大型循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥研究

文/何新宏

大型循環(huán)流化床鍋爐大比例摻燒煤泥研究

文/何新宏

當(dāng)前，國(guó)家正在推行新一輪的電力體制改革，電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。燃煤發(fā)電作為傳統(tǒng)的能源行業(yè),其市場(chǎng)格局正發(fā)生著變化，正在形成相對(duì)過(guò)剩的電力賣(mài)方市場(chǎng)。近年來(lái)，徐礦發(fā)電公司充分利用循環(huán)流化床機(jī)組煤種適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)大量燃泥摻配，降低燃料成本，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、項(xiàng)目概況

徐礦發(fā)電公司一期工程為2×300MW國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型技術(shù)生產(chǎn)的亞臨界CFB燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐設(shè)備選用東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司生產(chǎn)的自主研發(fā)型單爐膛300MW級(jí)1065T/HCFB鍋爐，#1、#2機(jī)組分別于2009年10月28日、2010年2月5日投產(chǎn)。2015年，徐礦發(fā)電公司的燃料成本占到了發(fā)電成本的60%左右。煤泥摻燒量從原來(lái)的20%增加到60%的過(guò)程中，暴露出一系列的困難和問(wèn)題，如原煤倉(cāng)棚煤滯煤下煤不暢、入爐煤顆粒度控制困難、煤炭摻配場(chǎng)地不足、除塵系統(tǒng)老化出力不足等。另外，作為綜合利用機(jī)組，煤泥（或矸石）摻燒量達(dá)到80%以上，才能享受?chē)?guó)家的退稅補(bǔ)貼政策。因此，徐礦發(fā)電公司專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行認(rèn)真調(diào)研分析，并通過(guò)技術(shù)改造，從根本上解決了制約煤泥大量摻燒的技術(shù)瓶頸。

二、技術(shù)改造的主要措施

1.煤倉(cāng)中心給料機(jī)改造

徐礦發(fā)電公司摻燒的煤泥，為晾曬后的干煤泥，水分25%左右，顆粒度100目以上的占比超過(guò)85%。由于其粒度小，煤粒之間粘性較大，極易造成原煤倉(cāng)滯煤棚煤，給煤機(jī)斷煤頻繁，從而促使鍋爐煙氣污染物排放指標(biāo)波動(dòng)較大，造成環(huán)?？己?；同時(shí)負(fù)荷不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)這種情況，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員提出加裝中心給料機(jī)的方案。

安裝位置在原煤倉(cāng)底部，并將原煤倉(cāng)底部的半徑加大，給料機(jī)的中心出口，即是皮帶給煤機(jī)?；驹砭褪峭ㄟ^(guò)對(duì)數(shù)曲線型卸料臂與物料的剪切，使物料持續(xù)向中心運(yùn)動(dòng)并卸出，卸料臂與原煤倉(cāng)內(nèi)壁相切，防止物料在原煤倉(cāng)內(nèi)固結(jié)搭橋。根據(jù)不同機(jī)組負(fù)荷下的給煤量，通過(guò)調(diào)整變頻電機(jī)不同的速度來(lái)控制卸料臂的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而改變給料量。

2.輸煤系統(tǒng)交叉篩改造

隨著煤泥和劣質(zhì)煤摻配量的不斷增大，給輸煤篩分系統(tǒng)帶來(lái)很大壓力。且煤泥的粘滯性較大，極易在細(xì)碎機(jī)襯板上粘滿煤泥，增加設(shè)備磨損，大幅降低了細(xì)碎機(jī)的破碎能力，造成細(xì)碎機(jī)堵煤和大顆粒度增加，進(jìn)而引起鍋爐流化不良，影響機(jī)組安全運(yùn)行。針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)充分論證，在細(xì)碎處增加了兩級(jí)篩分系統(tǒng)。改造前后流程分別如圖1、2所示。

圖1改造前流程

圖2改造后流程

通過(guò)篩分系統(tǒng)的改造，能夠確保入爐煤顆粒度在要求范圍內(nèi)，避免合格煤進(jìn)入細(xì)碎機(jī)，造成煤的粒度過(guò)于破碎和堵煤，保障了鍋爐安全及環(huán)保運(yùn)行。

3.煤場(chǎng)擴(kuò)建改造

為使入爐煤質(zhì)量均勻，必須將煤泥、劣質(zhì)煤、原煤摻配均勻。徐礦發(fā)電公司原1#煤場(chǎng)存煤能力僅為12萬(wàn)噸，缺乏摻配場(chǎng)地。為了提高煤炭存儲(chǔ)能力和緩解煤炭摻配壓力，徐礦發(fā)電公司在工程預(yù)留場(chǎng)地內(nèi)建設(shè)了2#煤場(chǎng)并同步建設(shè)了防風(fēng)抑塵網(wǎng)，既解決了摻配煤場(chǎng)地問(wèn)題，又有效地減少煤堆的揚(yáng)塵，改善了廠區(qū)及周邊地區(qū)的生產(chǎn)和生活環(huán)境。

4．增加煤炭盤(pán)高設(shè)備

1#西煤場(chǎng)主要存放煤泥，使用汽車(chē)進(jìn)煤，鏟車(chē)堆高，盤(pán)煤高度僅為4m，限制了公司煤泥存放量。為此，徐礦發(fā)電公司在煤場(chǎng)增加了一條移動(dòng)皮帶機(jī)用來(lái)堆高煤泥。移動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度20m，堆煤高度6m，整機(jī)可在煤場(chǎng)移動(dòng)，通過(guò)車(chē)架與6件輪組連接，其中2件直行，4件可轉(zhuǎn)向。使用移動(dòng)皮帶機(jī)后，能增加煤泥存放量約5000噸。

5.輸煤系統(tǒng)除塵改造

大量摻燒煤泥后，輸煤系統(tǒng)揚(yáng)塵增加，加上原輸煤系統(tǒng)的除塵器設(shè)備老化，出力降低，造成現(xiàn)場(chǎng)煤塵濃度超標(biāo)，嚴(yán)重危害著職工的身體健康。經(jīng)過(guò)調(diào)研論證，徐礦發(fā)電公司對(duì)輸煤除塵系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在C7A、C8A、C9A、C11A皮帶機(jī)尾部導(dǎo)料槽上各增加一臺(tái)自降塵除塵器和高效減壓裝置，并對(duì)原有除塵設(shè)備也進(jìn)行了整修。改造后，對(duì)輸煤系統(tǒng)粉塵濃度進(jìn)行測(cè)量，指標(biāo)遠(yuǎn)低于徐州市職業(yè)病檢查要求的4mg/m3，滿足現(xiàn)場(chǎng)除塵要求。

三、大量摻燒煤泥后對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響

鍋爐在大比例摻燒煤泥期間，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，煙、風(fēng)系統(tǒng)正常、穩(wěn)定；各級(jí)過(guò)熱器和高溫再熱器管壁不超溫；水冷壁壁溫分布均勻，不超溫；減溫水量少量增加，排煙溫度略有下降；床溫各點(diǎn)溫差減少；原高負(fù)荷下床溫偏高問(wèn)題得到控制；爐膛差壓提高，爐物料分布合理；二氧化硫、氮氧化物排放趨于穩(wěn)定。煤泥摻燒對(duì)鍋爐實(shí)際運(yùn)行參數(shù)影響較小，達(dá)到了可控可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，能夠安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行。

同時(shí)，圍繞劣質(zhì)煤摻燒工作，徐礦發(fā)電公司明確了管理流程，對(duì)各部門(mén)相關(guān)工作進(jìn)行詳細(xì)分工，建立完善劣質(zhì)煤摻燒協(xié)調(diào)機(jī)制。針對(duì)鍋爐大量摻燒燃泥后，鍋爐實(shí)際燃用煤種偏離設(shè)計(jì)煤種，加之機(jī)組負(fù)荷受省調(diào)AGC控制，每時(shí)段負(fù)荷變化較大的實(shí)際，鍋爐運(yùn)行技術(shù)人員經(jīng)過(guò)兩年多的摸索、總結(jié)，形成了大幅度升降負(fù)荷、旋風(fēng)分離器回料不穩(wěn)、流化不良、環(huán)保參數(shù)波動(dòng)等情況下的精細(xì)化操作要求；并結(jié)合公司循環(huán)流化床特點(diǎn)，制訂多項(xiàng)事故防范措施，從而保障了鍋爐機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及環(huán)保數(shù)據(jù)的合格，穩(wěn)定。徐礦發(fā)電公司還充分利用MIS系統(tǒng)，對(duì)定期工作進(jìn)行數(shù)字化管理。結(jié)合運(yùn)行、檢修規(guī)程，設(shè)置定期工作。根據(jù)定期工作周期按時(shí)提醒執(zhí)行相關(guān)定期工作內(nèi)容，記錄定期工作完成情況、執(zhí)行人以及相關(guān)匯報(bào)總結(jié)信息，并記錄并形成臺(tái)賬，促進(jìn)了預(yù)防性維修的有效性，提高了設(shè)備的可靠性，保證了劣質(zhì)煤摻燒工作的順利開(kāi)展。

四、效果分析

徐礦發(fā)電公司摻燒60%以上煤泥已運(yùn)行近兩年，2015年煤泥采購(gòu)比例達(dá)到67.08%。增加煤泥摻配比例，不僅能直接降低煤炭的采購(gòu)成本，年增加利潤(rùn)近3000萬(wàn)元，還能夠通過(guò)降低入爐煤的熱值，獲取熱值價(jià)格差異，從而間接獲得年利潤(rùn)約4800萬(wàn)元。截至2016年6月，已連續(xù)順利成功申報(bào)退稅11個(gè)月，累計(jì)實(shí)現(xiàn)退稅2585.33萬(wàn)元，不僅大大提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益，而且為公司持續(xù)創(chuàng)效奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（作者系徐礦綜合利用發(fā)電公司董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記）

（責(zé)任編輯：周 瓊）