国华公司130T/H锅炉掺渣燃烧探讨

邵 越

(国华能源发展(天津)公司，天津 300000)

1 前言

国华公司现有TG-130/3.82-M11循环流化床锅炉两台，TG-35/3.82-M5链条锅炉三台，UG-35/3.82-M18链条锅炉两台，公司现有链条炉已运行18年，热效率在逐年降低，灰渣及飞灰含碳量较高，平均含碳量在25%左右。冬季最高运行链条炉2—3台，每天可产生炉渣及飞灰量90吨。可利用价值较大。

现有循环流化床锅炉是太原锅炉厂与清华大学多年密切合作，研制出的低能耗、低循环倍率、高效能锅炉。其低床压、低风压的运行模式，使得床存量降低、二次风区域物料浓度降低，加之、其设计在密相区与膜式壁交界处采用“让管”结构，大大减小了锅炉的磨损。

由于我公司燃用的燃料是上级公司统一调配，煤质的低位发热量较高，为5100kcal/kg，灰分较小20%左右。在锅炉运行中会出现循环灰量较少，炉温较高的现象。

为其，我公司计划采用一期链条炉燃烧产生的灰渣，按照比例掺入燃煤中用于循环流化床锅炉再燃烧。为此，我方多次咨询设备制造厂家，均得到厂家的首肯。我公司同时咨询相关兄弟厂家，吸取其他厂家的掺渣燃烧经验，并实地考察。咨询、调研表明，掺渣燃烧对我公司现有设备运行稳定、经济燃烧将有显著提高，对设备的磨损强度形象较低。

2 项目综述

(1)成立燃煤掺渣领导小组。

组长：李岩松

副组长：段军旎 郭志强

牵头人：刘贵樑

组员：邵越、赵刚、杜鹏、刘雨生、陈刚、杨东

(2)国华公司积极响应滨能公司“开源节流，节能降耗”的大讨论活动，结合国华实际生产情况，建议“链条炉灰渣再利用”的燃煤掺渣试验项目。国华公司于4月16日～4月27日针对与“太原锅炉厂”生产的130T循环流化床6#锅炉进行不同煤种燃烧的实验，通过数据参数的统计并与前期实验的数据对比，将数据反馈给设备生产厂家“太原锅炉厂设计二处”工程师的沟通研究，并找到炉型相同的厂家了解询问循环流化床锅炉运行的实际情况，得到了很大的提示和收获。

3 项目方案及试验数据

3.1 掺渣燃烧的优势分析

(1)提高锅炉燃烧效率。

(2)增加循环灰量，提高锅炉带负荷的能力。

(3)由于燃料挥发份的降低及床温的降低可适当降低烟气排放中NOX含量。

3.2 链条炉灰渣可利用分析

通过查找国华实际2012全年灰渣203次的化验记录，统计分析链条炉大渣平均含碳量14.8%，在冬运大负荷期间，大渣含碳量会一度达到20%左右，灰渣热量平均达到800-1000cal/kg。小灰含碳量27%，其中沉灰箱含碳量51%。(1∶4、1∶6比例掺渣的配煤煤质指标见表1)。

3.3 燃料掺渣前后特性分析对比

表1 锅炉主要燃煤性能设计参数

掺渣前后的灰渣示意图见图1、图2。

图1 掺渣前的灰渣

图2 掺渣后的灰渣

3.4 燃料掺渣晾晒灰渣与运输方式

(1)利用一期煤场前空地，但不能影响进煤车的进出。

(2)利用二期煤场右侧前空地进行二次晾晒。

(3)利用机动车将晾晒好的灰渣运至二次煤库，并按比例混配，堆垛。

3.5 试验燃料掺渣方式

(1)大渣，飞灰按比例进行配比直接混入煤中，皮带输送煤仓。

(2)大渣按比例进行配比直接混入煤中，皮带输送煤仓。

(3)飞灰按比例进行配比直接混入煤中，皮带输送煤仓。

(4)由于前期原煤、灰渣较湿，大渣及飞灰分别掺入煤中燃烧。

4 具体实施方案

4.1 掺烧煤、渣比例确定原则

(1)原煤热值在5300kcal/kg，灰分在20%以下，掺烧比例按1∶6试验掺烧。

(2)原煤热值在4800kcal/kg，灰分在25%以下，掺烧比例按1∶7试验掺烧。

(3)原煤热值在4500kcal/kg，灰分在28%以下，掺烧比例按1∶8试验掺烧。

4.2 掺渣燃烧的具体实施

(1)掺烧方式：煤、大渣、飞灰按比例掺烧。

(2)第一阶段6月7日至6月10日8∶1煤渣配比掺烧135吨灰渣。入炉煤指标：低位热值：3900kcal/kg，M：10.3%，V：24%，A：37%。

(3)第二阶段6月12日至6月14日7∶1煤渣配比掺烧206吨灰渣。入炉煤指标：低位热值：4653kcal/kg，M：12%，V：28%，A：20.82%。

(4)第三阶段7月9日至7月16日6∶1煤渣配比掺烧286吨灰渣。入炉煤指标：低位热值：4923kcal/kg，M：5.1%，V：23%，A：25.83%。

煤、渣灰配比比例：8∶1，7∶1，6∶1。

5 掺烧前后的运行指标分析

5.1 数据分析

表2 数据分析表

锅炉正平衡效率：

n=[DSC(hbq-hgs-rw)/100/BQr]*100

5.2 掺渣前后烟气排放指标分析

表3 掺渣前后烟气排放指标分析表

5.3 掺烧后锅炉运行工况分析

(1)掺烧后运行工况较稳定。

(2)掺渣燃烧锅炉正平衡效率显著提高，产汽标煤耗降低。

(3)锅炉循环灰量增加，提高锅炉带负荷的能力

(4)掺渣煤灰分较未掺渣煤种灰分多，锅炉烟气量及排渣量增加。

(5)燃用掺渣煤排烟温度有所升高。

(6)从燃烧工况观察燃用掺渣煤炉膛整体料层温度有所下降约为20-30度。

(注：锅炉效率、灰、渣含碳量、排烟温度、烟尘排放等指标与原煤成分影响较大)。

6 试验经济分析

(1)三次掺烧试验共掺烧灰渣627吨。按照灰渣平均含碳量25%，有效利用含碳量80%测算：

节约标煤：

627×25%×80%×33727(固定碳热值)/29308(标煤热值)=144吨

节约原煤：144×29308/22096(原煤平均热值)=191吨。

(2)标煤原价按770元/吨计算。

(3)共节约成本：144×770=110880元

(4)由此增加的机车燃油消耗、机械电耗及人工费用有待进一步测算。

7 试验结果及存在的问题

(1)由于前期掺烧原煤及灰渣较湿，造成落煤管堵塞等停炉事故。

解决方案：

①目前为解决落煤管堵塞问题：在落煤管处加装检修捅煤孔，安装检修平台。

②日常操作加强对落煤管巡回检查。

③将一次风道与二次风道进空预器处扩径，增加一、二次风的通流量，减少风的阻力，提高风压。因为送煤风为二次风，提高风压后，可有效减少落煤管堵塞现象。

④如果风压还不够，可采用一次风作为送煤风。

(2)掺烧前后烟气排放对SO2、烟尘量排放影响不明显，对NOX排放有所降低。

(3)对水冷壁及尾部烟道的磨损情况应继续考察。目前7#炉停炉检查，对锅炉受热面磨损没有影响。

(4)排渣量相对增加，炉渣含碳量有所提高。

(5)对布袋除尘的影响有待进一步考察。

(6)灰渣的晾晒问题可采用现有老区煤库前空地。做简易防雨棚，地面采用土地地面，有利于水的渗透。

(7)掺烧比例不宜过大，1∶8或1∶10为宜。

(8)有条件可将灰渣做筛分处理，有效利用灰渣的可燃物，并减少对系统的磨损。

8 常态化管理

(1)目前我公司的掺渣燃烧试验正有序进行，掺渣比例控制在1∶8—1∶7，通过每日监控运行参数及燃烧工况，此项技改工作将有效提高锅炉热效率，降低产汽单耗，节约生产运营成本。

(2)通过去年近半年的掺烧试验，我厂总结了经验，同时也吸取了许多教训。2014年我厂在前期试验的基础上，认真总结，加以改善，将掺渣燃烧制度化，常态化,并做好相关的过程记录，最终形成规范化的标准。