1、概況
DG35/3.82-7型低倍率循環(huán)流化床鍋爐系東方鍋爐廠(chǎng)80 年代中后期產(chǎn)品,設(shè)計(jì)中采用了中科院工程熱物理所早期循環(huán)流化床技術(shù)路線(xiàn):百葉窗加濃縮小旋風(fēng)分離飛灰,通過(guò)面飼方法將收集的飛灰送入床內(nèi)再燃。該鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊,具有較強(qiáng)的帶負(fù)荷能力,因此深受用戶(hù)歡迎,在全國(guó)各地有百余臺(tái)該型號(hào)鍋爐。
西南合成制藥總廠(chǎng)熱電分廠(chǎng)、天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠(chǎng)、松藻礦務(wù)局發(fā)電廠(chǎng)安裝了6臺(tái)該型鍋爐。自投運(yùn)以來(lái),由于燃用貧煤、無(wú)煙煤及煤矸石等劣質(zhì)燃料,燃料揮發(fā)份低,燃燼時(shí)間長(zhǎng),較低的爐膛高度不能保證其充分燃燼,造成尾部飛灰可燃物含量均在25%以上,其中松藻礦務(wù)局發(fā)電廠(chǎng)高達(dá)50%。此外,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行,百葉窗分離器因磨損形成煙氣走廊,破壞了百葉窗分離器和小旋風(fēng)分離器的阻力匹配,導(dǎo)致整個(gè)~飛灰收集系統(tǒng)失效,鍋爐由低倍率循環(huán)流化床變成鼓泡床運(yùn)行方式,爐膛出口煙溫降低,鍋爐出力下降。在已改造的兩臺(tái)DG35/ 3.82- -7型 鍋爐中,西南合成制藥總廠(chǎng)熱電分廠(chǎng)燃用本地貧,發(fā)熱量高且細(xì)粉含量高;天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠(chǎng)燃用本地貧燃和矸石按1:4摻合后的混煤.發(fā)熱量低。天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠(chǎng)和西南合成制藥總廠(chǎng)熱電分廠(chǎng)燃料煤質(zhì)元素分析見(jiàn)表1、表2。
2、底飼回燃循環(huán)流化床技術(shù)特點(diǎn)
底飼回燃技術(shù)是將循環(huán)飛灰通過(guò)氣力輸送的方法從爐底穿過(guò)風(fēng)室和布風(fēng)板,在布風(fēng)板上100mm處從耐高溫、耐磨底飼噴嘴四周?chē)姵錾㈤_(kāi),在床內(nèi)密相區(qū)和氧氣再次發(fā)生燃燒反應(yīng), 延長(zhǎng)了循環(huán)飛灰在床內(nèi)密相高溫區(qū)的停留時(shí)間,增加循環(huán)飛灰在密相區(qū)的燃燒份額, 從而達(dá)到有效降低飛灰可燃物含量的目的。為實(shí)現(xiàn)-飛灰底飼回燃的技術(shù)路線(xiàn),系統(tǒng)包括以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):
采用中溫“PV”型旋風(fēng)分離器,分級(jí)效率高,阻力較小,可有效減輕后部省煤器的磨損,在設(shè)計(jì)中還考慮了排灰裝置,減輕了粗顆粒對(duì)過(guò)熱器和旋風(fēng)分離器的磨損。
回料控制器為先進(jìn)的流化氣控裝置,具有自平衡能力,保證飛灰在高背壓的系統(tǒng)中連續(xù)穩(wěn)定循環(huán)。
輸送噴射器的設(shè)計(jì)充分考慮了煤種的變化,“飛灰循環(huán)量在較大范圍內(nèi)變化(由于煤的熱值和粒度的影響),均能保證飛灰的穩(wěn)定回送。
底飼噴嘴形狀為圓盤(pán)形,采用耐高溫、耐磨稀士合金, 能承受長(zhǎng)期高溫和飛灰沖刷,即使床內(nèi)發(fā)生結(jié)焦也完好無(wú)損,圓盤(pán)形狀不影響清除焦塊。
設(shè)有灰渣疏通裝置,在任何時(shí)間均叮以疏通由于啟動(dòng)、壓火以及運(yùn)行不當(dāng)造成的底飼噴嘴及其下部豎管的堵塞,確保飛灰回燃系統(tǒng)的長(zhǎng)期暢通。特別是鍋爐啟動(dòng)時(shí)可以不投人飛灰循環(huán)底飼回燃系統(tǒng),待啟動(dòng)結(jié)束后投入該系統(tǒng),因此該系統(tǒng)不影響鍋爐啟動(dòng)。
3、改造方案
拆除原安裝在低溫過(guò)熱器和高溫省煤器之間的效果不佳的百葉窗和濃縮小旋風(fēng)裝置,利用原有空間將含塵煙氣引出,含塵煙氣經(jīng)置于鍋爐本體外的二臺(tái)中溫高效“PV”型旋風(fēng)分離器除去大部分飛灰后再返回尾部豎井。旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的飛灰通過(guò)各自的立管送入流化回料控制器中,回料控制器可控制飛灰的回送量。飛灰經(jīng)回料控制器進(jìn)人輸送噴射器中,輸送噴射器將飛灰通過(guò)裝有耐磨襯里的水平和垂直輸送管經(jīng)底飼噴嘴送入布風(fēng)板上方100mm的密相區(qū)中,從而實(shí)現(xiàn)將可燃物含量較高的飛灰送入爐內(nèi)再燃,達(dá)到大幅度降低飛灰可燃物含量的目的。輸送風(fēng)由羅茨風(fēng)機(jī)(新加) 提供。 為了防止回送立管和底飼噴嘴的堵塞,設(shè)有灰渣疏通裝
置,確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
4、改造后運(yùn)行結(jié)果及分析
天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠(chǎng)于2001年5月底停爐進(jìn)行技改,2001年6月底完成技改并投入運(yùn)行,調(diào)試期間對(duì)鍋爐改造效果及底飼回燃技術(shù)對(duì)鍋爐基本運(yùn)行參數(shù)的影響進(jìn)行s全面考察(以下運(yùn)行數(shù)據(jù)均由在線(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取某一時(shí)間段的平均值獲得,如橫坐標(biāo)0點(diǎn)即代表從開(kāi)始到第--個(gè)時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)均值)。
4.1 飛灰循環(huán)底飼回燃方式對(duì)床溫的影響
采用底飼方式投入飛灰前后,維持給煤機(jī)轉(zhuǎn)速不變. 即給煤量一定,獲得飛灰投人前后床溫變化曲線(xiàn),如圖1所示。圖中顯示,當(dāng)給煤量一定時(shí),飛灰通過(guò)底飼方式進(jìn)入床內(nèi)密相區(qū)后與床內(nèi)過(guò)量氧氣發(fā)生燃燒發(fā)應(yīng),釋放大量熱量,而月.其釋放的熱量大于~飛灰在床內(nèi)升溫過(guò)程中所吸收的熱量,因此床溫在飛灰投入后會(huì)上升20C以上。如要維持床溫不變,則需要減少給煤量,從而達(dá)到節(jié)煤的目的。
4.2 飛灰循環(huán)底飼回燃方式對(duì)爐膛出口煙溫的影響
循環(huán)飛灰通過(guò)底飼回燃方式進(jìn)入床內(nèi)后對(duì)爐膛出口煙溫的影響如圖2所示。圖中結(jié)果表明,飛灰循環(huán)后爐膛出口煙溫可增加80~100C。兩個(gè)主要因素造成爐膛出口煙溫_上升,一,作為熱載體的循環(huán)飛灰將床內(nèi)密相區(qū)的熱量帶至爐膛出口;第二,部分殘留在循環(huán)飛灰中未燃燼的碳在上升過(guò)程中繼續(xù)和氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng),釋放熱量,兩者共同作用導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫.上升。4.3飛灰循環(huán)底飼回燃方式對(duì)主蒸汽溫度的影響
在改造方案設(shè)計(jì)時(shí),通過(guò)熱力計(jì)算得出原有過(guò)熱器受熱面偏大,在改造中割除了部分低溫過(guò)熱器。從改造后運(yùn)行結(jié)果可以看出,未投飛灰時(shí),由于過(guò)熱器受熱面積的減少,主蒸汽溫度偏低;飛灰投入后,由于爐膛出口煙溫增加和飛灰濃度及爐膛黑度增加而引起過(guò)熱器傳熱量的增加。主蒸汽溫度上升并在442~ 450C之間波動(dòng).主蒸汽溫度可控且蒸汽品質(zhì)完全合格,說(shuō)明熱力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行比較吻合(圖3)。
4.4 飛灰循環(huán)底飼回燃方式對(duì)發(fā)電功率的影響
圖4給出了飛灰投人前后發(fā)電功率的變化曲線(xiàn)。從圖中可以看出,在給煤量相同的情況卜,飛灰投人后發(fā)電功率可增加20%左右,從5MW增加到6MW,節(jié)能效果十分顯著。
4.5 鍋爐改造后經(jīng)濟(jì)效益分析
兩臺(tái)DG35/3.82-7型鍋爐采用飛慶循環(huán)底飼回燃技術(shù)改造前后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表3、表4。
兩家電廠(chǎng)雖然燃料差別較大,但通過(guò)改造后尾部飛灰可燃物含量均有較大幅度的下降,鍋爐效率提高了20個(gè)百分點(diǎn)左右,天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠(chǎng)的飛灰可供應(yīng)附近水泥廠(chǎng)作水泥的摻合料,變廢為寶,減輕了對(duì)環(huán)境的污染。
5、結(jié)論
a.采用飛灰循環(huán)底飼回燃技術(shù)改造爐膛高度較矮的循環(huán)流化床或流化床鍋爐,在不增加爐膛高度的前提下,可較大幅度地提高鍋爐效率,有效降低飛灰可燃物含量,尤其是對(duì)于燃用無(wú)煙煤、 貧煤和矸石等劣質(zhì)燃料的電站,節(jié)煤效果十分顯著。
b.兩臺(tái)燃用不同煤種的東方鍋爐廠(chǎng)DG35;3.82-7鍋爐改造后運(yùn)行實(shí)踐表明,飛灰通過(guò)底飼回燃方式投人后,鍋爐可長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行,床溫可增加20C以上;爐膛出[口煙溫增加80~ 100C ; 割除部分過(guò)熱器受熱面后,主蒸汽溫度可維持在440 ~450C;在相同的給煤量的情況下,發(fā)電量可增加20%o左右。
c.改造后的鍋爐效率分別由改造前的60.70。和63.2°0提高到82.30 o和81.7*o;飛灰可燃物含量由改造前的35.4*o和25.1°降至13.50%和10.30,后者可作水泥摻合料,變廢為寶。
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