CFB锅炉煤泥入炉系统的优化设计及应用

作者：赵宗花 王文峰 马志鸿

来源：《科技资讯》 2013年第26期

赵宗花 王文峰 马志鸿

(兖矿集团有限公司南屯电力分公司 山东邹城 273500)

摘 要:文章论述了煤泥在流化床锅炉内的燃烧特性,以及给类型煤泥给料装置对煤泥燃烧的影响。重点介绍了一种自主设计的新型CFB锅炉煤泥入炉装置及其应用情况。

关键词:煤泥 流化床 入炉装置

中图分类号:TK22 文献标识码:Ａ 文章编号:1672-3791(2013)09(b)-0117-01

我国是一个以煤炭为主要能源的国家。在我国的发电能源结构中,燃煤发电居主导地位的格局近期不会改变。在洁净煤发电技术的研究中,电站锅炉循环流化床技术因其自身所具有的优势得到了重点发展和应用。循环流化床锅炉既可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料,如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。这是循环流化床锅炉的主要优点之一。

洗煤泥是一种高浓度、高粘度的浆状物料,其水份一般在25%～40%之间。煤泥在炉膛内燃烧具有结团现象和热爆性。洗煤泥在离化床中的凝聚结团现象给流化床的稳定燃烧及运行造成很大的威胁,凝聚结团往往使床料粒度不断增加,极易在流化床内沉积,逐步破坏流化质量,使流化床燃烧不稳定,甚至会结焦。然而,结团现象也可避免燃料在较高的风速下被扬析,能大大降低机械不完全燃烧损失。煤泥团从一定高度位置送入流化床床面,结团在下降过程中会发生热爆,从而能避免结团的不断沉积现象。

对于洗煤泥结团的特性,在锅炉本体设计时,只要煤泥给料高度设置合适,即可避免煤泥结团的沉积,又能减少煤泥颗粒的扬析损失,从而使洗煤泥能在循环流化床中稳定、可靠燃烧。

各锅炉制造单位根据不同的炉型和燃烧特性,均设计了不同类型的煤泥入炉装置。有的采用锅炉底部给料,给料口距离风帽较近,煤泥进入炉膛时必须用高压风进行强制雾化,防止煤泥结团。有的单位设计为中部给料,延长煤泥在炉内下落时间,消除煤泥结团和加强扬析,入料装置一般设计为螺旋给料,但煤泥易粘附在螺旋上,导致装置失效。有的单位设计为顶部给料,常见于小型循环流化床锅炉,炉内为负压运行,但煤泥在下落过程中燃烧,部分未燃烧完全的煤泥便被烟气带走,不完全燃烧热损失增加。

1 原设计煤泥入炉装置

南屯电力分公司三台锅炉均为煤泥、煤矸石混烧的220 t/h循环流化床锅炉,具有技术先进、燃烧效率高、节能环保等特点。共配置德国SCHWING煤泥泵送系统4台,北京中矿环保公司泵送系统4台。煤泥入炉方式为下部给料,距离布风板1 m。煤泥入炉装置设计为套管结构,设计有输送管、雾化风管、冷却风管。(见图1)

经过一段时间的运行发现该系统复杂、维护难度大。主要体现在:一是每次堵塞后非常难以疏通;二是煤泥和高温炉渣混合后堵塞雾化风口,雾化风无法起到雾化作用;三是入炉口距离布风板太近,煤泥入炉后没来得及散开便落在风帽上,结团燃烧困难,不适于煤泥大比例掺烧。

2 新型煤泥入炉装置

经研究,决定利用锅炉标高11 m处二次风口对煤泥入炉装置进行改造,具体方案如下。

(1)将锅炉两侧墙原煤泥入炉装置垂直上移4 m,改至正上方的二次风口。此入炉装置是内外套管结构,内管即煤泥输送泵来的煤泥管,外管即锅炉原设计的侧墙二次风管,与炉墙成60°角,内管从炉墙外部水平插入外管进入锅炉。如图2。

(2)为便于煤泥入炉装置在堵塞后疏通,煤泥管路与入炉装置为侧面连接,入炉装置外端安装手动阀门。煤泥入炉装置堵塞后,打开直接阀门就可以疏通,疏通完毕后关闭阀门即可,操作简单快捷。

3 结论

将煤泥枪喷口位置提至中部后,煤泥燃烧空间和时间都得到延长,煤泥入炉装置的磨损减轻,煤泥喷口只有再停运时才会堵塞,而且煤泥燃烧不再需要压缩空气进行雾化。可停运煤泥雾化专用空压机,节约能耗。改造后,煤泥入炉装置即使堵塞,可在打开阀门后用水或压缩空气疏通,降低了工人劳动强度。

参考文献

[1] 岑可法,倪明江,骆仲泱，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社,1998.

[2] HG-220/9.81-L.MN17循环流化床锅炉说明书[S].哈尔滨锅炉厂有限责任公司.

[3] 岑可法.煤浆燃烧、流动、传热和气化的理论与应用技术[M].浙江:浙江大学出版社,1997.