220t_h水煤浆锅炉水煤浆系统工艺与设备

・经验总结・

220t /h 水煤浆锅炉水煤浆系统工艺与设备

System and Equipment of CWM Fired 200t /h Boiler

燕山石油化工(集团)有限公司(北京102500) 胡锦华

摘　要:通过介绍燕山石油化工(集团)有限公司220t /h 脱硫型水煤浆锅炉示范工程中水煤浆系统的工艺、设备及其试运行情况,对工艺系统和设备的选型、运行后的改进提出了建设性意见,以供燃用脱硫型水煤浆的锅炉参考。关键词:锅炉;水煤浆;工艺;设备中图分类号:TK 224.1+

1文献标识码:B

文章编号:1003-9171(2001)04-0050-05

水煤浆(CWM ),是70年代石油危机中迅速发展起来的一种新型、低污染、以煤代油的洁净煤燃料,它是将固体煤磨成一定细度的煤粉,再按一定比例与水混合,加入一定量的添加剂而得到的。在电站锅炉中应用,具有远距离大容量管道输送、节省贮煤场用地、不需安装上煤系统和制粉设备、易贮存、安全可靠性高等优点。又由于它具有油的流动性和雾化性,因此可代替重油燃烧。由于水煤浆燃烧温度低,NO X 的排放量少;水煤浆制浆过程中,除去部分硫,并加入熟石灰Ca(OH)2或石灰石CaCO 3进行炉内燃烧脱硫,大大减少了烟尘中的SO X 含量,这些对保护人类赖以生存的大气环境具有一定的积极意义。

燕山石油化工(集团)有限公司(下称燕化)动力事业部第三热电站220t/h 脱硫型水煤浆锅炉是世界上首台设计燃用脱硫型水煤浆的锅炉(本锅炉既能单独烧油,又能单独烧浆,也能油浆混烧)。水煤浆炉内燃烧脱硫,即:将熟石灰或石灰石粉末加到水煤浆中搅匀,制成脱硫型水煤浆,通过供浆泵打至炉前,再通过水煤浆燃烧器喷入炉内燃烧。在燃烧过程中,将燃烧产生的SO X 与石灰石进行脱硫反应,达到脱硫的目的。水煤浆脱硫反应过程如下:

(1)水煤浆初期阶段产生的硫化钙反应

CaCO 3+S →CaS+CO+O 2;

(2)随着水煤浆的燃烧,石灰石发生热分解,

硫发生氧化

CaCO 3→CaO +CO 2,S +O 2→SO 2;(3)脱硫反应

SO 2+CaO +O 2→CaSO 4;

生成的CaSO 4通过电除尘器、捞渣机排出炉外。

理论上认为,水煤浆燃烧脱硫率受火焰温度的影响很大。实验室试验,燃烧温度在1200～1250℃范围内脱硫率最大,可达50%。

1　水煤浆工艺系统

1.1　原料水煤浆的输送(水煤浆厂至3个电站)

水煤浆的长距离输送一般采用管道输送,这在俄罗斯、日本等一些国家的水煤浆应用中得到实践,效果良好。我站因管道一次性投资大,且目前水煤浆的燃用量较少,初步采用了汽车运输和火车运输相结合的运输方式。锅炉现燃用水煤浆为邢台浆、大同浆、京西浆(以产地命名)3种。1.1.1　汽车运输

汽车运输的水煤浆主要是京西浆和大同浆,工艺流程见图1。

由水煤浆厂集中加工的原料水煤浆通过汽车运至我站生产现场,利用卸浆站台的高度差,让水煤浆自流卸至汽车卸浆罐1,再由3台卸浆泵2加压送至贮浆罐(3或4),以备锅炉燃用。

图1　汽车运输水煤浆的流程图

1——汽车卸浆罐;2——卸浆泵;3——300m 3贮浆罐;4——3000m 3贮浆罐

1.1.2　火车运输

火车运输的水煤浆主要是邢台浆,工艺流程见图2。

图2　火车运输水煤浆的流程图

1——火车卸浆罐;2——火车卸浆泵;3——3000

m 3

贮浆罐

由浆厂集中生产出的水煤浆经铁路运输至燕山向东站,利用铁路路基的高度差(6.48m ),把水煤浆卸往储罐1(2个,共950m 3),然后经泵2加压,通过2.8km 的输浆管线送至我站3000m 3贮浆罐,储存备用。

1.2　站内水煤浆的输送

这是指从贮罐至炉前搅拌罐之间一段水煤浆的输送。从贮浆罐中出来的水煤浆通过P-101原料浆输送泵加压,进入脱硫型水煤浆的制备系统进行脱硫水煤浆的制备,然后通过管道送至炉前150m 3搅拌罐V -105中,另一方面也可直接通过管道送至炉前150m 3

搅拌罐V -105中。工艺流程见图3。水煤浆厂生产的水煤浆未加脱硫剂,脱硫型水煤浆的制备在站内完成。

制备脱硫型水煤浆所用的石灰石卸入V-101仓后,经仓下给料机、K-103传送带运至脱硫型水

煤浆加工间内的V -102仓,仓下定量给料机K -109

定量将石灰石通过K -104输送带加入到K -105球磨机中;工业水、分散剂及过滤器K-102除下的粗粒也同时加入球磨机中;经球磨机研磨后的脱硫型水煤浆进入受槽V -104,由P -104微粒浆移送泵送

入K-101强力搅拌桶中,与P-101原料浆输送泵送来的原料水煤浆混合,并加入分散剂一起强力混合,制成脱硫型水煤浆。从K -101搅拌桶出来的脱硫型水煤浆经P -102脱硫浆移送泵加压和K -102过滤器过滤掉粗粒后送至主厂房炉前150m 3搅拌罐V-105中,经过滤器过滤后的粗粒由P-103粗粒浆移送泵驱动,返回至球磨机。

为了保证脱硫型水煤浆的质量及设备的平稳运行,整套加工系统采用DCS 控制系统进行操作控制,每台泵均安装有变频调速装置,且出口均安装有流量计和压力表,在P -101原料浆输送泵出口还安装有E-101水煤浆加热器,通过热水换热保证水煤浆一定的温度。1.3　炉前供浆系统

工艺流程见图4。

由加工间来的脱硫型水煤浆进入V-105炉前搅拌罐,经K-107搅拌器搅拌后进入K-108过滤器除去杂质,然后进入供浆母管,4台螺杆

泵

图3　制浆泵房系统图

V-101——石灰石料槽;P-101——原料浆输送泵;K-101——强力搅拌桶;V-102——石灰石仓;P-102——脱硫浆移送泵;K-102——过滤器;V-103——分散剂罐;P-103——粗粒浆移送泵;K-103——石灰石传送带;V-104——水煤浆受槽;

P-104——微粒浆移送泵;K-104——石灰石传送带;V-105——炉前搅拌罐;P-105——分散剂供给泵;

K -105——球磨机;K -106——搅拌器;E -101——水煤浆加热器;K -109——定量给料机