技術優(yōu)化實現(xiàn)煤泥大比例摻燒

束金根

淮南礦業(yè)集團電力有限責任公司 安徽 淮南 232033

0 引言

煤泥是煤洗選過程中的一種排放物，其中所含的顆粒很細，通常都在0.5mm以下。煤泥具有高水分（含水量在25%~40%之間），高粘性，高灰分（一般在40%~70%之間）的特性，是煤炭企業(yè)環(huán)境污染的主要來源之一。隨著煤泥輸送系統(tǒng)技術的發(fā)展成熟，循環(huán)流化床鍋爐摻燒煤泥發(fā)電將是循環(huán)流化床鍋爐資源綜合利用的一個重要內容。利用煤泥作為發(fā)電燃料，將進一步提高煤炭企業(yè)的資源綜合利用能力，將以前的環(huán)境污染物轉化為潔凈電能；同時極大地降低燃料成本，進一步提高發(fā)電企業(yè)的經濟效益。

1 實施背景

1.1 滿足礦區(qū)環(huán)境保護及可持續(xù)發(fā)展的需要

淮南礦區(qū)作為全國六大煤電基地之一，一直以來煤炭洗選產生的煤泥給礦區(qū)帶來了巨大的環(huán)境污染的壓力。

1.2 滿足礦區(qū)資源綜合利用的需要

將熱值較低、不宜長距離運輸外銷的煤泥在煤礦坑口就地用于發(fā)電，轉換為清潔能源，是一種大規(guī)模提高煤礦資源利用率、實現(xiàn)資源合理利用的重要方式，具有明顯的綜合利用效益。

1.3 企業(yè)提升效益長遠發(fā)展的需要

截止9月份2014年安徽省累計發(fā)電設備平均利用小時數(shù)僅為3563小時，電力生產企業(yè)生產成本較去年有所增加。而經過測算，淮南礦區(qū)煤泥與混煤的標煤單價差約為100~200元/噸，大量摻燒煤泥為降低燃料成本提供了巨大的效益空間。

2 基本情況介紹

淮南礦業(yè)集團電力有限責任公司潘三電廠位于淮南市潘集區(qū)，是淮南礦業(yè)集團在國家率先推行煤電一體化體制創(chuàng)新模式背景下建設的首座全資電廠，總裝機容量2*135MW，2008年投入商業(yè)運行。該廠鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG440／13.8-II8型單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐。

淮南礦業(yè)集團潘三煤礦可采儲量約6億噸，年采煤量500萬噸，年煤泥洗出量40萬噸。潘三電廠與煤礦、選煤廠位于同一工業(yè)廣場，潘三煤礦開采出的煤炭通過輸煤棧橋輸送至電廠煤棚，選煤廠煤泥堆放場與電廠僅一墻之隔。

3 煤泥摻燒的優(yōu)化措施

3.1 煤泥摻燒方案選型

基于環(huán)境保護、資源綜合利用及降本增效等方面的考慮，結合現(xiàn)有外部條件，淮南礦業(yè)集團電力有限責任公司決定對潘三電廠進行增加煤泥燃燒系統(tǒng)改造。通過對行業(yè)內同類型機組煤泥摻燒情況的調研，初步選定了三種備選方案。

（1）煤泥烘干技術。這種方式主要通過將煤泥烘干后與原煤混合，通過輸煤系統(tǒng)進入鍋爐燃燒。目前，在煤炭行業(yè)常用的干燥設備為滾筒干燥機。

特點是：單機處理能力大，設備簡單，操作方便，熱效率高，干燥時間短，占地面積少。烘干后的燃料由于溫度較高易形成水汽，導致爐前煤倉易棚煤；采用電烘干的設備能耗較高；烘干溫度控制不合理會導致部分揮發(fā)分析出；烘干車間排出的廢汽中粉塵含量偏高；摻燒量相對較小。

（2）鍋爐中部給料技術。這種方式主要是通過將液壓泵將煤泥增壓，然后通過管道和特制的煤泥噴槍，使煤泥以近似于霧化的狀態(tài)進入爐膛燃燒。

特別是：能夠實現(xiàn)煤泥的遠距離輸送；煤泥燃燒均勻充分。對煤泥的純潔度要求高，不能有雜物和顆粒；系統(tǒng)裝置價格昂貴，進口配件不易及時供應；煤泥噴槍磨損量大。

（3）鍋爐頂部給料技術。這種方式也是通過液壓泵將煤泥增壓，然后由管道將煤泥輸送至鍋爐爐頂，通過給料機類似于“擠牙膏”將煤泥送入爐膛。

特點是：輸送流量大，輸送距離遠；輸送量可遠程控制；輸送過程全封閉，環(huán)境污染小；設備國產化，維護成本低。對入爐煤泥水分控制要求較高；初投資較高；煤泥進入爐膛后的燃燒充分性較中部給料方式低。

通過以上技術方案的分析對比及經濟性的認真比較，結合同類型電廠煤泥摻燒實際運行狀況，確定鍋爐頂部給料技術作為最終的改造實施方案。

3.2 設計優(yōu)化

在確定煤泥摻燒改造的合作單位后，淮礦電力公司要求工程總包單位結合其他電廠應用的實際情況，總結經驗，對其報送的技術方案進一步優(yōu)化調整。最終該方案進行了以下幾項設計優(yōu)化（見表1）。

3.3 施工優(yōu)化

為進一步提高煤泥運行的安全穩(wěn)定性，在煤泥摻燒改造工程實施期間，潘三電廠結合現(xiàn)場的實際情況，開展了以下優(yōu)化工作（見表2）。

3.4 運行優(yōu)化

煤泥摻燒投入運行后，潘三電廠通過反復調試，不斷摸索，總結出一套煤泥摻燒的運行調整手段，確保了鍋爐設備的穩(wěn)定運行。主要措施如下：

煤泥系統(tǒng)投運時，及時減煤及調整風量保證氧量在正常范圍內運行；根據(jù)主蒸汽壓力變化情況對給煤量進行調整確保機前壓力在正常運行范圍內；鍋爐壓力升高較快時，立即降低鍋爐給煤量或者停止煤泥泵送系統(tǒng)；根據(jù)排煙溫度變化情況及時對尾部煙道進行吹灰；對運行參數(shù)控制，煤泥泵送量、給煤量、一次風量、風水風室壓力聯(lián)調聯(lián)動；二次風量調整遵循緩慢多次的原則；鍋爐返料系統(tǒng)、爐膛溫度、床層流化等出現(xiàn)異常時，立即停止煤泥運行系統(tǒng)。

表1 設計優(yōu)化措施

表2 施工優(yōu)化措施

表3 技改優(yōu)化措施

3.5 技改優(yōu)化

隨著煤泥摻燒應用時間的推移，該系統(tǒng)在使用過程中逐漸暴露出一些不能夠滿足組長周期大比例摻燒煤泥的短板，為此，潘三電廠采取了以下的改造措施（見表3）。

4 取得的成果

目前，潘三電廠已完全實現(xiàn)了選煤廠出產煤泥的綜合利用。煤泥穩(wěn)定摻燒比例可達50%，最高單日單臺鍋爐摻燒煤泥1014噸，摻燒比達64%。

5 總結

隨著國家節(jié)能減排工作的不斷深入推進，高能耗的火電企業(yè)的發(fā)展空間正逐步被壓縮。作為資源綜合利用機組，揚長避短，深入推進發(fā)展循環(huán)經濟是必由之路。通過在實施煤泥摻燒戰(zhàn)略過程中各個環(huán)節(jié)的精細掌控、積極調整，潘三電廠煤泥摻燒工作取得了巨大的成功，實現(xiàn)了循環(huán)流化床鍋爐由過去的摻燒煤矸石為主到摻燒煤泥為主的轉變，是對貫徹“本質安全、綠色環(huán)保、經濟高效、和諧發(fā)展”的發(fā)展理念的有益實踐。下一步，潘三電廠將繼續(xù)在煤泥摻燒的安全性及經濟性方面積極探索，為建設具有引領和示范作用的標桿電廠而努力。

［1］林森等.大型循環(huán)流化床鍋爐大比例長周期摻燒煤泥實踐［J］.應用能源技術，2014，（5）：25-29.

［2］武衛(wèi)紅等.摻燒煤泥在循環(huán)流化床鍋爐中應用［J］.鍋爐制造，2008，（4）：9-10.

［3］代朝輝等.60%煤泥摻燒技術在大型CFB鍋爐上的應用［J］.熱電技術，2007，（2）：14-18.