2×220 t/h循環流化床鍋爐建設運行總結

申 靜，李戰學

(陽煤豐喜肥業〔集團〕有限責任公司，山西運城 044000)

1 項目建設背景

山西陽煤豐喜集團利用稷山焦化工業園區內焦化企業副產焦爐氣新建1套300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素裝置，該項目于2013年5月開工建設，于2015年10月竣工投產。

該項目主要生產裝置(單元)包括：焦爐氣凈化處理(包含氣柜、電捕焦油、變溫吸附、焦爐氣壓縮、加氫、深冷分離)、氣化、變換、低溫甲醇洗、合成氣壓縮及氨冰機、氨合成、尿素裝置、空分、鍋爐、硫回收、CO2壓縮等。

該項目新建2臺220 t/h循環流化床鍋爐，考慮到裝置距離鄉寧煤田較近，使用原料為鄉寧煤田出產的貧瘦煤，該煤種儲量大、發熱值高、價格低。

2 新建裝置工藝流程

該220 t/h高溫高壓循環流化床鍋爐本體設備由華西能源公司提供，其中汽水系統采用母管制方式運行，給水系統也采用母管制；給水泵為2×100%容量的電動給水泵(運1備1)；除渣方式采用水冷式滾筒冷渣器排渣；鍋爐采用半露天布置，運轉層標高為8.0 m；循環流化床燃燒方式。鍋爐裝置主要由1個膜式水冷壁爐膛、2臺汽冷式旋風分離器和1個由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)等三部分組成[1-3]。

在燃燒系統中，煤倉中的燃料煤由給煤機送入鍋爐爐膛中，一次風機送出的空氣經一次風空氣預熱器預熱后由風道引入水冷風室，通過水冷風室進入燃燒室；二次風機送出的空氣經二次風空氣預熱器后進入爐膛。燃料煤和空氣在爐膛內呈流動狀態燃燒，并與受熱面進行熱交換產生蒸汽。煙氣攜帶大量未燃盡燃料煤在爐膛內逐步向上移動并進一步燃燒放熱，隨后經爐膛出口進入汽冷式旋風分離器，在旋風分離器絕大部分固體物料被分離出，經返料器返回爐膛進一步循環燃燒。分離后煙氣經轉向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一次風空氣預熱器、二次風空氣預熱器，由尾部煙道排出。風室底部設有2個排渣口，通過控制排渣量使床層壓力維持在合理范圍內，以保證鍋爐的良好運行。

鍋爐汽水系統回路包括：尾部省煤器、鍋筒、水冷系統、汽冷式旋風分離器進口煙道、汽冷式旋風分離器、HRA包墻過熱器、低溫過熱器、屏式過熱器、高溫過熱器及連接管道。鍋爐給水進入尾部煙道省煤器進口集箱后，逆流向上經過省煤器管組進入省煤器出口集箱，通過省煤器引出管進入鍋筒。

給水通過集中下降管、分散下水管和下水連接管進入水冷壁和水冷蒸發屏進口集箱，給水在向上流經爐膛水冷壁、水冷蒸發屏過程中被加熱成汽水混合物，通過汽水引出管引入鍋筒進行汽水分離。被分離出來的水重新進入鍋筒水空間，進行循環；分離出的飽和蒸汽由鍋筒頂部蒸汽連接管引出，隨后進入汽冷式旋風分離器入口煙道的上集箱，再由連接管引入分離器下部環形集箱。隨后進入尾部豎井前包墻集箱，由連接管引入左右側包墻下集箱，向上進入側包墻上集箱，再通過連接管進入低溫過熱器進口集箱進行換熱，隨后從鍋爐兩側連接管進入爐前屏式過熱器進口集箱，流經屏式過熱器受熱面后，從鍋爐兩側連接管返回到尾部豎井煙道中的高溫過熱器進行換熱，最后合格過熱蒸汽由高溫過熱器出口集箱引出。

3 新建裝置投資情況

該項目總投資約15 000萬元，其中土建投資約3 000萬元，設計費、設備、安裝、材料等其他投資約12 000萬元。各種靜止和運轉設備總共171臺，其中靜止設備59臺，運轉設備112臺。鍋爐裝置中主要靜止設備、運轉設備的參數分別見表1和表2。

表1 鍋爐裝置主要靜止設備參數

4 裝置運行情況

該項目新建2臺220 t/h循環流化床鍋爐，使用原料為鄉寧煤田出產的貧瘦煤，其煤質參數見表3(燃料粒度要求：粒徑分布0～9 mm，d50=1.5 mm)。

表2 鍋爐裝置主要運轉設備參數

表3 燃煤煤質參數

2臺220 t/h循環流化床鍋爐開1備1，裝置投產后第1年累積運行時間超過7 500 h，第2年累計運行時間超過8 000 h。裝置主要運行性能如下：鍋爐額定出力220 t/h，過熱器出口額定蒸汽壓力9.81 MPa，過熱器出口額定蒸汽溫度540 ℃，鍋爐額定給水溫度158 ℃，排煙溫度≤140 ℃，鍋爐在30%～100%負荷下能連續穩定運行并有10%短時超負荷能力； 鍋爐的正常排污率不應超過2%，正常補給水量為5%；鍋爐的保證熱效率應不低于89%，飛灰含碳質量分數≤8%，底渣含碳質量分數≤1.5%；過熱器蒸汽側壓降≤1.19 MPa，省煤器水側壓降≤0.39 MPa；噸蒸汽煤耗0.135 t。

5 結語

自2015年7月開車調試開始，截至2015年12月中旬，鍋爐裝置共啟爐10次，運行臺時1 700 h，各項工藝指標波動小，產汽量穩定，完全達到設計要求，實現了220 t/h鍋爐的一次開車成功。運行情況表明：該裝置具有運行穩定、煤耗低、蒸汽品位高、可調負荷范圍寬等優點。