循环流化床锅炉燃用超低挥发份无烟煤启动点火设计技术-

1、IS S N1672-9064CN35-1272/TK能源与环境杨成达(福建省电力勘测设计院福建福州350003摘要针对燃用超低挥发份无烟煤启动点火设计,对龙岩坑口火电厂4×135MW 机组燃用本省无烟煤的启动烟煤系统的设计和运行作介绍,希望在燃用类似煤种的各种容量的CFB 上能推广应用。关键词超低挥发份无烟煤着火点CFB 启动烟煤系统中图分类号:TK227.7文献标识码:A文章编号:1672-9064(200804-0033-020前言福建无烟煤煤质挥发份(Vdaf 低,难着火、难稳燃、难燃尽,灰熔点低,且来煤矿点多,煤质参差不齐。在用煤粉炉型式的锅炉燃用福建无烟煤,其运行效率低(

2、87%以下,且80%负荷以下要一直投油,运行费用高。目前燃用福建无烟煤的电厂基本采用循环流化床锅炉,作为电力设计院,在机组选型上推荐采用循环流化床锅炉燃用福建省无烟煤,在重要部件型式上把好关,如对旋风分离器,高温分离推荐采用汽冷或水冷,保证锅炉回料顺畅,不易结焦;中温分离采用绝热分离器,运行安全可靠且综合技术经济性好;对油枪设计,应设计床上油枪等等。循环流化床锅炉最低稳燃负荷40%,解决了煤粉炉负荷高达80%还需助燃的突出问题,但循环流化床锅炉如何在既定时间内稳定着火,尽可能节省燃油,这是福建省小容量的循环流化床锅炉启动过程中遇到的普遍问题。本文主要对龙岩坑口4×135MW 循环流化

3、床机组(哈尔滨锅炉厂锅炉启动点火系统设计和运行做一个总结,针对类似的煤种,可以推广应用。1龙岩坑口火电厂简介福建省龙岩坑口火电厂位于龙岩市新罗区雁石镇,厂厂区位于新芦村东侧、柯溪村南侧的平地上。电厂南距雁石镇约2.5km ,距龙岩市约25km 。该厂1期工程建设规模为4×135MW 凝汽式汽轮发电机组。福建省电力勘测设计院于2004年完成施工图设计,锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的440t/h 超高压中间再热循环流化床锅炉;汽轮机为4台135MW 超高压中间再热凝汽式汽轮机,其中1、2号机组汽机由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产,3、4号机组由东方汽轮机厂生产;汽轮发电机均为山东济

4、南发电设备厂生产的135MW 汽轮发电机。公用系统按4×135MW 考虑。1、2、3、4号机组分别在2005年9月、2005年12月、2006年5月和2006年9月通过96h 满负荷试运行。2煤质资料从表1看,设计煤种挥发份Vdaf=3.8%,校核煤种Vdaf=3.2%,属超低挥发份,极难着火煤种,对于福建无烟煤,具有一定的代表性。3设计思路从本省35t/h 、75t/h 小容量CFB 点火的情况来看,无烟煤的着火温度在750-900,有时来煤Aar 高达45%,着火温度很高。完全用油点火,床温很难到达着火温度,即使可达到750-900,因没有床上油枪或容量小,很容易把点火风室烧坏。

5、因此,启动时人工配加一些烟煤或木碳,或在底料中配一些烟煤,当床温到达着火温度后再加无烟煤。75t/h 小容量锅炉启动时间短,一般在3h 左右,加烟煤或木碳燃油耗量总共约1t ,在保证着火点的同时,也能省一些燃油,但其最重要的是解决着火点问题,而当时,国内电厂燃用无烟煤的所有CFB,也没有从设计时就考虑增设自动控制启动烟煤系统。最早设计的思路是:尽可能节省燃油;回避点火点不起来的风险;烟煤仓可为压火运行提供烟煤;烟煤仓还可以上循环流化床锅炉燃用超低挥发份无烟煤启动点火设计技术作者简介:杨成达(1971,1994年毕业于武汉水利电力大学,高级工程师,现在福建省电力勘测设计院从事火电厂热机专业设计。

6、荐式水离设负何容主厂煤电序号12345678910111213元素分析名称收到基碳收到基氢收到基氧收到基氮收到基硫全水份收到基灰份空气干燥基水份干燥无灰基挥发份收到基低位发热量灰变形温度灰软化温度灰熔化温度符号Car/%Har/%Oar/%Nar/%St.ar/%Mt/%Aar/%Mad/%Vdaf/%Qnet.ar/MJ/kgDT/ST/FT/设计煤种57.281.161.020.560.989301.563.820.68115012501350校核煤种52.31.040.830.711.1212321.613.219.07105011801300表1龙岩坑口火电厂4×135MWC

7、FB 机组设计和校核煤质能源技术IS S N1672-9064 CN35-1272/TK 能源与环境启动床料。考虑到锅炉冷态启动约8h,烟煤着火点低,大约450能稳定着火,小容量锅炉着火温度在750以上(有时要到850以上才能稳定着火,而135MW锅炉如果冷炉点火从450升温到750以上,约3h。在此期间,用烟煤来升温,可以尽量少投油或尽早不投油,同热值消耗条件下,烟煤价格比轻油低。从设计一开始就考虑自动控制启动烟煤系统,也避免了象小容量锅炉那样,点火点不起来时再人工加烟煤或木炭,对135MW机组来说,是很难用大批人工来加烟煤或木碳。另外,烟煤仓可为压火运行提供烟煤,还可以上启动床料。4设计方

8、案龙岩坑口4×135MW工程在除氧煤仓间每台炉设置了一个30m3启动烟煤仓,两个350m3无烟煤仓,输煤皮带给煤机在不同的时间里可以分别输送烟煤和无烟煤到这3个仓,每次冷炉点火前先把烟煤仓装满,一次冷炉点火把全部烟煤用完,温态启动时也用烟煤。正常运行时二级给煤,两条120%容量给煤线,无烟煤从无烟煤仓落到无烟煤耐压称重给煤机,再落到刮板给煤机后输送进入回料腿,送入炉膛。烟煤为三级给煤的方式,烟煤从启动烟煤仓落到烟煤耐压称重皮带给煤机,再落到无烟煤耐压称重给煤机之后,利用其中一条无烟煤给煤线送入炉膛,整个给煤过程从集控室根据床温高低进行控制,可以间断或连续给煤,给煤量通过耐压称重给煤机

9、变频控制。此设计与常规相比,增加了一个启动烟煤仓和烟煤皮带给煤机。如果布置上烟煤能直接落到无烟煤耐压称重给煤机,烟煤耐压称重皮带给煤机可以省去,晋江热电厂(2×50MW和安溪煤矸石电厂(2×50MW烟煤仓直接进入无烟煤耐压称重给煤机,中间就可省去一级,而这两个工程都为前墙给煤,实际上都是一级给煤给入炉膛。5运行及经济性分析目前运行数据如下:锅炉冷态启动点火时先投油燃烧,燃烧至约450时投烟煤,烟煤稳燃后断油,炉膛温度升至约750投无烟煤,成功点火,耗油约15t,耗烟煤约20t;如果锅炉冷态启动时投油到床温650750投无烟煤,实际耗油量约25t。投烟煤和无烟煤是以床温为准。

10、(1投油到投无烟煤(650750时投点火实际耗油量约25t。燃油消耗:25t(1台炉;燃油价格:0.495万元/t;燃油耗费:12.375万元。(2投油到450时投烟煤,750时投无烟煤,实际耗油量约15t,烟煤约20t。燃油耗费:7.425万元;烟煤耗费:标煤价格暂按550元/t估列;燃煤消耗:20t(1台炉;经计算标煤耗费:0.7975元总点火耗费:8.223万元。从以上可以看出,锅炉冷态启动一次采用油和烟煤联合启动比采用油启动节省费用4.152万元。增加初投资一个烟煤仓约6万元,烟煤耐压称重给煤机30万元,共36万元,冷态启动9次就可回收初投资。按1台炉1a冷炉点火15次计算,每台机组每

11、年可节约62万元,4台机组每年节约248万元,经济性好。6应用推广龙岩坑口火电厂工程首次设置启动烟煤仓,采用油和烟煤联合启动的方式,已得到用户的认可和好评。其后设计的燃用本省无烟煤的50MW级CFB也普遍采用联合点火方式,因来煤参差不齐,煤质差时,着火温度要到850,如果没有先投烟煤,甚至无法达到投无烟煤的温度,一定要投烟煤才能成功点火。2005年由安徽煤炭设计院设计的晋江热电厂(2×50MW和安溪煤矸石电厂(2×50MW,初设请我院评审时,要求其增加启动烟煤仓,现运行状况良好,晋江热电厂冷态启动一次耗油约8t。现在,我院和西南电力设计院合作,正在设计的龙岩坑口二期2

12、15;300MW、福建华电漳平电厂2×300MW和永安火电厂2×300MW燃用福建无烟煤,也设计了启动烟煤系统,采用燃油和烟煤联合启动的方式,在大机组的应用上得到推广,将有更好的经济效益。参照龙岩一期的运行情况,300MW循环流化床两种启动方式每次启动节省费用预期结果如下:(1投油到投无烟煤(650时投煤点火实际耗油量约50t。燃油耗费:24.75万元。(2投油到450时投烟煤,750时投无烟煤,实际耗油量约30t,烟煤约40t。燃油耗费:14.85万元标煤耗费:1.6万元假定点火烟煤低位发热量为21300kJ/ Kg,标煤价格暂按550元/t估列;总点火耗费:16.45万

13、元。每点火一次启用烟煤系统比直接点燃无烟煤节省费用:8.3万元。锅炉启动系统加装烟煤系统后,炉前给煤系统无需改动,只需根据需要,输送所需烟煤到烟煤仓。每台炉设置1座有效容量约为100m3烟煤仓,可以满足1次冷态启动烟煤耗量;设置最大出力为45t/h电子称重式给煤机及埋刮板给煤机各1台。增设启动烟煤系统需增加设备初投资计算如下(1台炉:100m3烟煤仓1座6万元;电子称重式给煤机1台30万元;埋刮板给煤机1台18万元;安装费3万元;总初投资57万元。以每点火1次启用烟煤系统比直接点燃无烟煤节省费用8.3万元,增设1套启动烟煤系统,需增加初投资约57万元计算,增加的初投资费用大概点火7次即可收回成本,假定300MW机组1a冷炉点火15次,不到1a即可收回成本,以后每年每台机组可节约点火燃油耗费约124.5万元。7结束语针对循环流化床锅炉燃