义马锦江能源综合利用设计运行情况调查报告.doc

义马锦江能源综合利用有限公司440t/h循环流化床锅炉设计运行情况调查报告龚 立 贤（国电华北电力设计院工程有限公司）【摘 要】本调查报告介绍了义马锦江能源综合利用有限公司装设2台135MW机组设计概况。报告介绍了440t/h循环流化床锅炉的特点、设计主要参数和锅炉燃烧系统及设备的设计情况。报告给出了1、2号锅炉测试效率为92.56%和94%，均大于锅炉91%的保证效率。报告给了烟尘、SO2和Nox排放浓度。1、2号炉脱硫效率分别为86.5%和86.3%,1、2号炉SO2排放浓度分别为470、480mg/Nm3和438、457mg/Nm3。1、2号锅炉烟尘排放浓度分别为21.5和34.5 mg/Nm3，1、2号锅炉除尘效率分别为99.92和99.94%。1、2号锅炉Nox排放浓度分别为100和105mg/Nm。均满足环保要求，通过了环保验收。报告还介绍了2440t/h循环流化床锅炉运行情况和存在问题，也介绍了电厂对设备及运行的改进。报告对工程进行了评价，提出了建议及需要研究的问题。义马锦江能源综合利用有限公司对2135MW机组的管理较好，经济效益较好，机组投产一年，做到安全稳定满发运行。电厂设计和运行的经验，值得借鉴。【关键词】循环流化床锅炉 设计 运行前言：为提高循环流化床锅炉设计和监理技术水平，编者于2005年10月6日、7日和10日到河南义马锦江能源综合利用有限公司调查了135MW 440t/h循环流化床锅炉设计情况和运行情况。调研工作得到义马锦江能源综合利用有限公司大力支持，受到董事长、总经理的接待，副总经理亲自陪同参观，解答问题，公司技术部提供了大量资料，在此表示感谢。通过调研编者收获很大，许多经验值得借鉴，对编者搞好135MW机组循环流化床锅炉的设计和监理工作帮助很大。为了交流经验，提高循环流化床锅炉的设计、运行水平，编者特编写了本调查报告。调查报告介绍了电厂概况，电厂燃煤煤质，脱硫用石灰石分析。并介绍了循环流化床锅炉特点和燃烧系统及设备的设计特点，并介绍了电厂运行情况及存在问题，给出了锅炉效率和除尘效率测试结果，提出了编者的评价和建议。本调查报告供设计单位、运行单位、建设单位有关人员参考。1概况义马锦江能源综合利用有限公司，为民营企业，装设2台135MW汽轮机和发电机，配2台440t/h循环流化床锅炉。1、2号机组分别于2004年9月17日和2004年11月5日完成72+24小时试运行，经半年试生产，机组运行正常。自2004年8月至2005年7月共发电10.74亿千瓦时。该工程由河南电力设计院设计，其中贮灰场由义马市规划设计院设计。厂址位于义马市董马岭，在义马市西部规划的工业区内，东邻石河，北靠人民路，南边毗邻陇海铁路和涧河，西边是煤气化厂。义马市地处河南省西部，位于洛阳与三门峡市之间，属三门峡市管辖。电厂燃用当地劣质烟煤和煤矸石，采用汽车运输。电厂补充水来自黄河水，由水厂澄清后供给电厂使用。冷却水系统，采用二次循环系统，2台机组设1座5500m2双曲线冷却塔，2台机组设4台循环水泵，单独设在循环水泵房内。锅炉补给水采用两级除尘系统，设有二列，每列设计出力55t/h，一运一备，目前实际运行出力，每列可达70t/h。输煤采用汽车卸煤沟卸煤，带式输送机带宽800mm，出力300t/h，共2路，1路运行，1路备用，设有粗、细两级碎煤机。锅炉渣灰比为6：4。采用机械除渣系统，经冷渣器斗链式除渣机，斗式提升机至渣仓，汽车外运。采用气力除灰，电除尘器下设仓泵，用压缩空气将灰输至灰仓，汽车外运。每台机组一回220kV出线与当地电力系统联接，启动电源与系统110kV相接。机组采用集中控制，2台机组一个控制室。2005年1-9月电厂非计划停机6次，其中1号炉1次，2号炉1次，均为水冷壁管泄漏，1号机组连续运行131天，2号机组因调度让停机，连续运行133天。全厂设计定员277人，实际人员为280多人。2燃料设计燃煤为义马当地劣质烟煤和煤矸石的混煤，煤矿距电厂在6km以内，采用汽车运输。煤质分析资料序号项 名符 号单 位设计煤种校核煤种1收到基原素分析碳氢氧氮硫灰分全水分CarHarOarNarSarAarMar%44.482.7711.330.710.3827.213.0834.412.568.670.751.2037.6914.722收到基挥发分Var%26.6223.303收到基低位发热量Qnet.arKJ/kg16768.612533.64灰溶点变形温度软化温度熔化温度DTSTFT122512851300140114651497点火及助燃采用燃气，其燃气成分及发热量见下表：燃气分析资料序号项 目单 位工况I（300天）工况（30天）1234567COCO2CH4H2N2CnHm发热量%kcal/kg152.027.054.01.01.04300205.015.058.51.00.53400锅炉技术协议确定煤的颗粒序号颗径(mm)设计煤种(%)校核煤种(%)123456789100-0.0530.053-0.090.09-0.180.18-0.30.3-0.560.56-11-22-3.23.2-10总计0.220.732.246.9413.459.7820.7918.0427.631000.130.964.836.628.878.0617.8519.3833.301003. 石灰石脱硫剂采用石灰石，由当地供给，其石灰石分析资料如下：石灰石分析资料序号项目符号单位数值123456氧化钙氧化镁其他烧失量最大粒径平均粒径CaOMgOd50%mmmm50.463.3346.2142.761.80.454. 锅炉规范及特点型号: DG440/13.7型式：自然循环、汽包、中间再热、循环流化床锅炉，平衡通风，采用汽冷式旋风分离器，“J”型阀回料器、选择性气冷式冷渣器。生产厂家：东方锅炉厂。主要设计参数：见下表序号项 目单 位B-MCR工况B-ECR工况1234567过热蒸汽流量过热蒸汽压力过热蒸汽温度再热蒸汽流量再热蒸汽进/出口压力再热蒸汽进/出口温度给水温度t/hMPat/hMPa44013.7540358.82.71/2.56318.4/2.56248396.813.7540352.22.347/2.29309.1/5402418910111213141516171819切高加给水温度冷风温度热风温度排烟温度锅炉设计效率锅炉保证效率燃料耗量燃煤颗粒脱硫设计效率石灰石耗量钙硫摩尔比Ca/s石灰石颗粒%t/hmm%t/h-mm166.42.025413291.3391.080.350-9,d50=1.8902.332.20-1.8, d50=0.455. 燃烧系统及其设备特点5.1 燃烧系统循环流化床锅炉由炉膛（流化床）气固料分离设备和固体物料再循环设备，对流受热面，气冷冷渣器组成。本锅炉设2台高温汽冷式旋风分离器，分离效率99%，锅炉炉膛出口烟气经分离器将烟尘分离，经“J”型阀从后墙返回炉膛，循环燃烧，烟气经尾部受热面，电除尘器，引风机排入烟囱。一次风经予热器，从炉膛底部通过喷咀，床层进入炉膛，二次风经予热器，从炉膛侧部进入炉膛。为使分离器下的灰输至炉膛设有气化风。锅炉煤斗的9mm以下颗粒的煤，通过称重给煤机进入落煤管，经播煤风输至前墙炉膛。锅炉排出的渣经2台气冷式冷渣器冷却至150排出，冷渣器设有4个室，经流化风冷却炉渣后作为二次风进入炉膛。锅炉点火采用燃气，经点火风进入炉膛。炉膛前墙设有石灰石给料孔，用罗茨风机的风从石灰石粉仓输至炉膛。5.2 燃烧系统的设备每台锅炉设有以下设备：2台离心式调速引风机，为双吸双支撑式，风量135.2Nm3/s，风压7950Pa。配液力偶和器，1800kw，调速范围196-952r/min，配电动机1400kw，6000V，980r/min。2台离心式一次风机，风量46.99Nm3/s，风压24400Pa, 配电动机1440kw, 600V, 1480r/min。2台离心式调速二次风机，风量36.81Nm3/s，风压15300Pa, 配液力偶和器, 750kw,调速范围296-1436r/min,配电机710kw, 6000V, 1480r/min。3台流化风机，2台运行，1台备用，为罗茨型风机，风量0.74Nm3/s，风压58500Pa,配电动机75kw, 380V, 3000r/min。离心式播煤风机2台，风量9.16Nm3/s，风压14950，配电动机315kw，6000V，2970r/min。离心式点火风机2台，风量17.38Nm3/s，风压13700Pa, 配电动机160kw, 380V, 1485r/min。冷渣器流化风机2台，1台运行，1台备用，为罗茨型风机，风量10.83Nm3/s，风压29100Pa，配电动机450kw，6000V，490r/min。6台称重式耐压皮带给煤机，带宽650mm，出力0-30t/h，胶带速度0.03-3m/s, 耐压能力0.35MPa, 进煤口尺寸800800mm, 配主电动机5kw, 380V, 清扫电机0.55kw, 380V。1台电除尘器，为双室四电场，设计效率99.6%。处理烟气量853745m3/h，设计入口烟温142，通流面积280m2，总集尘面积22400m2，比集尘面积为94.5m2/m3/s，烟气在电除尘器流速0.85m/s。电除尘器阳极板采用480C型，极板间距400mm，阴极线一、二、三电场采用BS型管状芒刺线，四电场采用螺旋线。高压电源采用1.2A, 72kV整流变, 每电场1套。烟囱：2台炉合用一座钢筋混凝土烟囱，高180m，出口内径5m。6电厂运行情况及存在问题6.1 电厂实际使用的燃料电厂实际燃用义马煤矿劣质烟煤40%，煤矸石30%，地方小煤矿30%, 炉前低位发热量一般在14650至16750kj/kg。接近锅炉设计煤质。锅炉性能试验最大连续出力试验煤质序号项 目符号单位1号炉2号炉123456789全水分收到基灰分干燥无灰基挥发分收到基碳收到基氢收到基氧收到基氮收到基硫收到基低位发热量MtAarVdafCarHarOarNarSarQnet.ar%KJ/kg11.3428.5725.9245.642.7010.111.100.541715011.3832.1444.0939.432.5613.290.790.4116160锅炉考核试验煤的颗粒分析序号粒度(mm)1号炉2号炉占全样(%)筛上累计(%)占全样(%)筛上累计(%)123455-22-0.20.212.1424.2845.9417.6412.1436.4282.3610010.3823.1149.5716.9410.3833.4983.061006.2 锅炉运行情况锅炉运行正常，效率高，飞灰可燃物低，2号炉连续133天，锅炉投产后进行了锅炉性能试验，表明锅炉性能达到了设计要求。1号炉2004年9月17日完成72+24小时试运行。2004年9月27日至30日进行了锅炉性能试验，锅炉平均效率92.56%，大于91%的保证效率，锅炉最大出力达到445.69t/h，大于440t/h。在B-MCR工况下，飞灰含碳量为2.35%，小于8%保证值，渣含碳量0.55%，小于2%保证值。2号炉2004年11月5日完成72+24小时试运行。2004年11月4日至8日进行了锅炉性能试验，锅炉平均效率94%，大于91%的保证效率，锅炉最大出力达到436.37t/h，对应的电负荷为136.97MW，基本达到了440t/h的设计值。在B-MC工况下，飞灰含碳量为7%，小于8%保证值；炉渣含碳量为0.47%，小于2%保证值。锅炉本体运行，主汽，再热汽温度均能达到要求，唯有选择性气冷式，冷渣器运行还不够正常，渣温超过150使链斗除渣机不能正常运行，被迫用小车在冷渣器下接渣，然后用手扶拖拉机运至煤场旁堆放，然后装入汽车运至灰渣场。目前仍对冷渣器进行调整试验。锅炉最低负荷设计允许30%，实际运行每台炉最低带35MW负荷。锅炉脱硫效率由河南省环境监测中心站组织三门峡市环境监测站于2005年6月21日至23日曾对锅炉脱硫进行了验收监测。1号炉实测脱硫效率86.5%，2号炉实测脱硫效率86.3%，均超过环评批复脱硫效率85%的要求。监测时煤中含硫1.24%至1.32%，钙硫比大于设计值2.2，也大于环评批复2.5。监测的钙硫比1号炉为2.74，2号炉为2.51。监测的SO2排放浓度1号炉为470mg/Nm3、480mg/Nm3；2号炉为438mg/Nm3、457mg/Nm3，均未超出火力发电厂大气污染物排放标准GB13223-1996第时段标准限值。三门峡市环保监测中心站还对Nox排放浓度进行了监测，Nox排放浓度：1号炉为100mg/Nm3、105mg/Nm3；2号炉为108mg/Nm3、129mg/Nm3，符合新的火力发电厂大气污染物排放标准GB13223-2003。锅炉在运行中曾出现煤斗至给煤机的下煤管堵煤，采取人工锤击解决，运行初期比较频繁，煤斗下部也发生过堵煤，现加强管理，下雨时要上比较干的煤，被雨水淋过的湿煤不允许使用。锅炉由于采用全露天布置，下雨时，雨会淋到0m层，冬季曾冻坏过仪表管，电厂对伴热系统已做了改造。6.3 燃烧系统运行情况燃烧系统运行正常，设备选择满足生产要求。引风机和二次风机设有液力偶和器进行调速，节电效果明显。称重式耐压皮带给煤机，设有密封风，但仍不够严密，一些煤的细颗粒漏出，影响环境卫生。冷渣器流化风机为罗茨型风机噪声较大，电厂在锅炉0米盖一房子，将罗茨风机放在房内，以减少噪声。循环流化床点火采用燃气，在锅炉0米设调压站，运行方便，且比燃油节省费用。电除尘器运行良好，2005年6月21日至23日河南省环境监测中心站组织三门峡市环境监测站曾对电除尘器进行了验收监测。1号炉电除尘器实测进口烟气量374000Nm3/h，进口烟尘浓度26.7g/Nm3，实测出口烟气量388000Nm3/h，出口烟尘浓度21.5mg/Nm3, 实测除尘效率99.92%，大于99.6%的设计效率。2号炉电除尘器实测进口烟气量508000Nm3/h，进口烟尘浓度38.5g/Nm3，实测出口烟含量519000Nm3/h，出口烟尘浓度34.5mg/Nm3，实测除尘效率99.94%，大于99.6%的设计效率。7评价工程设计符合国家经济政策、技术政策，采用循环流化床锅炉是合理的，基本做到清洁燃烧，且效率高，煤种适应性强。工艺设计采用比较成熟的技术，使机组做到满发。总平面布置分区明确、整齐，为绿化创造了条件，主厂房布置整齐，方便运行检修。设计是成功的，从总体上看设计是不错的。电厂目前280多人，电厂管理较好，厂区绿化好，机组运行一年左右，电厂做了不少改进，已能安全稳定满发运行，发电标准煤耗359g/kw.h，厂用电9.45%, 供电煤耗396g/kw.h,已达到同类机组水平。循环流化床锅炉采用美国FW公司技术设计，除冷渣器外，锅炉本体设计合理。测试效率高于设计效率，1号炉连续运行达到130天，2号锅炉连续运行达到133天，这对新机组而言，是不错的。电厂环保已通过验收。电除尘器测试效率高于99.6%，其主要原因，电除尘器选择的面积大（280m2），使其烟速度低（0.85m/s），电除尘器总集尘面积大