鍋爐的熱效率下降了0.89%，但是鍋爐的煙氣量、風量都沒有太大的變化，而鍋爐的渣量和灰量增加了69%，鍋爐尾氣的含塵量提高了59.9%，因此從各項參數(shù)中可以分析出：鍋爐燃燒劣質(zhì)煤對鍋爐有一定的影響，但是滿足設(shè)計和運行的要求。但煤種的變化會對其他設(shè)備也產(chǎn)生影響，因此要對其他設(shè)備進行設(shè)計改造和變更。

3 鍋爐輔機燃燒劣質(zhì)煤的設(shè)計分析

鍋爐燃用低質(zhì)煤后，各項參數(shù)較原設(shè)計煤種變化較大，煤的熱值降低了13.9%，灰分提高了15.9%，根據(jù)熱力參數(shù)的變化情況，對主要熱力參數(shù)的變化進行分析和總結(jié)：

1）鍋爐的空氣量增加0.49%、并且排煙量增加了1.89%。空氣量和煙氣量的變化直接對循環(huán)流化床鍋爐的通風平衡有影響，但是空氣量和煙氣量的變化值不大，因此各風機還是能滿足設(shè)備的運行，因此循環(huán)流化床鍋爐的主要風機不需要改變設(shè)計。

2）燃燒劣質(zhì)煤種時，鍋爐的飛灰濃度由28.99g/m3（標）提高至49g/m3（標），與原設(shè)計值相差還是比較大的，并且飛灰的濃度較原設(shè)計值增加了59%，因此必須對除塵系統(tǒng)進行重新設(shè)計，鍋爐除塵器的設(shè)計變更見表3。

表3 除塵器的設(shè)計變更

鍋爐的除塵面積增加了將近980 m2，進而導(dǎo)致除塵的脈沖吹灰閥和除塵布袋數(shù)量的增加，而且除塵系統(tǒng)占用的面積將增大。最終建設(shè)時采用：除塵進風的高度不改變，但是除塵系統(tǒng)由12×159條袋/箱改為12×189條袋/箱，布袋的大小維持原來的Φ159×6 000mm，最終每個除塵器增加了280個布袋，除塵面積增加了1 050 m2，通過以上的改造，除塵系統(tǒng)滿足鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的要求，除塵效果滿足國家對企業(yè)環(huán)保的要求。

3）燃燒劣質(zhì)煤時，鍋爐的排渣量增加了1.22倍，排渣的負荷增高，對排渣器的要求將提高，因此必須對排渣器的設(shè)計進行相應(yīng)的變更，變更的數(shù)值見表4，

表4 排渣變更數(shù)據(jù)

由表4可以看出，冷渣器的出力和冷卻水量都有了很大的變化，為了保證鍋爐的正常排渣，必須對冷渣機的技術(shù)參數(shù)進行重新設(shè)計，冷渣機的內(nèi)過渣管道由φ220的管24根，改為φ280的管15，冷渣機的進出口距離由原來的5 500 mm提高至7 000mm，這樣不僅增加冷渣機的換熱面積，同時也增加了出力，經(jīng)過調(diào)整后，冷渣機的出力滿足鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的要求。

4）鍋爐燃用劣質(zhì)煤后，導(dǎo)致鍋爐的燃煤量由原來的26.99t/h提高至32.1t/h，而循環(huán)流化床鍋爐采用了4臺給煤機，每臺給煤機的出力是14 t/h，因此給煤系統(tǒng)滿足鍋爐燃用劣質(zhì)煤的要求。

其他輔機設(shè)備如脫硫系統(tǒng)、給水系統(tǒng)都與設(shè)計院溝通，其設(shè)計參數(shù)均滿足鍋爐燃用劣質(zhì)煤的要求，設(shè)計參數(shù)不需要改變。

4 鍋爐燃用劣質(zhì)煤的經(jīng)濟分析

本地區(qū)的優(yōu)質(zhì)煤價格為510元/t，而劣質(zhì)煤的價格為350元/t，差價為160元/t。燃用劣質(zhì)煤后，需要投入的費用為220萬元，而一年節(jié)省的燃煤費用為4 500萬元，因此每年為企業(yè)節(jié)省費用為4 280萬元。

5 結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐燃用劣質(zhì)煤改造是一個復(fù)雜的工程，施工和設(shè)計方面均需要作出很大改變，改造難度大，但是通過主機和輔機設(shè)計值的優(yōu)化和改造，還是能滿足其運行。只有在運行的調(diào)整、廢物排放的優(yōu)化、提高鍋爐熱效率等方面進行深入的探索，才能取得最佳的運行效果和較好的經(jīng)濟效益。

[1]陳兵.煙氣脫硫技術(shù)與發(fā)展[J].工業(yè)鍋爐，2002，（3）：66-69.

[2]閆維平，于希寧.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制過程分析[J].鍋爐技術(shù)，2001，17（4）：35-37.

Application and Analysis of Circulating Fluidized Bed Boiler by Bad Coal

Zhang Rui-shan

Describes the CNOOC Huahe copany 3 circulating fluidized bed boilers in the design，construction，fuel quality coal combustion technology，and analyzed from the design，operation and economic aspects，summarize the problems and deficiencies in the design，and after technical advice running problems.

bad coal；fluidized bed boiler；recommendations

TK229.6

A

1003–6490（2016）04–0014–02

2016–04–15

張瑞山（1985—），男，黑龍江雙鴨山人，助理工程師，主從事熱能動力方面的研究工作。