崔凯——循环流化床煤泥掺烧方案介绍

哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITEDCFBCFB锅炉掺烧煤泥方案锅炉掺烧煤泥方案哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED2 2一、煤泥的输送及燃烧方案1.1 煤泥的特性及应用1.2 煤泥的制备及输送方案1.3 煤泥的燃烧方案哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED3 31.1、煤泥的特性及应用煤泥是煤炭洗选过程中的主要副产品，具有水分大、灰分煤泥是煤炭洗选过程中的主要副产品，具有水分大、灰分高、颗粒细、粘度大、持水性强、内聚力大，难以运输等特高、颗粒细、粘度大、持水性强、内聚力大，难以运输等特点，在堆积状态下形态极不稳定，极易造成环境污染，甚至点，在堆积状态下形态极不稳定，极易造成环境污染，甚至影响正常生产。影响正常生产。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED5 51 1）民用，用量极少。）民用，用量极少。2 2）利用煤泥代替中煤、原煤焚烧发电。该方式为煤泥）利用煤泥代替中煤、原煤焚烧发电。该方式为煤泥资源化利用的最好处置方式。资源化利用的最好处置方式。a. a. 锅炉直接掺烧工艺：水分大，易堵塞输煤口，大量电厂应用锅炉直接掺烧工艺：水分大，易堵塞输煤口，大量电厂应用实例均以失败而告终；实例均以失败而告终；b. b.煤泥烘干后掺烧工艺：能耗高、规模化产量少，也会造成输煤泥烘干后掺烧工艺：能耗高、规模化产量少，也会造成输煤口堵塞问题；煤口堵塞问题；c. c. 采用流化床发电，工艺技术十分成熟，系统运行稳定可靠。采用流化床发电，工艺技术十分成熟，系统运行稳定可靠。1.1、煤泥的特性及应用哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED6 61.1、煤泥的特性及应用采用循环流化床锅炉燃烧煤泥是目前公认的最佳方式，目前在国内采用循环流化床锅炉燃烧煤泥是目前公认的最佳方式，目前在国内中小型流化床锅炉中已经有近两百套的成功运行业绩。中小型流化床锅炉中已经有近两百套的成功运行业绩。煤泥掺烧比例逐渐增高，因此煤泥的输送量逐渐增高，单台机组出煤泥掺烧比例逐渐增高，因此煤泥的输送量逐渐增高，单台机组出力从每小时几吨、十几吨到几十吨范围，我公司在力从每小时几吨、十几吨到几十吨范围，我公司在300MW300MW等级机组上最大等级机组上最大掺烧比例已经达到掺烧比例已经达到40%40%。 在煤泥的应用中，需解决两方面的问题，一方面是煤泥的远距大流在煤泥的应用中，需解决两方面的问题，一方面是煤泥的远距大流量输送问题，另一方面是煤泥的高效燃烧利用问题。量输送问题，另一方面是煤泥的高效燃烧利用问题。 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED7 71.1 煤泥的特性及应用在煤泥的输送及燃烧方面，哈锅采用与北京中矿环保科技股份有限公司合作的方式，充分发挥北京中矿在煤泥输送方面的优势及哈锅在循环流化床锅炉燃烧方面的优势，为用户共同开发高效环保、达到国际领先水平的超临界煤泥燃料循环流化床锅炉产品。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED8 8Day silo “I”Day silo “II”Boiler “I”Boiler “II”+ -+ -Receiving silo1.2 煤泥输送技术哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED9 91.2.1 煤泥输送技术的难点1 1）除杂问题）除杂问题2 2）日贮仓煤泥沉降分层问题）日贮仓煤泥沉降分层问题3 3）高压管道长距离输送问题）高压管道长距离输送问题4 4）防止煤泥管道堵塞问题）防止煤泥管道堵塞问题哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED10101.2.1 煤泥输送技术的难点1 1）煤泥内含有大量的杂质，容易造成输送设备堵塞，严重时可能导致设备损坏，在进入输送设备前需做预处理。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED11111.2.1 煤泥输送技术的难点2）日贮仓煤泥沉降分层问题由于煤泥属于含水率较高的粘稠状物质，长期存放容易导致煤质颗粒下沉，水分从煤泥中析出，形成固、液分层，导致煤泥无法进入下级设备。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED12121.2.1 煤泥输送技术的难点3）高压管道长距离输送问题由于煤泥的密度大，粘度高，输送过程中阻力非常高，若想实现远距离输送，必须采用专用的煤泥输送设备；哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED13131.2.1 煤泥输送技术的难点3）高压管道长距离输送问题哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED14141.2.1 煤泥输送技术的难点4）防止煤泥管道堵塞问题管道上设有润滑水系统，在煤泥干度较高时可通过加水进行润滑，防止出现煤泥管道堵塞，输送困难。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED15151.设计规模我公司目前正在设计的每台锅炉最大煤泥掺烧 量50%（120t/h），按照140%的裕度进行设计。煤泥输送系统最大应给料能力：Qmax=168t/h/台炉。1.2.2煤泥输送技术方案设计哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED16162、泵送能力的选择最大给料能力Qmax=168m3/h/台炉；每台锅炉6 个给料点（布置在两侧墙），1炉6泵供料。 据此，系统总计配置12台给料能力为30t/h的泵分 别为二台锅炉供料；1.2.2 煤泥输送技术方案洗煤厂电厂哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED17173、泵房位置布置系统泵房布置有方案有三种（某电厂）：a. 设备同一方向布置在1个泵房内，占地面积 约2352 (长147m，宽16m) ；b.设备对称布置在1个泵房内，占地面积约2156 (长77m，宽28m) ；c.设备分别布置在2个泵房内，占地面积约2464 （长77m，宽16m泵房两个）1.2.2 煤泥输送技术方案哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED18181.2.2 煤泥输送技术方案哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED设备配置系统主要配置： 每台锅炉设置6个给料点，每台 储料圆仓配置 2台膏体泵分别输送煤泥至2台锅。19191.2.2 煤泥输送技术方案6套 预处理设施6套 储料圆仓12套 膏体泵12套 管路哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED20201.3 哈锅流化床煤泥燃烧技术兖矿南屯电厂：1×220t/h（掺烧比例:80%) 2003年2×260t/h 2005年兖矿济三电厂: 2×440t/h（设计掺烧25%，实际60%） 2005年淮北临涣电厂： 2×1025t/h（设计掺烧比例：1525%，实际最高达到60%） 2009年吉林白山电厂： 2×1025t/h（掺烧比例：2030%设计） 安装龙煤双鸭山电厂：1×1025t/h（掺烧比例：2030%设计） 设计哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED2121掺烧煤泥对锅炉设计及附属设备的影响l结焦问题l排渣问题l对燃烧温度的影响l飞灰、底灰含碳量l对炉膛流态选择的影响l需注意掺烧燃料的粒度级配问题l飞灰底渣分配问题l对除尘器的影响哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED2222某台流化床锅炉中大比例掺烧试验结果煤泥掺烧比例30%40%50%60%70%80% 负荷T-MCR 下部床温（）841834837809789776中部床温（）855861872866842840炉膛出口温度（）952946965971964955下床压(kpa)5.75.86.56.37.17底渣含碳量（%）0.861.541.161.672.485.14放渣情况顺畅顺畅顺畅顺畅短时不顺不顺畅哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED几种煤泥给入方式的对比该该方案最早由浙江大学提出，采用结团结团 燃烧烧原理，其工 作方式是：煤泥经输经输 送系统统送入锅锅炉的顶顶部，煤泥由炉 膛顶顶棚呈团团状下落，在送入炉膛后，煤泥团团表面水分先 蒸发发，外表形成硬壳，在进进一步下落过过程中，煤泥团团内 部水分气化，煤泥产产生热热爆，形成更小的煤泥团团，然后 再次结结壳，热热爆，当煤泥下落到底部时时，煤泥团团全部爆 裂消失，在炉内燃烧烧。 优优点：该该方案的优优点是性能可靠、稳稳定，事故率低，是目前 使用最为为普遍的煤泥燃烧烧方案； 缺点：由于该该系统统燃料是直接从炉膛顶顶部给给入的，煤泥给给入 点距离炉膛的烟气出口太近，当燃料进进入炉膛后，从煤 泥上脱落的碎屑将随着烟气直接进进入分离器，另外在燃 料热热爆过过程中，也有大量的煤泥碎屑会随着烟气上升， 这这就存在煤泥燃料在炉膛中停留时间时间 不足的问题问题 ，对对于 煤泥燃料而言，由于其本身的粒径非常细细，若一次停留 时间时间 不足，则则燃料中的飞飞灰含碳量将非常高，多个电电厂 的工程实实践表明，由于该该燃烧烧方式燃烧烧效率偏低，其灰 渣是很难综难综 合利用的。2323顶部给入哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED几种煤泥给入方式的对比为为了解决这这一问题问题 ，各科研单单位也做了多种尝试尝试 ，最 后将给给料点由炉膛的顶顶部移到炉膛侧墙侧墙 中部，燃烧烧方 式仍然采用结团结团 燃烧烧理论论。 优优点：采用该该方案后煤泥的一次停留时间时间 有所延长长，含 碳量略有降低； 缺点： l 通常侧墙侧墙 中部给给料采用的是螺旋给给料器给给入炉 膛，机械故障较较高； l 给给料点炉膛出口仍然很近，飞飞灰含碳量仍然不 够够理想。2424中间给入哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED几种煤泥给入方式的对比l该该方案最早由FOSTER WHEELER公司最早提出 ，燃料直接从回料阀给阀给 入到锅锅炉中，该该燃料给给入 方式采用的是回料阀给阀给 煤原理，煤泥也是采用团团 状挤挤入回料阀阀中，然后与大量的循环环灰直接混合 ，由于高温循环环灰量远远大于煤泥量，因此煤泥球会 很快在回料阀阀中被加热热，热热爆，最终终送入到炉膛 中燃烧烧，详见图详见图 3。 l优优点： l由于燃料给给入点在回料阀阀的返料管上，因此一次停 留时间时间 最长长，且燃料可以得到充分的预热预热 ，因此 燃烧烧效率非常高。 l缺点： l在锅锅炉启动阶动阶 段或低负负荷阶阶段，由于循环环灰量较较 少，循环环灰对对煤泥的携带带能力不足，会导导致煤泥 在回料阀阀中粘结结，因此低负负荷下无法给给入。 l不适合大比例掺烧掺烧 。2525回料阀给入哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED几种煤泥给入方式的对比该给该给