煤泥混燒運行方式在循環流化床鍋爐燃燒調整中的應用

總結了在130t/h循環流化床鍋爐上進行的煤泥混合燃燒運行調整分析，探討了循環流化床鍋爐燃燒煤泥的機理，確定了循環流化床鍋爐摻燒煤泥的最佳方式及應采取的有效措施。

【關 鍵 詞】 循環流化床鍋爐 、煤泥、機理、調整

前言：循環流化床燃燒是一種高效、低污染、燃料適應性廣的燃燒方式，循環流化床鍋爐幾乎可以燃燒任何燃料，包括煤泥、石油焦、造紙污泥、油渣、樹皮以及垃圾等工業和生活廢棄物。以節省廢棄物的處理費用、提高生產的經濟性、降低對環境造。多燃料循環流化床鍋爐在實際運行中，由于燃料的水分含量、熱值變化較大，以及燃料在燃料倉和輸送裝置上的分層現象會造成給料系統給料時的不均勻性，這些問題均會造成進入爐內的燃料熱值發生波動，從而使多燃料循環流化床鍋爐的運行參數發生不斷波動。

一、情況簡介
泰安市泰山東城熱電有限責任公司坐落在山東省泰安市東部高新開發區。由山東立人集團投資建設，是一座現代化環保型綜合利用電廠，現有兩臺130t/h 循環流化床鍋爐，均為濟南鍋爐廠生產。我公司自投運以來，燃料的價格問題一直是困擾我公司經濟效益的一個突出點，如何提高公司經濟效益、降低運行成本，尤其是燃料成本，成為近一段時間我公司亟待解決的問題。為此，我公司本著節資降耗、提高效益原則，在2006年3月份對循環流化床鍋爐煤泥混燒的方案進行調研，并與2006年7月對我廠鍋爐進行優化改造，在06年8月份投入運行，運行以來我公司掌握了煤泥混燒的成熟技術，滿足了鍋爐出力要求，消耗了大量煤泥，現我公司煤泥摻燒比例高達95%以上，為公司帶來了良好的經濟效益。

二、設備簡介
我公司130t/h中溫中壓循環流化床鍋爐為濟南鍋爐廠生產，型號為YG—130/3.82—M6，屬單汽包、自然循環鍋爐，采用由燃燒室、爐膛、水冷旋風分離器、返料器組成的循環燃燒系統，爐膛為膜式水冷壁結構，過熱器分兩級過熱器，尾部設二級省煤器和一、二級風預熱器；點火方式為床下動態點火，爐前采用正壓給煤；含灰煙氣經旋風分離器分離，大部分經返料器返回爐膛循環再燃，隨煙氣排走的微細顆粒被電除塵器收集

三、煤泥泵送系統
煤泥泵送系統由撮合機、煤泥皮帶、攪拌倉、MBS30型濃料泵、煤泥輸送管道構成。濃料泵可由就地泵房和熱控室鍋爐DCS控制。，水份控制在30%～35%，然后由濃料泵通過煤泥輸送管道將煤泥輸送到鍋爐爐頂，從爐頂落入鍋爐燃燒室燃燒。煤泥輸送管道長約160米，爬高約40米。

四、鍋爐改造、燃燒機理
鍋爐采用單點給料方式，在鍋爐頂部、燃燒室上方開孔，將煤泥輸送管道伸入鍋爐，以便煤泥能從爐頂落入燃燒室，由于此處為負壓區，只采取簡單封堵措施即可。 循環流化床鍋爐在正常運行時約有0.8米左右的料層，床溫一般保持在850～950℃。床料基本是由次煤燃燒后形成的爐渣，密度較大、耐磨性較好。煤泥進入爐頂，形成塊狀落下，距鍋爐布風板約有30米的距離，考慮煙氣行走帶來的阻力，大約需要4秒的時間，在此期間入爐的煤泥由于急劇受熱，外表皮干燥、固化，由于煤泥外水較大（30%左右）內部煤泥外水快速汽化，產生爆炸，將塊狀煤泥爆成粉碎狀，使煤泥完全燃燒。由于密度的差異，小塊煤泥將“漂浮”在沸騰層中燃燒，不會沉積在布風板上而影響鍋爐的流化質量。

五、燃燒調整
1、煤泥燃燒的投入：
1.1鍋爐啟動后，通知煤泥泵值班員只做煤泥上料的準備工作，但禁止立刻投煤泥。
1.2鍋爐燃燒工況穩定，當鍋爐出口煙溫達到750℃方可進行煤泥投料。若出口煙溫較低，投入到爐膛內的煤泥水分無法析出，影響煤泥爆燃的過程。下落到布風板時無法完全爆裂，影響床料流化質量。
1.3投料初期，煤泥管路內水分較大，投料過程應緩慢，投料過程中要經常與煤泥泵值班員聯系。泵送時應保證煤泥的濃度，煤泥不宜過稠也不宜過稀，煤泥含水分30%為宜，過稠增加管道磨損，易堵塞煤泥輸送管道；過稀水分過大，易澆滅爐火；煤泥調節負荷時，反映較慢，不要盲目增減煤泥，最好是1％的調整，有一段時間的反應過程，調節間隔為5～10min，燃燒工況不穩定時應延長調節間隔時間，或減小煤泥給進量，待正常后再進行調節，根據床溫、煙氣氧量等參數的變化同步減少給煤量。
1.4如投煤泥過程中，燃燒工況出現異常或床溫變化較大，及時停止煤泥改用給煤機給煤進行調節。
1.5投煤泥的整個過程，司爐要勤與煤泥泵站聯系，同時增加爐前觀察次數。根據爐內實際情況及時進行風量、煤量等鍋爐調整，控制好床溫，保持穩定。
2、煤泥燃燒的參數控制：
2.1爐床溫度的控制：運行中司爐要密切監視爐床溫度，并積極調整給煤量或煤泥量，保持床溫穩定。爐床溫度一般控制在900℃～950℃之間，過高易結焦，過低易滅火，正常控制最低不應低于800℃。爐床溫度變化較大時，除調節煤泥量和給煤量外，還應調節送風量，但嚴禁低于最低流化風量。對于料層溫度、返料器溫度不均衡現象，應利用對應的不均衡給煤機進行調節，盡量減小床溫偏差。
2.2料層差壓的控制：由于煤泥顆粒較小、質量輕，在爐內燃燒短，燃燒過程發生在爐膛稀相區，爐膛熱慣性相對較小，這就需要爐內有較多的蓄熱能力，也就是要保持較高的料層，料層差壓一般保持在8400Pa～9000Pa ；由于燃燒煤泥料層增長很慢或降低，運行中應適當給煤，以補充底料的數量及可燃物含量。應定時（每小時）用不同渣管輪流放渣，用來了解爐內燃燒情況和渣管暢通情況。?
2.3返料器灰量的控制：一般情況利用返料風室壓力來監視返料器灰量，返料風室壓力一般保持在14KPa～16KPa之間，通常利用放循環灰進行控制。放灰時，嚴禁只使用一個放灰管放灰，應根據實際情況，兩灰管輪換使用，充足的返料器灰量才能保證較高的循環倍率，保證鍋爐的帶負荷能力及效率。
2.4返料溫度的控制：一般控制在900℃～950℃之間，嚴禁超過980℃，平時要與爐床溫度對照。
2.5爐膛負壓的控制：一般控制在0～-50 Pa之間。由于煤泥顆粒較小，入口又在爐頂（距爐膛出口較近），很容易被煙氣帶出爐膛，易造成鍋爐尾部煙道在燃燒；因此需要保持較低的爐膛負壓。若爐膛出口負壓過大，如果尾部煙溫上升很快，說明有大量的煤泥顆粒進入尾部煙道，此時，應迅速退出煤泥系統運行，減小一、二次風量和引風量，降低煙氣流速來解決。?
2.6灰渣可燃物的控制：為降低排渣熱損失，提高鍋爐效率；我公司以定期補充料層的方式，在正常運行時完全燃燒煤泥，當層經長時間在爐內磨損消耗，無法維持料層時，啟動給煤機，進行補充底料。基本實現爐渣的“零”排放。
2.7正常運行中應經常注意監視各部位的煙氣溫度和煙氣壓力，通過各部位煙溫和壓力來分析爐內燃燒情況。
3、煤泥的退出：（事故狀態下，可直接停運煤泥泵）司爐在接到值長壓火或停爐命令后，及時通知煤泥泵值班員，如需要停泵，等燒盡管道內的煤泥后，迅速遞減煤泥投入量，增加給煤機開度維持燃燒。煤泥系統退出后，為防止鍋爐尾部煙道二次燃燒，應在煤泥系統退出運行30分鐘后，方可進行停爐操作。在事故狀態下進行停爐時，應延長引風機運行時間，通風10分鐘后方可停止引風運行。

六：社會效益與經濟效益分析：
1、燃料的價格問題一直是困擾我公司經濟效益的一個突出點，如何提高公司經濟效益、降低運行成本，尤其是燃料成本，成為我公司亟待解決的問題。煤泥與相同發熱量的混煤相比較，價格上降低約130元/噸。如全年消耗20萬噸煤泥可節省資金2600萬，這對電廠來說相當可觀。
2、煤泥利用中污染物排放
煤泥同中煤、煤矸石一樣含有硫化物，但硫化物的存在形式卻有很大不同。在煤矸石中硫通常以有機物（含碳化合物）的形式存在，而在煤泥中則主要以無機物（不含碳化合物）的形式存在。在爐內高溫高壓燃燒時，無機硫化物較有機硫化物難分解，因而煤泥產生的二氧化硫較煤矸石低的多。同時由于煤泥的發熱值通常是煤矸石的3~4倍，產生同樣電能所需煤泥較中煤、煤矸石都要少。因而綜合分析利用煤泥作為燃料，能大量減少有害氣體的排放。