150t／h水煤浆锅炉设计和运行经验

I 余 热 锅 炉2 0 0 4 4 1 前言 1 5 0 t h 水煤浆锅炉设计和运行经验 杭州锅炉集团有限公司 杨再成 大庆石化公司炼油厂动力站2 1 5 0 t h 水煤浆锅炉于 2 0 0 3 年元月下旬订货，2 (X )4 年元月完成试运行，至2 0 0 4 年2 月2 4日 大 庆市质量技术监督局完成整体验收，历时 1 3 个月。设计制造、安装建设、运行生产 三个环节完成了一次成功的合作。水煤浆锅 炉在黑龙江省还是第一只螃蟹，大庆人吃下 去了，大庆建筑安装公司第一次安装这么大 的电站锅炉也完成了。通过本项目的成功实 施，参与建设的各方为推进我国洁净煤燃烧 技术的发展尽了力， 也积累了经验。 应当指出， 在我国作为主要的动力燃料 之一的石油、天然气非常短缺是众所周知的 现实， 到目前为止已是世界上第二大进口 国， 找油源也难，因此煤炭仍是我国的主要 动力用煤。以煤代油是既定国策，从上世纪 8 O 年代开始，国务院计委有一个节油办专 门负责这项工作，水煤浆技术的研究利用就 是从那个时候开始的。水煤浆在大型电站锅 炉上应用成功始于白洋河电厂，该厂历经8 年才于 1 9 9 8 年将 2 2 0 t h 锅炉成功实现了油 改浆，之后数年水煤浆锅炉的发展有了一定 的势头，大型油炉改浆集中在广东， 小型煤 炉改浆集中在山东，北京燕化 2 2 0 t h 锅炉 及本项目 才是真正按水煤浆设计制造的较有 代表性的电站水煤浆锅炉。 经过多年的工业应用， 对水煤浆的经济 价值和环保价值已逐渐明确。从经济效益方 面看：比燃油节省，尤其是炼油厂，不仅得 到了油浆的差价，还可得到重油深加工的效 益。从环保方面看：有害气体 s o 2 、N O 灰尘的排放控制优于普通煤粉炉。从地域比 较，能源短缺的南方地区比北方地区合适， 从北方把精煤运到南方，就地制浆比运输原 煤可大大节省运力和运输成本。此外， 水煤 浆锅炉的适用性还和地方政府的环保政策有 关：烧油、 气虽然洁净， 但成本太高，很多 小企业负担过重；有些城市不允许烧原煤， 水煤浆作为一种性价比中等的代用燃料可允 许燃用，如山东青岛市、 北京市郊。 2 水煤浆的基本性质 目 前国内生产水煤浆的企业有二类：一 类是焦化厂 ( 例如上海焦化厂) 、化肥厂 ( 如鲁南化肥厂) ，供德士古造气炉用的水煤 浆。德士古炉造气需要煤和水蒸气二种原 料， 所以德士古选用水煤浆这种给料方式， 这种造气炉采用纯氧燃烧，所以水煤浆浓 度、粒度不必刻意追求，浓度约为 6 o ， 粒度最大可达1 5 0 t u n 。此外，制浆车间和德 士古炉在同一个厂区， 所以不要求贮存需要 的高稳定性和运输需要的低粒度。另一类是 专供锅炉、 炉窑作为燃料用的专业制浆厂， 对制浆品质有较严格的要求，其中对中浓度 水煤浆主要有： ( 1 )为便于燃烧， 水煤浆浓度6 5 一 7 0 ，煤挥发分偏低时应取高值。 ( 2 )为便于泵送和雾化，粘度要低，标 准规定在剪切率 1 0 0 S 时，表观粘度 1 2 0 0 P a S 。长距离运输为降低流动阻力，粘 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 余 热 锅 炉2 0 0 4 4 度要求更低， 运到炉前再脱去部分水。如果 需存放三个月以上， 粘度可适当提高。 ( 3 )为便于存放， 至少具有一个月不发 生沉淀的稳定性。 ( 4 )为提高燃尽率， 加快燃烧速度， 要 求尺寸 7 4 t a n的颗粒含量7 5 ，2 0 0 t a n 的大颗粒1 。大颗粒容易分离落人锅炉 冷灰斗或脱离燃烧中心。 ( 5 )灰分 9 9 。 图 1 水煤浆燃烧模型 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 余 热 锅 炉2 0 0 4 4 5 1 5 0 t h 水煤浆锅炉设计特性 ( 1 )采用较宽松的炉膛燃烧空间，容积 热负荷取得较低，煤颗粒在炉膛内的停留时 间大于 3 、 2 3 S 。一般要求烟煤停留时间 1 5 2 5 秒。 ( 2 )炉膛断面取得较大， ( 断面热负荷 较低，为 9 3 4 1 0 6 k J m 2 h ) ，以减轻燃烧 器区域的结渣。本项 目灰渣流动温度仅 1 3 2 0 ，属易结渣煤。 ( 3 )采用小切园四角切向燃烧方式。 四角布置直流燃烧器，其射流在炉中央 形成一个旋转的火球 ( 从电视画面上即可看 到) ，火炬按螺旋线上升，所以行程长。每 一 个角的浆雾炬一方面靠自 身卷吸热烟气加 热，另一方面四支火炬互为加热点火。本项 目中A角火炬扫向下游 B 角根部， 依次 D A角根部。煤粒和空气的混合首先 是从燃烧器喷出后开始相互卷吸混合，同时 还受到邻角射流 ( 火炬)的冲撞而得以又一 次强化混合。由于浆炬射出动量强大，只要 安装正确， 一般炉内空气动力场容易得到保 证。四角切向直流燃烧器的风煤混合过程是 渐进式的，特别适合水煤浆的燃烧过程。 ( 4 )根据二种燃料互补型配风特点，瓦 斯喷嘴和煤浆喷嘴单独布置， 方便运行中燃 料的切换。 瓦斯喷嘴按发光火焰设计，以便于使炉 膛出口 温度和烧浆时接近， 使喷水减温器工 作比 较平稳。 ( 5 )采用 自制冷凝水减温，调温能力 强。 ( 6 )热风温度3 5 0 ，高温一次风可 加速水分汽化和挥发分析出、 着火。这多少 弥补了水煤浆在燃烧初期含大量水分的缺 点。 ( 7 )由于本项 目煤灰流动温度极低 ( 1 3 2 0 ) ， 所以只布置了有限的保温卫燃带 以帮助着火。 ( 8 )动力站水煤浆锅炉监察报告单见表 1 ， 报告表明在超负荷下，二种燃料 N O 、 S o 2 排放数据的比较，瓦斯中H 2 S 含量较 高， 所以烧瓦斯时S O 浓度较高。 表 1 # 6 、# 7 锅炉监察报告 采样 运行负 0 2 C 0 N O O 2 S 0 2 炉号 燃料 时间 荷 t h m g m 3 m g , m3 mg , m3 l 0 0 #7 0 4 2 1 8 l 6 5 3 4 1 6 2 5 0 0 0 l 3 3 6 9 0 O 2 7 l 5 5 5 8 7 C WM l 0 0 #6 04 2 2 0 1 61 2 5 7 04 0 0 5 3 l 6 4 9 2 7 G AS 6 1 5 0 t h 水煤浆锅炉燃烧设备运行 操作经验 ( 1 )锅炉安装过程中，运行操作人员 应熟悉设备图纸资料，以便掌握设备的结构 状态。一旦安装完毕， 保温包覆后， 锅炉内 部的结构有时无法辨别。例如： 风门实际开 度和外部操作连杆之间的关系，安装时未标 示清楚，造成开关混乱， 烧坏瓦斯风道。还 如： 火检引出布置不当，和汽浆管线打架， 造成火检失灵。 ( 2 )锅炉启动应做冷态动力场试验，测 定实际的四角分配偏差，四角风量大小应调 平， 为日 后热态运行调整 ( 下转第3 1 页) 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉2 0 0 4 4 3 1 据，但太过于笼统、简单。我们提供的材料 增加表，只有一个总部件的图号，部件名 称、合同重量、 实用重量。而他们提供的材 料表不仅有总图号， 还有分图号， 件号， 有 合同重量，实用重量 ( 包括变更尺寸) ，加 工深度， 变更日 期等。而我们拿不出详细的 数据，日 方认为我们的数据不够详细， 缺乏 可信度。虽然通过艰苦的谈判，日 方最终还 是接受了我们的意见， 但我们今后对这项工 作必须加以重视。 ( 2 )尊重合同、尊重外方的合理要求。 扬州项目中日 方意见最大的是，我们车间的 管理人员在制造过程中， 根据自己的习惯与 想法，随意变更图纸的要求或经双方几经讨 论确定的制造要领书中的要求，这在涉外合 作生产中是十分忌讳的事。 按图纸加工是合同所规定的，制作要领 书是日 方与杭锅双方都同意的，技术要求日 方也是进行了详细交底的。在制造过程中发 现问题还可以通知日方 V S 人员解决，这是 我们必须做到的。否则， 就是违规。我们的 车间管理者， 我们的技术人员一定要清楚地 知道这一点。 当然， 上述问题不仅仅是扬州项目 所特 有的， 在其它项目中也或多或少地出现过， 这在计划经济时期，或许根本不算是什么问 题。但我们已经进入 WI D组织了，今后与 外方的合作将会越来越多，我们一定要按照 国际通行的游戏规则来办理。不论有时候我 们的理由有多充分，都必须尊重合同、 尊重 外方提出的合理的并经我们确认的要求。此 外，我们所做的每一件事都要有记录，要有 见证资料，可能在做的时候有点麻烦，但真 正要用的时候，却是万万不能少的，这也是 I S o 9 0 0 1 所要求的。 总之， 谁的项目管理体制最适应市场， 谁就是市场的青睐者。但要寻找持续完善的 项目管理途径，还任重道远。 ( 上接第4页)提供依据。6 #、7 #两台电 视屏显示差别大， 显然炉内烟风流场有别， 原因是先天性安装误差还是后天喷嘴结渣引 起的，分析时需要查明。 四角切向燃烧是组合燃烧， 炉内燃烧稳 定性、 火焰充满度、 火炬不扫炉墙、 不结渣、 燃 尽度均和四角均等配风及单角配风的合理性 有关。运行时应避免缺角燃烧， 缺角燃烧破 坏了四角燃烧的机理， 后果不堪设想。 ( 3 )浆管、清洗水管、雾化汽管道及附 件冷态下应冲洗干净，不允许残留固体颗 粒，阀门附件应检查是否切换正常。 ( 4 )浆、汽、水各层管线接头层次分 明，色标正确，以免接错管线。 ( 5 )煤浆枪必须固定，安装位置需确保 周围少结渣或不结渣。 ( 6 )瓦斯和浆混烧工况应避免瓦斯和浆 抢风。 ( 7 )保留适量的一次风量， 一方面可推 迟着火点， 减轻喷口结渣； 另一方面， 3 5 0 C 以 上的热风有助于水分汽化及吹扫和稀释浆团 周围的水蒸气， 加速挥发分析出燃烧。 ( 8 )完善F S S S 系统， 防止意外事故发生。 ( 9