國華公司130T/H鍋爐摻渣燃燒探討

邵 越

(國華能源發(fā)展(天津)公司，天津 300000)

1 前言

國華公司現(xiàn)有TG-130/3.82-M11循環(huán)流化床鍋爐兩臺，TG-35/3.82-M5鏈條鍋爐三臺，UG-35/3.82-M18鏈條鍋爐兩臺，公司現(xiàn)有鏈條爐已運(yùn)行18年，熱效率在逐年降低，灰渣及飛灰含碳量較高，平均含碳量在25%左右。冬季最高運(yùn)行鏈條爐2—3臺，每天可產(chǎn)生爐渣及飛灰量90噸?？衫脙r值較大。

現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐是太原鍋爐廠與清華大學(xué)多年密切合作，研制出的低能耗、低循環(huán)倍率、高效能鍋爐。其低床壓、低風(fēng)壓的運(yùn)行模式，使得床存量降低、二次風(fēng)區(qū)域物料濃度降低，加之、其設(shè)計在密相區(qū)與膜式壁交界處采用“讓管”結(jié)構(gòu)，大大減小了鍋爐的磨損。

由于我公司燃用的燃料是上級公司統(tǒng)一調(diào)配，煤質(zhì)的低位發(fā)熱量較高，為5100kcal/kg，灰分較小20%左右。在鍋爐運(yùn)行中會出現(xiàn)循環(huán)灰量較少，爐溫較高的現(xiàn)象。

為其，我公司計劃采用一期鏈條爐燃燒產(chǎn)生的灰渣，按照比例摻入燃煤中用于循環(huán)流化床鍋爐再燃燒。為此，我方多次咨詢設(shè)備制造廠家，均得到廠家的首肯。我公司同時咨詢相關(guān)兄弟廠家，吸取其他廠家的摻渣燃燒經(jīng)驗，并實地考察。咨詢、調(diào)研表明，摻渣燃燒對我公司現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)燃燒將有顯著提高，對設(shè)備的磨損強(qiáng)度形象較低。

2 項目綜述

(1)成立燃煤摻渣領(lǐng)導(dǎo)小組。

組長：李巖松

副組長：段軍旎 郭志強(qiáng)

牽頭人：劉貴樑

組員：邵越、趙剛、杜鵬、劉雨生、陳剛、楊東

(2)國華公司積極響應(yīng)濱能公司“開源節(jié)流，節(jié)能降耗”的大討論活動，結(jié)合國華實際生產(chǎn)情況，建議“鏈條爐灰渣再利用”的燃煤摻渣試驗項目。國華公司于4月16日～4月27日針對與“太原鍋爐廠”生產(chǎn)的130T循環(huán)流化床6#鍋爐進(jìn)行不同煤種燃燒的實驗，通過數(shù)據(jù)參數(shù)的統(tǒng)計并與前期實驗的數(shù)據(jù)對比，將數(shù)據(jù)反饋給設(shè)備生產(chǎn)廠家“太原鍋爐廠設(shè)計二處”工程師的溝通研究，并找到爐型相同的廠家了解詢問循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的實際情況，得到了很大的提示和收獲。

3 項目方案及試驗數(shù)據(jù)

3.1 摻渣燃燒的優(yōu)勢分析

(1)提高鍋爐燃燒效率。

(2)增加循環(huán)灰量，提高鍋爐帶負(fù)荷的能力。

(3)由于燃料揮發(fā)份的降低及床溫的降低可適當(dāng)降低煙氣排放中NOX含量。

3.2 鏈條爐灰渣可利用分析

通過查找國華實際2012全年灰渣203次的化驗記錄，統(tǒng)計分析鏈條爐大渣平均含碳量14.8%，在冬運(yùn)大負(fù)荷期間，大渣含碳量會一度達(dá)到20%左右，灰渣熱量平均達(dá)到800-1000cal/kg。小灰含碳量27%，其中沉灰箱含碳量51%。(1∶4、1∶6比例摻渣的配煤煤質(zhì)指標(biāo)見表1)。

3.3 燃料摻渣前后特性分析對比

表1 鍋爐主要燃煤性能設(shè)計參數(shù)

摻渣前后的灰渣示意圖見圖1、圖2。

圖1 摻渣前的灰渣

圖2 摻渣后的灰渣

3.4 燃料摻渣晾曬灰渣與運(yùn)輸方式

(1)利用一期煤場前空地，但不能影響進(jìn)煤車的進(jìn)出。

(2)利用二期煤場右側(cè)前空地進(jìn)行二次晾曬。

(3)利用機(jī)動車將晾曬好的灰渣運(yùn)至二次煤庫，并按比例混配，堆垛。

3.5 試驗燃料摻渣方式

(1)大渣，飛灰按比例進(jìn)行配比直接混入煤中，皮帶輸送煤倉。

(2)大渣按比例進(jìn)行配比直接混入煤中，皮帶輸送煤倉。

(3)飛灰按比例進(jìn)行配比直接混入煤中，皮帶輸送煤倉。

(4)由于前期原煤、灰渣較濕，大渣及飛灰分別摻入煤中燃燒。

4 具體實施方案

4.1 摻燒煤、渣比例確定原則

(1)原煤熱值在5300kcal/kg，灰分在20%以下，摻燒比例按1∶6試驗摻燒。

(2)原煤熱值在4800kcal/kg，灰分在25%以下，摻燒比例按1∶7試驗摻燒。

(3)原煤熱值在4500kcal/kg，灰分在28%以下，摻燒比例按1∶8試驗摻燒。

4.2 摻渣燃燒的具體實施

(1)摻燒方式：煤、大渣、飛灰按比例摻燒。

(2)第一階段6月7日至6月10日8∶1煤渣配比摻燒135噸灰渣。入爐煤指標(biāo)：低位熱值：3900kcal/kg，M：10.3%，V：24%，A：37%。

(3)第二階段6月12日至6月14日7∶1煤渣配比摻燒206噸灰渣。入爐煤指標(biāo)：低位熱值：4653kcal/kg，M：12%，V：28%，A：20.82%。

(4)第三階段7月9日至7月16日6∶1煤渣配比摻燒286噸灰渣。入爐煤指標(biāo)：低位熱值：4923kcal/kg，M：5.1%，V：23%，A：25.83%。

煤、渣灰配比比例：8∶1，7∶1，6∶1。

5 摻燒前后的運(yùn)行指標(biāo)分析

5.1 數(shù)據(jù)分析

表2 數(shù)據(jù)分析表

鍋爐正平衡效率：

n=[DSC(hbq-hgs-rw)/100/BQr]*100

5.2 摻渣前后煙氣排放指標(biāo)分析

表3 摻渣前后煙氣排放指標(biāo)分析表

5.3 摻燒后鍋爐運(yùn)行工況分析

(1)摻燒后運(yùn)行工況較穩(wěn)定。

(2)摻渣燃燒鍋爐正平衡效率顯著提高，產(chǎn)汽標(biāo)煤耗降低。

(3)鍋爐循環(huán)灰量增加，提高鍋爐帶負(fù)荷的能力

(4)摻渣煤灰分較未摻渣煤種灰分多，鍋爐煙氣量及排渣量增加。

(5)燃用摻渣煤排煙溫度有所升高。

(6)從燃燒工況觀察燃用摻渣煤爐膛整體料層溫度有所下降約為20-30度。

(注：鍋爐效率、灰、渣含碳量、排煙溫度、煙塵排放等指標(biāo)與原煤成分影響較大)。

6 試驗經(jīng)濟(jì)分析

(1)三次摻燒試驗共摻燒灰渣627噸。按照灰渣平均含碳量25%，有效利用含碳量80%測算：

節(jié)約標(biāo)煤：

627×25%×80%×33727(固定碳熱值)/29308(標(biāo)煤熱值)=144噸

節(jié)約原煤：144×29308/22096(原煤平均熱值)=191噸。

(2)標(biāo)煤原價按770元/噸計算。

(3)共節(jié)約成本：144×770=110880元

(4)由此增加的機(jī)車燃油消耗、機(jī)械電耗及人工費(fèi)用有待進(jìn)一步測算。

7 試驗結(jié)果及存在的問題

(1)由于前期摻燒原煤及灰渣較濕，造成落煤管堵塞等停爐事故。

解決方案：

①目前為解決落煤管堵塞問題：在落煤管處加裝檢修捅煤孔，安裝檢修平臺。

②日常操作加強(qiáng)對落煤管巡回檢查。

③將一次風(fēng)道與二次風(fēng)道進(jìn)空預(yù)器處擴(kuò)徑，增加一、二次風(fēng)的通流量，減少風(fēng)的阻力，提高風(fēng)壓。因為送煤風(fēng)為二次風(fēng)，提高風(fēng)壓后，可有效減少落煤管堵塞現(xiàn)象。

④如果風(fēng)壓還不夠，可采用一次風(fēng)作為送煤風(fēng)。

(2)摻燒前后煙氣排放對SO2、煙塵量排放影響不明顯，對NOX排放有所降低。

(3)對水冷壁及尾部煙道的磨損情況應(yīng)繼續(xù)考察。目前7#爐停爐檢查，對鍋爐受熱面磨損沒有影響。

(4)排渣量相對增加，爐渣含碳量有所提高。

(5)對布袋除塵的影響有待進(jìn)一步考察。

(6)灰渣的晾曬問題可采用現(xiàn)有老區(qū)煤庫前空地。做簡易防雨棚，地面采用土地地面，有利于水的滲透。

(7)摻燒比例不宜過大，1∶8或1∶10為宜。

(8)有條件可將灰渣做篩分處理，有效利用灰渣的可燃物，并減少對系統(tǒng)的磨損。

8 常態(tài)化管理

(1)目前我公司的摻渣燃燒試驗正有序進(jìn)行，摻渣比例控制在1∶8—1∶7，通過每日監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)及燃燒工況，此項技改工作將有效提高鍋爐熱效率，降低產(chǎn)汽單耗，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)營成本。

(2)通過去年近半年的摻燒試驗，我廠總結(jié)了經(jīng)驗，同時也吸取了許多教訓(xùn)。2014年我廠在前期試驗的基礎(chǔ)上，認(rèn)真總結(jié)，加以改善，將摻渣燃燒制度化，常態(tài)化,并做好相關(guān)的過程記錄，最終形成規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)。