李永剛（內(nèi)蒙古博源工程有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古　鄂爾多斯　　017000）

循環(huán)流化床鍋爐摻燒氣化爐細(xì)渣分析

李永剛
（內(nèi)蒙古博源工程有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017000）

摘要：循環(huán)流化床鍋爐是一種新型燃燒方式的裝置，幾乎可以采用任何燃料進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。它具有高效、低污染、成本低的特點，燃料產(chǎn)生的廢棄物較少，對環(huán)境污染較小，而且減少了不必要的浪費。正因為循環(huán)流化床鍋爐有著如此多的優(yōu)點，使得其得到大范圍的應(yīng)用。本文結(jié)合內(nèi)蒙古博大實地化學(xué)有限公司實例進(jìn)行分析，對3×180t/h循環(huán)流化床鍋爐摻燒氣化爐細(xì)渣燃燒狀況進(jìn)行分析，并對出現(xiàn)的問題給予相應(yīng)解決措施。本文給出的摻燒氣化爐細(xì)渣熱量核算以及相關(guān)理論，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；摻燒；氣化爐細(xì)渣

1　概述

內(nèi)蒙古博大實地化學(xué)有限公司氣化爐采用多元料漿氣化技術(shù)，產(chǎn)氣化爐粗渣16.67t/h，氣化爐細(xì)渣8.33t/h。氣化爐粗渣根據(jù)博大實地化學(xué)有限公司2015年3月殘?zhí)紮z測，其殘?zhí)计骄禐?1.64%，含碳量較低，可送至水泥廠用于水泥生產(chǎn)。氣化爐細(xì)渣根據(jù)博大實地化學(xué)有限公司2015年3月殘?zhí)紮z測，其殘?zhí)计骄禐?2.96%，含碳量較高，如送至水泥廠生產(chǎn)水泥，會降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性，故氣化爐細(xì)渣不可以直接用于水泥生產(chǎn)。由于其有較高的含碳量，可以和鍋爐燃料煤混合后送至循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，燃燒后的鍋爐灰渣則可以送至水泥廠生產(chǎn)水泥。但由于氣化爐細(xì)渣的一些固有特性，摻燒氣化爐細(xì)渣將會對鍋爐的正常運行產(chǎn)生諸多不利影響。

2　氣化爐細(xì)渣的摻燒

2.1摻燒氣化爐細(xì)渣節(jié)能對比

博大實地化學(xué)有限公司含碳量為19～25%氣化爐細(xì)渣的濕基低位發(fā)熱量為300～400kcal/kg左右。博大實地現(xiàn)在鍋爐燃料煤的收到基地位發(fā)熱量為4400～4900kcal/kg，將氣化爐細(xì)渣和燃料煤按1.5∶8.5的比例摻燒，摻燒后的混合燃料低位發(fā)熱量平均為4012kcal/kg。博大實地目前3臺180t/h的循環(huán)流化床鍋爐平均產(chǎn)蒸汽量為376.7t/h，則混合燃料消耗量經(jīng)計算為：60.21t/h，其中燃料煤消耗量為：51.18t/h。在不摻燒氣化爐細(xì)渣時，3臺180t/h循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)376.7t/h蒸汽時的燃料煤消耗量經(jīng)計算為：51.95t/h，則摻燒氣化爐細(xì)渣后可節(jié)約燃料煤0.77t/h，年節(jié)約燃料煤6160t。只要鍋爐燃燒時各項指標(biāo)正常，氣化爐細(xì)渣的摻燒比例可以逐步增加。

2.2摻燒氣化爐細(xì)渣熱量核算

博大實地產(chǎn)氣化爐細(xì)渣8.33t/h，含水率50%，如摻入循環(huán)流化床中燃燒，氣化爐細(xì)渣中50%的水份進(jìn)入鍋爐爐膛內(nèi)要吸熱氣化成水蒸氣，鍋爐的排煙溫度為130℃，則這部分水蒸氣將已130℃的溫度離開鍋爐，從進(jìn)入爐膛至排出鍋爐需吸收熱量為10.98GJ/h。剩余50%的干氣化爐細(xì)渣，按80%參與了鍋爐燃燒（20%隨煙氣排出了鍋爐），其發(fā)熱量為1750kcal/kg，則進(jìn)入鍋爐爐膛內(nèi)產(chǎn)生的熱量為24.37GJ/h。

根據(jù)以上比較，8.33t/h含水50%的氣化爐細(xì)渣進(jìn)入鍋爐爐膛能為鍋爐提供熱量13.39GJ/h。按目前3臺鍋爐運行情況，每小時平均產(chǎn)蒸汽376.7t，需消耗發(fā)熱量為4650kcal/kg的煤51.95t/h，吸收來自燃料的熱量為969.36GJ/h，所以摻燒的氣化爐細(xì)渣為鍋爐燃燒提供的熱量占燃料提供總熱量的1.38%。

3　氣化爐細(xì)渣摻燒對鍋爐運行的影響

3.1氣化爐細(xì)渣含水量高對鍋爐運行的影響

由于氣化爐細(xì)渣含水分較高，可達(dá)到50%～60%，其進(jìn)入爐膛后由于水分氣化需要吸熱，會使鍋爐的熱效率降低，還可能發(fā)生使鍋爐熄火的重大事故；再有過高的水分會引起鍋爐給煤系統(tǒng)的堵塞，影響鍋爐正常運行。氣化爐細(xì)渣進(jìn)入鍋爐燃燒后，由于其含水率較高，將導(dǎo)致鍋爐煙氣含水增加，排煙量及排煙溫度升高，換熱面積灰加重，影響換熱效率。

3.2摻燒氣化爐細(xì)渣會增加系統(tǒng)飛灰量

氣化爐細(xì)渣摻燒后，由于其灰分很高，且粒度非常小，部分未來得及燃燒就直接被吸入尾部煙道，所以進(jìn)入尾部煙道的飛灰量將增加，現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)可能會滿足不了工況需求。

3.3飛灰含碳量高、省煤器磨損嚴(yán)重

燃用煙煤的循環(huán)流化床鍋爐其飛灰含碳量為5%左右，摻燒15%的氣化爐細(xì)渣后，飛灰中的含碳量可達(dá)到10%～12%。分析原因，系氣化爐細(xì)渣的顆粒燃燒困難，且粒度極小，部分在爐膛中沒有燃盡的碳粒飛到鍋爐尾部，造成飛灰含碳量高。循環(huán)流化床鍋爐省煤器處煙溫為600℃左右。在這樣較低的溫度下，碳粒的硬度較高。由于飛灰中含碳量高，所以對省煤器沖刷嚴(yán)重。又因為省煤器通常采用錯列、密排的Φ32碳鋼管結(jié)構(gòu)，再加上煙氣轉(zhuǎn)彎時造成的灰粒不均勻分布，使省煤器的局部磨損更進(jìn)一步加劇。

4　氣化爐細(xì)渣摻燒問題的處理措施

4.1解決氣化爐細(xì)渣含水量高的問題

氣化爐細(xì)渣含水量高對鍋爐運行的影響是嚴(yán)重性的，這一問題必須得到解決。針對氣化爐細(xì)渣含水量高對鍋爐穩(wěn)定運行的影響，可以先將氣化爐細(xì)渣放置在儲煤場上進(jìn)行晾曬，使其水分大量蒸發(fā)后，再摻到燃料煤中運輸至鍋爐原煤倉內(nèi)。

4.2解決飛灰量增加的問題

關(guān)于飛灰量的增加的問題，需對熱電站的輸灰系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能改造，增大單位時間內(nèi)飛灰的流量，采用相關(guān)措施加快飛灰的運行速度，使飛灰能盡快排除，以緩解輸灰壓力；或是選用高熱值低灰分燃料煤，這樣從源頭上限制了飛灰的產(chǎn)生量，進(jìn)而減少排灰量，輸灰系統(tǒng)不必做任何改進(jìn)，即可正常運行。

4.3解決飛灰含碳量高、省煤器磨損嚴(yán)重的問題

要解決解決飛灰含碳量高、省煤器磨損嚴(yán)重的問題，可增加爐膛高度，延長碳粒的燃燒時間，使其充分燃盡，使飛灰中含碳量大幅度降低，將后燃提前到爐膛內(nèi)燃燒，從而減少循環(huán)灰中的含碳量。爐膛高度的增加還使護(hù)膛內(nèi)的灰循環(huán)加強(qiáng)，使飛灰量大為減少，這就降低了對省煤器的沖刷磨損。

結(jié)語

氣化爐細(xì)渣由于其含碳量較高，可以和燃料煤混合后送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，既能通過再燃燒降低其含碳量，便于綜合利用，又能減少一部分燃料煤消耗量，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。但是摻燒操作必須得法，并對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行一定的改造，才能使循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

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[2]白成春．循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程控制研究[J]．陜西電力，2007，35（05）：24-27．

中圖分類號：TQ536

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