王罡

摘 要：煤矸石發(fā)電廠屬于坑口節(jié)能型綜合利用電廠，隨著洗煤廠洗煤技術(shù)及精益化管理，煤矸石（洗碴）發(fā)熱量越來越低，由1600DK/GJ降至800DK/GJ，對鍋爐燃燒的適應(yīng)性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、使用的周期性產(chǎn)生了很大的影響。通過對循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的技術(shù)改造，為矸石電廠鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定、降低能耗、資源綜合利用技術(shù)等方面起到了很好的推廣作用。

關(guān)鍵詞：電廠；鍋爐技術(shù)改造；燃用煤矸石

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.146

1 原電廠狀況

萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)安源發(fā)電廠始建于上世紀(jì)八十年代末投產(chǎn)于九十年代初的“二爐二機(jī)” 2×6000kw煤礦自備發(fā)電廠，屬于燃燒低劣質(zhì)燃料（煤矸石）的綜合利用電廠。燃用的是1600DK/GJ左右的煤矸石，鍋爐選用比較適合且較先進(jìn)的35T/H鼓泡床沸騰爐，發(fā)電廠建成投產(chǎn)后能夠做到正常的安全生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，電廠的35T/H鼓泡床沸騰爐顯露出大量的問題，難以生存和發(fā)展。

2 鍋爐改造前存在的問題

（1）35T/H鼓泡床沸騰爐因燃用1600DK/GJ煤矸石造成鍋爐各部分受熱面管的磨損，布置在爐膛燃燒室的埋管磨損更嚴(yán)重，即使采取了很多種防磨措施也很難維持運(yùn)行超過3000小時，造成埋管經(jīng)常爆管影響鍋爐的正常運(yùn)行。

（2）35T/H鼓泡床沸騰爐因燃用1600DK/GJ煤矸石造成鍋爐各部分爐墻磨損嚴(yán)重，爐膛燃燒室本身是重型爐墻加之此區(qū)域沒有布置受熱面造成此爐墻溫度很高（950℃），加上大量煤矸石顆粒的直接沖刷磨損和鍋爐的啟、停較頻繁，造成此區(qū)域的爐墻磨損變形非常嚴(yán)重，嚴(yán)重影響鍋爐的正常運(yùn)行和鍋爐房的環(huán)境衛(wèi)生。

（3）進(jìn)廠的煤矸石發(fā)熱量只有800DK/GJ左右，要確保35T/H鼓泡床沸騰爐的正常燃燒須加入大量的原煤使之燃料熱值在1600DK/GJ左右，煤炭市場價格的上漲，鍋爐燃料成本急劇上升，發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益造成企業(yè)嚴(yán)重虧損。

（4）35T/H鼓泡床沸騰爐原設(shè)計鍋爐熱效率只有72%、鍋爐在運(yùn)行中的一些因素的影響（比如爐墻的嚴(yán)重變形漏風(fēng)等），造成鍋爐實際熱效率只能達(dá)到65%左右，鍋爐很難適應(yīng)發(fā)電廠生產(chǎn)的需求。

3 鍋爐技術(shù)改造后已達(dá)到目的

（1）鍋爐燃料發(fā)熱值在1000—1100大卡/公斤時能夠穩(wěn)定運(yùn)行；

（2）鍋爐各項技術(shù)參數(shù)能夠保持原鍋爐正常工作范圍內(nèi)，特別是鍋爐蒸發(fā)量達(dá)35T/H以上、鍋爐熱效率達(dá)80%以上、冷渣含炭量2%以下、細(xì)灰含炭量8%以下；

（3）鍋爐的各個受熱面部件及爐墻達(dá)到正常的使用壽命及三年以上的小修五年以上的大修周期；

（4）最大限度的利用原鍋爐的材料和備件。

4 鍋爐的改造設(shè)計技術(shù)思路

由于鍋爐燃燒的燃料為煤矸石熱值只有1000—1100大卡/公斤，而且鍋爐建成后必須達(dá)到鍋爐所有的要求，首先決定把原35T/H鼓泡床沸騰爐改造成循環(huán)流化床鍋爐，并針對循環(huán)流化床鍋爐普遍存在的缺點(diǎn)和問題，在鍋爐改造設(shè)計時我們遵循以下了的思路：

（1）充分吸收高速床、低速床的優(yōu)點(diǎn)。1）將鍋爐燃燒室（密相區(qū)）設(shè)計成低速床，有利于燃料在此密相區(qū)的燃盡停留時間、也有利于減輕燃料顆粒對埋管及爐墻的沖刷磨損。2）我們將鍋爐懸浮段（稀相區(qū)）設(shè)計成高速床，有利于煙氣中的細(xì)小顆粒在此區(qū)域燃盡。

（2）采用分離效率較高且阻力適當(dāng)?shù)母邷匾患壏蛛x器及可靠的“U”型閥回送系統(tǒng)來保證沒有燃盡的燃料顆?？梢远啻窝h(huán)燃燒，確保鍋爐的燃燒效率達(dá)到鍋爐設(shè)計80%以上；

（3）鍋爐在爐膛只布置了埋管受熱面，因此在鍋爐尾部煙道合理的增加部分省煤器受熱面來彌補(bǔ)前面受熱面不足，以確保鍋爐蒸發(fā)量所需的受熱面；

（4）在鍋爐煙道尾部另增設(shè)布置一組多管旋風(fēng)式二級分離器，將尾部煙氣中的大量細(xì)小顆粒分離出來返回爐內(nèi)（如果熱值太低就直接排出），減輕因這部分煙氣中大量細(xì)小顆粒對尾部受熱面的磨損；延長尾部受熱面省煤器、空氣預(yù)熱器及除塵器的使用壽命。

（5）鍋爐爐膛四周用膜式水冷壁構(gòu)成并且用高強(qiáng)耐火澆注料敷設(shè)而成，因此徹底解決了原鍋爐爐膛變形磨損的問題。

5 鍋爐改造設(shè)計技術(shù)措施

（1）采用高、低混合流速循環(huán)流化床燃燒方式。高速床燃燒強(qiáng)度大，鍋爐磨損嚴(yán)重；低速床燃燒效率低，鍋爐磨損小。采用高、低混合流速循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，將高速床與低速床有機(jī)地結(jié)合起來。

（2）采用合理的二級分離二級回送系統(tǒng)。高溫分離器分離下來的物料回燃條件好，燃燒效率高，且能顯著減少尾部受熱面的磨損，因此，本次改造在過熱器前布置“槽型”型分離器，尾部布置二級旋風(fēng)分離器。二級分離器阻力之和為850Pa，分離器效率≥99%。兩級分離器獨(dú)立分離，獨(dú)立回送。

（3）合理布置爐膛受熱面。一般原煤經(jīng)破碎后<2㎜占50%左右，由于密相區(qū)燃燒份額較小，埋管受熱面應(yīng)比傳統(tǒng)鼓泡床受熱面少，而懸浮段以上稀相區(qū)燃燒份額大，因此，改造中爐膛四周布置膜式水冷受熱面，給粉末顆粒創(chuàng)造良好的燃燒條件，絕大部分蒸發(fā)受熱面均敷了澆注料覆蓋，以降低爐膛水冷度。

（4）防止過熱器超溫措施。鍋爐的蒸發(fā)吸收熱量（或蒸發(fā)受熱面）與過熱吸熱量（過熱器受熱面）成一定比例，當(dāng)過熱器超溫時，適當(dāng)增加蒸發(fā)受熱面，過熱蒸汽溫度即會下降。

6 鍋爐改造后取得的效果

（1）鍋爐燃料發(fā)熱量在1000～1100DKcal/Kg左右能夠滿負(fù)荷的穩(wěn)定運(yùn)行；

（2）鍋爐已經(jīng)安全穩(wěn)定運(yùn)行2年，各部受熱面還沒有出現(xiàn)磨損爆管問題、爐墻沒有變形和磨損問題；

（3）鍋爐達(dá)到了設(shè)計的各項技術(shù)指標(biāo)；

（4）由于可以燃燒1000～1100DKcal/Kg的煤矸石，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行后為發(fā)電廠帶來了很好經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)減虧增贏奠定了良好的基礎(chǔ)。

7 總結(jié)

我廠循環(huán)流化床鍋爐改造運(yùn)行后取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同類型的江西豐礦煤矸石電廠、黑龍江雙鴨山電廠等單位到我廠參觀做技術(shù)交流，為矸石電廠鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定、降低能耗、資源綜合利用技術(shù)等方面起到了的推廣作用。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)盡管運(yùn)行較廣泛，但N2O排放偏高、排渣有揚(yáng)塵以及石灰石選擇不合理導(dǎo)致的脫硫效率低等問題，也是我們將要進(jìn)行改造和發(fā)展的方向。