張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質煤的技術應用與分析

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

介紹了中海油華鶴公司3臺循環(huán)流化床鍋爐在設計、建設過程中，燃燒劣質煤燃料的技術應用，并從設計、運行及經濟方面進行分析，總結設計中的問題和不足，并對以后運行中問題提出技術建議。

流化床鍋爐；劣質煤；建議

中海石油華鶴煤化有限公司自建3臺循環(huán)流化床鍋爐，由天辰設計院設計和上海鍋爐廠制造。鍋爐采用水冷旋風分離器、高溫高壓自然循環(huán)的形式。整套裝置在建造的過程中，由于煤炭市場和價格的變化，導致鍋爐燃燒的原設計煤種產量減少，而且煤炭的價格持續(xù)走高，運行的成本將大幅度提高。公司經過與設計院、制造廠家進行技術交底，決定對3臺循環(huán)流化床鍋爐進行技術改造和創(chuàng)新，將原設計燃燒煤種改成燃燒劣質煤，并從環(huán)保、運行、設備參數(shù)方面對鍋爐進行優(yōu)化，進而達到燃煤劣質煤的條件。

1 劣質與設計煤種的參數(shù)比較

從表1可以比較出，劣質煤和原設計煤種有較大的變化，特別是揮發(fā)分、熱值和灰分方面。揮發(fā)分提高了51.99%，熱值降低了13.99%，灰分提高了54.99%，劣質煤的各項參數(shù)均存在大幅度變化。

表1 煤種比較

2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質煤的可行性分析

本公司的鍋爐裝置已經在建造中，燃燒煤種發(fā)生如此大變化，勢必會對鍋爐的運行和穩(wěn)定性造成較大影響，因此只能從循環(huán)流化床鍋爐的煤種適應性以及設計角度對設備燃燒劣質煤的熱力特性進行技術改造，進而驗證鍋爐燃燒劣質煤的可行性。校核結果如表2所示。

表2 設計煤種和燃燒劣質煤的熱力特性分析對比

根據(jù)燃燒劣質煤和原設計煤種熱力特性對比表中可以看出，循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質煤對鍋爐的出力、熱效率、各運行參數(shù)均能滿足設備要求，其中計算鍋爐的熱效率下降了0.89%，但是鍋爐的煙氣量、風量都沒有太大的變化，而鍋爐的渣量和灰量增加了69%，鍋爐尾氣的含塵量提高了59.9%，因此從各項參數(shù)中可以分析出：鍋爐燃燒劣質煤對鍋爐有一定的影響，但是滿足設計和運行的要求。但煤種的變化會對其他設備也產生影響，因此要對其他設備進行設計改造和變更。

3 鍋爐輔機燃燒劣質煤的設計分析

鍋爐燃用低質煤后，各項參數(shù)較原設計煤種變化較大，煤的熱值降低了13.9%，灰分提高了15.9%，根據(jù)熱力參數(shù)的變化情況，對主要熱力參數(shù)的變化進行分析和總結：

1）鍋爐的空氣量增加0.49%、并且排煙量增加了1.89%。空氣量和煙氣量的變化直接對循環(huán)流化床鍋爐的通風平衡有影響，但是空氣量和煙氣量的變化值不大，因此各風機還是能滿足設備的運行，因此循環(huán)流化床鍋爐的主要風機不需要改變設計。

2）燃燒劣質煤種時，鍋爐的飛灰濃度由28.99g/m3（標）提高至49g/m3（標），與原設計值相差還是比較大的，并且飛灰的濃度較原設計值增加了59%，因此必須對除塵系統(tǒng)進行重新設計，鍋爐除塵器的設計變更見表3。

表3 除塵器的設計變更

鍋爐的除塵面積增加了將近980 m2，進而導致除塵的脈沖吹灰閥和除塵布袋數(shù)量的增加，而且除塵系統(tǒng)占用的面積將增大。最終建設時采用：除塵進風的高度不改變，但是除塵系統(tǒng)由12×159條袋/箱改為12×189條袋/箱，布袋的大小維持原來的Φ159×6 000mm，最終每個除塵器增加了280個布袋，除塵面積增加了1 050 m2，通過以上的改造，除塵系統(tǒng)滿足鍋爐燃燒劣質煤的要求，除塵效果滿足國家對企業(yè)環(huán)保的要求。

3）燃燒劣質煤時，鍋爐的排渣量增加了1.22倍，排渣的負荷增高，對排渣器的要求將提高，因此必須對排渣器的設計進行相應的變更，變更的數(shù)值見表4，

表4 排渣變更數(shù)據(jù)

由表4可以看出，冷渣器的出力和冷卻水量都有了很大的變化，為了保證鍋爐的正常排渣，必須對冷渣機的技術參數(shù)進行重新設計，冷渣機的內過渣管道由φ220的管24根，改為φ280的管15，冷渣機的進出口距離由原來的5 500 mm提高至7 000mm，這樣不僅增加冷渣機的換熱面積，同時也增加了出力，經過調整后，冷渣機的出力滿足鍋爐燃燒劣質煤的要求。

4）鍋爐燃用劣質煤后，導致鍋爐的燃煤量由原來的26.99t/h提高至32.1t/h，而循環(huán)流化床鍋爐采用了4臺給煤機，每臺給煤機的出力是14 t/h，因此給煤系統(tǒng)滿足鍋爐燃用劣質煤的要求。

其他輔機設備如脫硫系統(tǒng)、給水系統(tǒng)都與設計院溝通，其設計參數(shù)均滿足鍋爐燃用劣質煤的要求，設計參數(shù)不需要改變。

4 鍋爐燃用劣質煤的經濟分析

本地區(qū)的優(yōu)質煤價格為510元/t，而劣質煤的價格為350元/t，差價為160元/t。燃用劣質煤后，需要投入的費用為220萬元，而一年節(jié)省的燃煤費用為4 500萬元，因此每年為企業(yè)節(jié)省費用為4 280萬元。

5 結束語

循環(huán)流化床鍋爐燃用劣質煤改造是一個復雜的工程，施工和設計方面均需要作出很大改變，改造難度大，但是通過主機和輔機設計值的優(yōu)化和改造，還是能滿足其運行。只有在運行的調整、廢物排放的優(yōu)化、提高鍋爐熱效率等方面進行深入的探索，才能取得最佳的運行效果和較好的經濟效益。

[1]陳兵.煙氣脫硫技術與發(fā)展[J].工業(yè)鍋爐，2002，（3）：66-69.

[2]閆維平，于希寧.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制過程分析[J].鍋爐技術，2001，17（4）：35-37.

Application and Analysis of Circulating Fluidized Bed Boiler by Bad Coal

Zhang Rui-shan

Describes the CNOOC Huahe copany 3 circulating fluidized bed boilers in the design，construction，fuel quality coal combustion technology，and analyzed from the design，operation and economic aspects，summarize the problems and deficiencies in the design，and after technical advice running problems.

bad coal；fluidized bed boiler；recommendations

TK229.6

A

1003–6490（2016）04–0014–02

2016–04–15

張瑞山（1985—），男，黑龍江雙鴨山人，助理工程師，主從事熱能動力方面的研究工作。