大型cfb锅炉燃烧无烟煤的运行实践

大型cfb锅炉燃烧无烟煤的运行实践

0机组运行效果泉州煤矿有限公司（集团）从事采矿开采开采工作，位于泉州市阳煤矿集团矿区。规划建设规模3.135mg冷流及循环槽（cfb）。每台机组配哈尔滨锅炉厂引进Alstom公司技术生产的HG-480/13.7-L.MG21型CFB锅炉。试运行期间,在满负荷连续稳定运行35小时后按照网调要求降负荷运行;机组各项指标优良,仪表投入率100%,保护投入率100%;机组具有良好的低负荷能力,最低无油稳定负荷16MW,仅为机组额定负荷的12%,是目前国内机组低负荷无油稳定运行的最好水平。分析这台CFB锅炉燃烧无烟煤的初期运行经验和改进情况,将对燃用无烟煤的大型CFB提供有益的设计经验以及优化方向。1锅炉自动发电系统锅炉设计的主要特点如下:该炉型为单汽包、自然循环、平衡通风、外置式高温旋风分离器、超高压一次中间再热锅炉。设计燃用煤种为阳煤集团煤矸石和洗中煤的混煤,不投油稳燃的负荷为额定值的35%。炉膛正压运行,炉膛四周和顶棚布置膜式水冷壁,底部为水冷布风板,其上安装钟罩式风帽。锅炉采用高大炉膛设计。燃烧室内布置双面水冷壁以及翼屏式Ⅱ级过热器和翼屏式热段再热器。尾部烟道沿烟气流程依次布置有Ⅲ级过热器、冷段再热器和Ⅰ级过热器、省煤器,卧式二次风、一次风空气预热器。过热蒸汽温度采用二级喷水减温器,分别位于Ⅰ、Ⅱ级过热器和Ⅱ、Ⅲ级过热器之间的管道上。减温喷水来自于给水泵出口。冷段再热器和热段再热器中间布置有一级喷水减温器,减温水来自于给水泵中间抽头。炉膛出口并列布置2个绝热式分离器。采用自平衡式“U”型返料装置,叉形返料装置将各分离器的灰由两个反料口返回炉膛,构成物料循环回路。锅炉采用床上、床下联合点火方式,点火采用#0轻柴油。床下布置4只风道燃烧器,油枪最大出力1030kg/h;6只床上启动燃烧器分别布置在布风板上水冷壁的前墙和两侧墙,油枪最大出力1320kg/h。锅炉岛的主要系统。锅炉给煤系统为两路两级给煤,原煤仓的煤经一级皮带给煤机送到二级刮板给煤机,再由二级刮板给煤机以多点给煤方式经旋转给料阀由炉后返料斜管将煤送如炉内。其中,1#皮带给煤机与1#刮板给煤机供给1#、3#给煤口,2#皮带给煤机与2#刮板给煤机供给2#、4#给煤口。每个给煤口设计了快关插板门。4个落煤管上各安装一根Φ420×5密封风管并设计了调节门,密封风来源于二次风热风,总流量26700Nm3/h,占入炉总风量的5.75%。每台锅炉设计有2个原煤仓,每个原煤仓容积270m3。原煤仓下设插板门。在原煤仓下的每台皮带给煤机落煤口处安装一根Φ273×5密封风管,用于皮带给煤机的密封。密封风来源于二次风暖风器前冷风,总流量920Nm3/h,占入炉总风量的0.2%。锅炉设计燃用其矿区煤矸石、洗中煤的混煤,发热量18.1MJ/kg,计算燃煤量78.23t/h,实际燃煤量81.74t/h。为满足入炉煤粒度要求,制煤系统采用粗碎和细碎两级破碎系统,一级破碎机为国产环式碎煤机,生产率为450t/h,二级破碎机采用进口可逆锤击式碎煤机,出力为500t/h。煤的最大允许粒径为≤6mm,d50=0.6mm,d<200μm不大于10%。每台炉配2台离心式一次风机,2台离心式二次风机,2台离心式引风机。一次风经暖风器后分成两路。一路在空预器前进入冷一次风母管通往床下启动燃烧器,作为油枪配风及混合风。一路为主一次风,经空气预热器加热后经布风板进入炉膛。每台炉配。二次风经暖风器和空气预热器加热后引入上下二次风环形风箱,进入炉膛补充燃料燃烧所需的氧气,并加强物料的掺混;给煤机密封风也引自二次风。返料流化密封风由两台容积式高压风机单独提供。正常情况下一台运行,一台备用;返料流化风母管与一次风管之间有联络管,并设计了调节门。每台炉配4台风水联合式冷渣器,冷却风由4台容积式风机提供,经冷渣器加热后送入炉膛。渣经冷渣器冷却后,由刮板输渣机将渣运到渣仓,然后用汽车运出厂。每台锅炉配置一台双室五电场干式静电除尘器。灰采用密相正压气力输送方式送到灰库。然后用密封罐车运走。脱硫剂为外购成品石灰石粉。2床温升投及燃烧状态锅炉初期运行的入炉燃料见表2。入炉煤粒度分布如表3。点火投煤。锅炉采用床上、床下联合点火方式,点火采用#0轻柴油。原设计床下4只风道燃烧器各油枪最大出力1030kg/h;6只床上启动燃烧器油枪最大出力1320kg/h。为了保护燃烧器,经实验确定,床下各风道燃烧器油枪出力400kg/h时,风道燃烧器温度可控制在800℃;最大出力800kg/h时温度可控制在1050℃;床上启动燃烧器油枪出力700kg/h;最大出力也控制在900kg/h即可以保证床温的提升。如果直接投无烟煤,风道燃烧器各油枪出力则需要700～800kg/h,床上启动燃烧器油枪出力也要适当大些,可以把床温升到750℃,使无烟煤比较容易着火。当床温为620～650℃,则需无烟煤粒度较细,试投煤次数相对较多,也可以着火。如果用烟煤点火,然后转移到无烟煤,则床下各风道燃烧器油枪出力400～500kg/h,床上启动燃烧器油枪出力700kg/h,床温可以稳步加热到500℃,便可投煤成功。锅炉带负荷。锅炉入炉煤及其粒度控制比较理想,因此,给煤和排渣比较好。锅炉满负荷运行稳定。因为燃料为无烟煤,因此,炉膛燃烧温度取得相对较高,密相区为950℃;炉膛出口为930℃,分离器出口为940℃。锅炉的燃烧状态良好。飞灰含碳量6.29%,渣的含碳量0.05%。机组具有良好的低负荷能力,最低无油稳定负荷16MW,仅为机组额定负荷的12%,是目前国内机组低负荷无油稳定运行的最好水平。锅炉主要设计参数和运行参数见表4。3煤均匀性的要求主蒸汽和再热蒸汽温度偏低。锅炉在燃烧无烟煤时,炉内物料浓度比较高,如,在满负荷时,水冷风室压力12.643kPa,燃烧室密相区下部压力7.943kPa,燃烧室密相区中部压力2.06kPa,燃烧室密相区上部压力1.075kPa,燃烧室出口压力-15.26Pa。在负荷为135MW时,各级喷水全关的情况下,主蒸汽温度一直在520～525℃的低限徘徊。再热蒸汽温度525～533℃。给煤均匀性控制。尽管为保持给煤均匀性,把刮板给煤机下的插板门由原来的沿刮板机方向改为与刮板机垂直方向,并可停在不同位置,这样对落煤口开度可以控制,改善给煤均匀性,但刮板机多点给煤还是难于保证给煤均匀性。应该采取措施,实行单点给煤。以便对给煤量进行精确控制。床下点火燃烧器设计需要改进。床下点火燃烧器的混合风和点火风来自一次冷风,主一次风由上部插入点火燃烧器,点火时高温烟气容易形成涡流区,点火形成的高温也容易将主一次风道和风门烧损。这种设计不利于对运行过程中的锅炉床温进行快速支持。应该设计为:点火风、混合风和主一次风均引自一次热风,各风均应周向进风,形成对点火燃烧器筒壁的分层冷却保护。不论点火与否,点火风和混合风应处于开的状态,点火燃烧器根据需要投入。同时,根据需要调节主一次风。这样才能形成对于锅炉床温的快速支持。翼屏设计存在缺陷,布置在炉膛内部的翼屏式过热器和翼屏式再热器发生变形。特别是再热器的屏变形非常严重。由于重力作用和再热器的屏的刚度不足,37t重的再热器屏,有的形成S弯,有的从下部的防磨浇注料处就向外弯成C弯。检查确认,再热器屏向上的膨胀是顺畅的,再热器弹簧吊架指示的膨胀量为120mm,水冷壁防磨浇注料处折算膨胀量为向下膨胀了50mm。但还是不能抵消再热器的膨胀。主要是因为再热屏的线胀系数大,而再热管道的线胀系数小,两者膨胀不匹配。应该核算其膨胀量,大幅减少再热屏高度,实现二者的匹配。4低负荷运行情况由哈尔滨锅炉厂生产的安装在阳煤综合利用电