宿遷底飼回燃技術(shù)

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:百葉窗加濃縮小旋風(fēng)分離飛灰，通過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。

    西南合成制藥總廠熱電分廠、天府礦務(wù)局磨心坡發(fā)電廠、松藻礦務(wù)局發(fā)電廠安裝了6臺(tái)該型鍋爐。自投運(yùn)以來，由于燃用貧煤、無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)電廠高達(dá)50%。此外，經(jīng)過一段時(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，西南合成制藥總廠熱電分廠燃用本地貧,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)電廠和西南合成制藥總廠熱電分廠燃料煤質(zhì)元素分析見表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)飛灰通過氣力輸送的方法從爐底穿過風(fēng)室和布風(fēng)板，在布風(fēng)板上100mm處從耐高溫、耐磨底飼噴嘴四周噴出散開，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，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)焦也完好無損，圓盤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)分離器分離下來的飛灰通過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,如圖1所示。圖中顯示，當(dāng)給煤量一定時(shí)，飛灰通過底飼方式進(jìn)入床內(nèi)密相區(qū)后與床內(nèi)過量氧氣發(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)致爐膛出口煙溫.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),通過熱力計(jì)算得出原有過熱器受熱面偏大，在改造中割除了部分低溫過熱器。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。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)比見表3、表4。

    兩家電廠雖然燃料差別較大,但通過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)電廠的飛灰可供應(yīng)附近水泥廠作水泥的摻合料，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DG35;3.82-7鍋爐改造后運(yùn)行實(shí)踐表明，飛灰通過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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