高低混合流速循环流化床技术在130t/h煤粉炉改造上的应用

电力18讯：    要：介绍高低混合流速循环流化床技术，在130t/h煤粉炉改造上的全国首例应用；分析调试中存在的问题与解决办法;总结改造后运行效果及技术优势，为煤粉炉改造提供参考。

关键词：高低混合流速循环流化床煤粉炉  改造 调试 效果



1.改造原因

永城煤电集团热电厂原#2锅炉为NG-130/39-M型煤粉炉，设计燃用低位热值5500kCal/kg的无烟煤，1997年建成投产。在运行后两年中，由于原煤价格不断上扬而大量掺烧劣质煤，入炉煤热值偏离设计要求，设备状况每况愈下，到2005年6月已难以维持运行,急需大修。#2炉虽然是热电联产机组, 由于能耗居高不下不利于资源节约的基本需求面临着很大的关停压力。因此，为顺应国家产业政策，热电厂及时调整发展战略，决定走综合利用的发展道路，对#2锅炉实施流化床技术改造工程。

2.改造目标

2.1改造后的锅炉应燃用劣质煤和煤泥。

改造后的锅炉应适应纯烧劣质煤和劣质掺烧煤泥两种工况;并且要求入炉燃料低位热值应可低于3000kCal/kg。达到这一目标，既符合国家关于资源利用机组认证标准，为电厂的生存发展创造条件；还可以利用劣质煤及煤泥的价格优势，为电厂创造可观的经济效益，最终实现集团公司的资源充分利用和改善矿区环境的目的。

2.2保持较高的热效率

一般循环流化床燃用无烟煤时存在排烟容积损失大、飞灰可燃物含量高等问题。我们要求改造后，锅炉应至少达到原煤粉炉设计效率88.48%。。

2.3蒸发量应有所提高

#2机组为调整抽汽机组，最大抽汽量可达到105t/h,最大负荷可达到30MW。随着热用户的发展,原锅炉产汽量已不能满足要求。因此，要求锅炉蒸发量应比改造前有所提高。

2.4符合环保要求

改造后的CFB装置应实现脱硫和灰渣综合利用。

2.5主要技术指标

额定蒸发量D0：130t/h；

额定蒸汽压力P0：3.82MPa；

额定蒸汽温度to：450℃；

给水温度tgs：170℃；

排烟温度tpy：150℃；

负荷调节范围：60～110%；

热效率η：≥88%；

灰渣含碳量CZ：≤2%；

飞灰含碳量：CF：≤8%；

燃料要求：煤种：本地无烟煤泥掺烧煤矸石

粒径：0--10mm（少量≤13mm）

热值：Qar.net =11723～18900KJ/kg

Qar.net =2800～4500cal/g

煤泥湿度<30%                            

环保参数：锅炉原始排放浓度≤15000mg/Nm3

林格曼黑度：＜1

2.5设计燃料元素分析

样品名称
煤泥
矸石
原煤

全水份Mt(%)
21.80
5.00
6.72

分析基水份Mad(%)
2.86
1.48
0.76

干燥基灰份Ad(%)
25.74
77.63
20.96

可燃基挥发份Vdaf(%)
11.08
33.63
7.22

分析基固定碳Cad(%)
64.15
13.50
66.19

低位应用基发热量Qnetar(kCal/kg)
4600
1110
5905-6094

分析基碳Cad(%)
66.38
14.84
66.19

分析基氢Had(%)
2.85
1.50
2.75

分析基氮Nad(%)
1.02
0.45
0.70

干基全St.d(%)
0.49
0.41
0.37

分析基氧Oad(%)
1.40
3.85
2.31


3.改造实施方案

经多方考察和论证，最终采用湖南节能设计公司的高低混合流速循环流化床燃烧专利技术。该技术在75t/h以下煤粉锅炉改造中成功地得到广泛应用,但应用在130t/h煤粉炉整体改造上尚属首例。改造工程从2005年7月1日开始到2006年4月5日正式运营，历时9个月。

改造后的#2锅炉本体由床层、炉膛、高温“U”型分离器、沉降槽、多管分离器及返料装置、锅筒及其内部装置、过热器、省煤器、减温器、空气预热器平台扶梯、炉墙钢架等组成。改造中，除保留原煤仓、汽包、高过及锅炉基础和钢架外，其他本体主要部件及主要辅机都予以更新，如图1所示。

设计使用劣质煤和煤泥两种燃料。锅炉左右两侧各设两个给煤口，有4台蜗轮蜗杆皮带运输机送料。煤泥由管道输送到炉顶，经2个煤泥给料口投入床层。燃料进入床层后,在一次风的作用下呈流态化燃烧，产生的热量将水加热成饱和蒸汽。饱和蒸汽从汽包引出依次经过低过、喷水减温和高过，进一步加热为过热蒸汽，最后送到机侧主蒸汽母管。




图1  YM130-3.8/450-M高低混合流速循环流化床结构简图

改造设计采用高低混合流速循环流化床燃烧技术。炉膛后墙水冷壁向炉内延伸，中途分开，通过叉型管形式组成前隔墙、中隔墙。前隔墙即<