循环流化床燃褐煤运用

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循环流化床锅炉燃用褐煤运行技术研究与应用
谢骏毅
（哈尔滨华能集中供热有限责任公司，黑龙江哈尔滨150000
）近年来,随着环境问题日益恶化、能源问题的不断加剧,各种新型节能系统应用成为锅炉行业探索的重点。

循环流化床锅炉作为一种清洁燃烧技术在国内得到广泛应用,从2006年开始,我国多地工业生产中都相继采用循化硫化床锅炉作为主要的燃烧设备。

循环流化床锅炉是以褐煤为主要燃料的设备类型,而燃用的褐煤具有超高
发分、
水分,低灰分、中硫的煤种,其在燃烧中着火点低,是一种容易燃烧的易燃烬煤种。

在此之前,由于我国不具备大型的循环流化床锅炉,在工业生产工作中工作效率低,造成环境影响较高,因此为了更好的发挥锅炉燃烧效率,降低锅炉污物排放量,就不得不对锅炉系统进行改进。

高调峰能力和对高燃料的适应性,是通过引进国外先进的技术和系统方式来对国内锅炉系统进行优化,优化国内锅炉的运行方式和技术是提高工业企业生产效率的基础。

1锅炉简介
在我国,循环流化床锅炉应用较晚,是近十几年来,才得到迅速发展的一项低污染清洁燃烧技术,由于其低污染、高功率的系统运行模式受到各个行业的关注。

煤炭能源充分利用和发挥是锅炉工作效率衡量的关键,褐煤是一种煤化程度较低的矿产煤,是介于泥炭与沥青之间的地基煤,其在燃烧和应用中,化学反应性能强,但是在空气中容易硬化和不易储存等缺陷严重影响着锅炉运行效率。

锅炉主
要是由炉膛、
高温绝热分离器、自平衡“U ”形回料阀、外置床和尾部对流烟道组成。

在国际上被广泛的应用在发电站、工业生产、公路施工和各种废弃物的处理领域中。

1.1组成方式
随着煤炭市场的不断好转,锅炉组成方式日益完善,但是受到市场条件限制,循环流化床锅炉燃烧系统就显得格外重要。

锅炉是采用单锅筒,自下而上,依次为一次风室、密相床、悬浮段,尾部烟道;自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。

尾部竖井采用支撑结构,两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及灰冷却器。

燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敖管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙,由八根钢柱承受锅炉全部重量。

1.2燃烧系统
锅炉在工作中采用的是单筒锅自然循环方式,总体上是通过前后两段分布两个竖井为进行工作,前部竖井为主要的总吊结构,四周有膜式水冷壁组成。

在燃烧中燃用褐煤,是通过床下点火进行分级燃烧,这样能够对一次风进行良好的应用,并且对飞灰循环系统的应用率低,在中温条件下灰渣的分离和排除效率高。

在褐煤燃烧中原煤采用两级破碎机破碎系统制备,原煤破碎后进人炉前煤仓。

破碎后的细煤粒通过两级给煤系统送入炉膛,然后在侧壁设置一次风的播煤风,在燃烧的过程中通过加入石灰石来提高炉膛内部的硫燃烧。

一次风通过布风板进入炉膛,主要是用来提高燃烧效率和燃烧效果。

作为一次燃烧用风,二次风分两级送人炉膛,是实现分级燃烧和降低一氧化氮的产生和排放量。

当固体颗粒中有流体通过时,随着流体速度逐渐增大,固体颗粒开始运动,且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大,当流速达到一定值时,固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等,每个颗粒可以自由运动,所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象,这种现象称为流态化。

高效旋风分离器将离开炉膛的固体粒子捕获下来并储存于回料阀。

一部分通过回料阀直接送人下炉膛维持主循环回路同体粒子
平衡;另一部分通过水冷锥形阀进人外置式换热器放热后被送人炉
膛。

分离后含有少量飞灰的烟气进入尾部竖井,经空气预热器和静电除尘器由烟囱排人大气。

2燃烧调整试验
在循环流化锅炉的设计中,设计人员需要对煤炉颗粒进行严格的控制和分析,对运行过程中无法进行直接控制的因素需要建立完善的炉内平衡方案,确保在实际运行中能够合理的发挥锅炉效率。

通过试验发现,尽管粒径放大很多,但是燃烧后的飞灰现象仍然较为严重,与传统燃烧用的煤种相比较存在着极大的制约与影响因素。

褐煤的人炉煤粒径较大,在入炉的时候煤粒较少的因素说明褐煤在燃烧的时候具有着很强的爆裂特性。

试验按ASM PTC4.1《锅炉机组性能试验规程》进行,采用反平衡
法计算锅炉热效率。

通过氧量调整、一次风量调整、内外二次风量配比调整、
床温调整试验,探索锅炉最佳运行方式。

锅炉效率计算修正至设计条件。

3燃烧优化后性能考核试验
该试验在机组负荷300M W 、
床温840℃、床压9.0kPa 、一次风量280kNm 3
/h 、省煤器出口氧量在2%、内外二次风配比80:20工况下进行,可知,与燃烧调整试验工况相比,q2和q4有较大幅度降低,两平行工况锅炉效率均超过设计值。

4烟气排放特性试验
在机组负荷300M W 工况下,对S02排放浓度进行测试,结果表明,锅炉自脱硫效率为35%;锅炉投入石灰石后,在Ca/S 摩尔比为2.26时,脱硫效率为94.30%,SO:排放浓度(6%O:量)为376mg/Nm 3,满足排放标准(≤400mg/Nm 3);另一方面,锅炉投入石灰石后,锅炉效率能达到设计值,锅炉运行工况稳定,运行参数满足机组要求。

维持机组负荷300M W,炉内不投石灰石及投石灰石两种工况下,对NO 排放浓度进行测。

测试结果表明,炉内不投石灰石时,300M W 负荷下空预器出口NO 排放浓度为135me,/Nm 3(02=6%);炉内投石灰石时,300M W 负荷下空预器出口NO 排放浓度为270mg/Nm 3(O=6%)。

NO 排放浓度与同容量煤粉炉相比处于非常低的水平。

这是因为在CFB 燃烧温度(低于950OC)条件下,氮氧化物主要由燃料氮生成,燃烧空气中氮气生成的氮氧化物量也很少。

5结论
循环流化床锅炉在工作中是通过自动调节器自我控制,在整个符合变化范围内对锅炉内部温度进行严格控制,使得脱硫温度能够达到最佳要求。

同时在系统的应用中能够适应国家长期发展的战略要求,即保护环境和节约能源,在使用的时候其高度可靠性、稳定性,利用率优势适合我国国情的发展,受到人们的关注。

摘要：目前，随着我国经济不断发展，能源问题不断涌现，在各种工业生产中，对节能型设备要求不断提高。

锅炉作为当前社会发展
中各种工业生产不容忽视的设备，燃烧系统不断进行改进。

本文通过对燃用褐煤的锅炉进行燃烧调整试验测试，分析了锅炉在运行中的着火、燃烬和结焦情况，并且用燃用褐煤的锅炉特点分析，对锅炉负荷特性、低负荷燃烧能力和脱硫等现象进行研究，提出了合理有效的运行管理方式，使得锅炉在燃烧中能够发挥应有功能，提高锅炉的工作效率，实现能源与经济之间的协调发展。

关键词：褐煤运行；循环流化床锅炉；运行技术46··。