循环流化床锅炉综合利用掺烧技术分析_韩超.pdf

设备管理与维修2023 5（下）参考文献1王铁军.离心压缩机干气密封失效分析 J.风机技术，2020（S1）：44-48.2徐旭康.离心压缩机干气密封故障原因分析与处理 J.化工管理，2019（17）：153-154.3刘晓晨，穆坤，余光兴，等.离心式压缩机干气密封运行维护研究 J.四川化工，2022，25（2）：13-16.4杨烨，渠建儒.离心式压缩机干气密封系统常见故障分析 J.天然气与石油，2015，33（3）：87-89，94.编辑吴建卿0引言煤泥属于一种半固体，是洗煤的一种副产品。依据构成的机制和特点，黏土种类有：炼焦煤选煤厂的浮选尾煤、煤和水混合在一起产出的煤泥和矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水将煤泥冲刷下来。随着能源和煤炭工业的快速发展和国家煤炭政策的调整，中国煤炭工业正在大规模集中发展。由于煤炭的高度集中和广泛的竞争，洗煤是未来煤炭行业的特点之一。目前，中国的平均洗煤率约为 65%，每年可生产 4 亿吨低温煤，如洗煤和发电。到 2020 年，全国洗煤率达到 80%以上，煤炭、黏土、石材、洗煤等低热值产品产量大幅增加，同时也带来很多需要就近或就地集中处置的问题。煤泥有一定的热值，掺烧煤泥能够通过原煤与煤泥之间的差价，节省燃料费用，不仅可以保护环境还可以提高煤炭和能源公司的经济效益。循环流化床主要使用黏土混合物：干黏土与电厂的输煤系统混合，以机械方式给锅炉进料，压泵将湿黏土送入锅炉。全国各大集团现役 CFY 电厂，据不完全统计，目前有近 100 台 100 MW 以上的现役 CFB 机组，进行大规模的掺烧煤泥改造项目。1火力发电厂煤泥的掺烧方式煤泥可以直接构成浆或干燥成型利用，根据目标分为直接电燃烧、混合煤制备、水煤气化和蒸汽干燥过程。包括全过程、施工联盟、化学品、活性炭颗粒等。煤泥是一种低热值燃料，其用途之一是燃烧发电，火电厂的煤泥掺烧方式包括将煤泥干燥后马上进行掺烧、构成浆液后再进行掺烧、构成一定模型后进行掺烧。1.1煤泥干燥后直接掺烧对煤泥掺烧的影响最重要是煤泥高黏度和含水量高，这可能造成煤炭运输系统被碳堵住，没有办法输送煤到给煤机。因此，干燥煤泥是将煤泥掺烧问题充分解决的最好方法。干燥煤泥最重要的方法有自然干燥、烟气直接干燥、蒸汽间接干燥。1.1.1自然干燥法自然风干法意味着气化煤泥中的水分，利用太阳热辐射或自然风的力量，从而使煤泥干燥。该方法具有设备投资少、成本低、不被位置限制、干燥过程控制范围广等优点。缺点在于干燥过程缓慢，干燥时间长，天气对所需干燥效果的影响显著增加（如雨水造成煤泥水分变多）、产品质量差。（1）对于煤泥，能够采用附带松土器的推煤车进行晾晒，然后可以获得干燥。（2）应正确避免输煤系统的堵塞，尤其要注意循环流化床机组输煤系统的特点。为了得到掺烧自然干燥的煤泥，需要改进输煤系统：之前的高频双旋转筛筛分系统变为高幅振动筛；输煤系统落料管不采用螺旋落料管，而采用直线形落料管，且不采用耐磨衬板而采用胶带；根据输煤系统落料管的粘煤状况增加振打器，并对振动器的方位进行调整。（3）考虑到锅炉原煤仓蓬煤的情况，为了让煤泥掺烧自然干燥，特别对锅炉原煤仓空气炮进行增加和改进，同时定期进行通过空气炮清理煤仓粘煤。（4）由于原煤仓中的燃煤发动机发生故障，为了避免产生煤机没有煤后锅炉的燃烧情况产生波动，把给煤机没有煤的信息从煤机出口传送到入口，这样在煤机没有煤时，在很短时间内原煤仓空气炮进行连锁启动，振打蓬煤，使煤机的断煤时间变短，将给煤机没有煤对锅炉燃烧的影响降低到最低。（5）用掺有煤泥的煤，和没有掺煤泥的煤，应根据时间、负荷和吨数先后加煤，以缓解煤仓爆煤。1.1.2烟气直接干燥法烟气直接干燥法把热烟气和煤泥完全接触。热量以对流、传导、辐射的方式导向煤泥，煤泥水分逐渐汽化，煤泥水分由热烟气带走，而达到煤泥的干燥。这种方式的优势是，干燥介质和煤泥充分接触，并且有很高的热效率和很高的干燥强度。另外，这个设备摘要：洗煤过程中会产生大量煤泥，煤泥颗粒很细，黏度、灰分很高，产热量很低，运输困难。因为黏土很低，特别是在发电厂产能下降的阶段，最大限度燃烧黏土的解决方案成为公司盈利的关键。关键词：煤泥；掺烧；循环流化床锅炉；电厂中图分类号：TK227.1文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.69循环流化床锅炉综合利用掺烧技术分析韩超（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗154100）157设备管理与维修2023 5（下）结构简单，独立处理能力强。其不足之处在于，热气排放指数必须满足国家环境要求，必须添加适当的环境设备。（1）由于烟气与土壤之间的直接热交换，烟气中存在大量粉尘，需要提高粉尘处理系统的可靠性。（2）目前，发电厂烟气排放的环境指标可以转移到相关的在线环境监管机构，这需要烟气排放指标。干燥系统也应在线监督，会增加投资成本。因此，在使用这种干燥方法时，有必要依据实际环保状况对热气体进行优化并排放出来。1.1.3蒸汽间接干燥法蒸汽间接干燥法是蒸汽和煤泥充分接触、将热量传递给煤泥，通过传导和辐射加热和干燥水材料。这项技术的优点是煤泥不能直接接触干燥的环境，粉尘和硫磺问题能够轻易地解决。但其不足是由辐射和传导进行控制，干燥强度低，限制了处理能力。实际应用表明，采用蒸汽干燥污泥的介质加热方式为蒸汽，但生产成本高。1.2煤泥制成浆液进行掺烧煤泥转化为浆液，浆液从管道系统输送至熔炉，并从预加载设备输送至混合罐的燃烧室。煤泥通过 4 种方式输送至炉膛，给料方式分别为锅炉密相区雾化给料、锅炉回料阀给料、炉膛中下部给料、炉顶给料。1.3煤泥成型后进行掺烧煤泥成型是指煤泥根据合适的工艺，加工成拥有一定物理尺寸、形状的小煤泥，然后将煤以适当的混合，送入锅炉燃烧。实践中需要注意的问题有：（1）煤泥成型的掺烧方式，具有投资低、运行成本低的优点。石灰粉可以添加到煤泥形成过程中，以提高脱硫效率并减少熔炉中脱硫石灰石的使用，经济效益明显。（2）对煤泥的要求很高，当黏土与石头或其他大颗粒混合时，煤泥会导致设备裂缝。（3）另外，黏土块的压力不可以长期保存，以防止水分被蒸发掉，小煤泥块在进入熔炉时不会爆炸，从而增加不完全燃烧损失，降低锅炉效率。2大型 CFB 锅炉大比例掺烧煤泥主要问题由于煤泥的直径不同，在这个过程中发现的问题实际上可能不同，但应特别注意以下 3 个问题。2.1煤泥给料不均及成团现象煤泥通常由锅炉挤压机泵送。由于煤泥湿度高、松软，不易携带，因此煤泥泵通常应达到压力输入的兆帕斯卡水平，需要多次输入以确保熔炉中有足够的泥浆。在煤泥输送管道的设计中，在转换过程中容易导致不同管道长度的变化，这可能会导致管道阻力的变化，从而导致材料投入的不匹配。依据不一样的燃烧位置，不同煤泥的给加分为从炉顶给进和从炉前给进两种。煤泥很容易凝结成煤团。煤泥的灰分和含水量决定了煤团的大小。煤泥放入熔炉，煤泥表面的水被快速地蒸发，并在煤泥表面形成灰色外壳，难以分散。这种颗粒状粘液很难在炉下流动和沉积。随着越来越多的厚颗粒被放置在下方，熔炉中的有效流量将不会改变，最终结焦将停止熔炉。从长远来看，熔炉将无法稳定运行。2.2床温和床压控制困难因为煤泥的含水量很高，煤泥构成团、被护送到炉膛后，很多水分被蒸发掉，并将在高温下吸收热量，造成温度降低。煤泥的含水量决定了这层的低温。当煤泥采用分散的状况到达炉膛后，会在炉膛中上部形成很多高张力的小颗粒，这些颗粒也很容易收集成团。当熔炉中收集的一定数量的煤泥团时，烟气流就无法承受悬浮的煤泥团。煤泥团立即破裂，就会回落到炉膛底部，造成床压大幅度波动，波动剧烈时就会立即塌床，如果渣子正在排放，冷渣器滚筒就会涌出很多渣子。2.3高温烟气中细颗粒灰大幅增加全燃煤泥工作状况下，燃料的颗料非常细，会有很多烟气产生，尾部加热部分有大量灰尘。同时因为相比燃煤的水分，煤泥水分要高很多，烟气含量显著增加，烟气流速显著增加。这两种原因的结合会导致尾翼加热表面温度的恶化，导致二次燃烧飞动的灰，并容易导致压缩空气加热粉袋移除设备的严重事故。同时，设备的表面温度升高，加深磨损后多次导致爆炸。3循环流化床锅炉综合利用掺烧技术3.1混合煤质（烟煤+煤研石）的燃烧调节如果一台给煤装置故障，混合煤质（烟煤+煤研石）给煤装置的 3 台刮板式给煤机中的两台可以保证 100%的出煤能力。落煤管的上方有送煤风，下方离水冷壁很近的地方有播煤风，给煤利用重力作用和送煤风，顺着落煤管滑到炉膛播煤风管，和每个落煤管的接口相连，同时匹配风门，将入口的风量控制住。让锅炉保持正常运行的床温保持在 850950，低于 760 则无法正常工作，可根据煤种的变化进行灭火。床层温度可适当调整，但不能超过 1050，监测和控制层温度不超过 9000，以有效控制氮氧化物的排放。炉内压差应控制在 1200 Pa。其次，如果灰太大，应及时放返料灰。3.2煤泥泵送系统的操作在煤泥泵送系统投入运行之前，在煤泥泵送系统启动后，严格控制锅炉的参数，以保持运行缓慢，并增加锅炉氧量，防止油罐中进入太多煤泥而发生爆炸。严格对氧气含量的变化进行监测，依据炉膛温度，合适地增强煤泥泵转速、降低锅炉给煤机转速，以保持锅炉参数的正常运行。4结论通过煤泥发电，使煤泥成为能利用的珍宝，不仅可以保护环境，还能综合利用资源，经济效益和社会效益非常明显。循环流化床机组应基于当地条件，通过技术创新并结合自身条件，提高煤泥的掺烧强度。参考文献1孙立新，国平，许金德.220 t/h 循环流化床锅炉煤泥掺烧技术探讨 J.锅炉制造，2010（4）：5-7.2奥慧琦，党超.循环流化床锅炉煤泥掺烧技术探讨 J.陕西电力，2011（3）：73-75.3李远飞.350 MW 超临界循环流化床锅炉煤泥掺烧技术 J.图书情报导刊，2012，22（17）：124-127.4甘政.大型循环流化床锅炉污泥掺烧技术研究 J.电力设备管理，2020（5）：3.5张挚.循环流化床锅炉煤泥掺烧技术探讨 J.数字化用户，2019（19）：152.编辑吴建卿158