燃煤锅炉改烧水煤浆的应用

山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2010年第39卷燃煤锅炉改烧水煤浆的应用许胜军,张生安,刘玉国,王春梅,李岐峰(山东海科化工集团有限公司,山东东营27105)摘要:燃煤工业锅炉的热效率低操作难度大,且产生的煤渣粉尘污染环境煤的储存占用很大的场地。燃煤锅炉改烧水煤浆操作简单,运行时间长提高了煤的利用率和燃烧效率同时解决煤渣和粉尘对环境的影响锅炉改动量非常小易于实施关键词:流化床;水煤浆;改造;燃烧效率;节能;环保中图分类号:TK224.1·1文献标识码:B文章编号:1008-021X(2010)03-0038-03application of Coal Water Mixture as Fuel for Coal-burning boilerXU Sheng-jun, ZHANG Sheng-an, L/U Yu-guo, WANG Chun-mei, L Qi-fengShandong Hi-tech Chemical Group Co, Ltd, Dongying 257105, China)Abstract: There were lots of disadvantages of coal-burning boiler with low combustion efficiency, moredifficulty in operation and environmental pollution due to coal cinder and dust during bucoal storage need large-area field. Coal water mixture as fuel for coal- buming boiler possessed moreadvantages with easily operation, long run time and high combustion efficiency and eliminates effect ofcoal cinder and dust to environment. The modification of coal -buming boiler to meet the need of coalwater mixture buming was small and easily implementationKey words: fluizied-bed; coal water mixture; modification; combustion efficiency; energy conservation;envIronotection1前言水煤浆通过安装在炉膛上方的粒化给料装置粒化为许多工业锅炉为燃煤流化床蒸汽锅炉需要配较大的液滴后投入到炉膛并在其重力作用下落入炉有很大的储煤场,有很多运煤工,工作强度大,操作膛下部,在炉膛下部充填了大量处于流化状态的炽难度大,需要停炉清焦检修煤的燃烧效率和利用率热床料,其温度在850~950℃左右。滴在下部炽热较低。煤的储存对环境有污染,锅炉燃烧产生的煤流化床料的水煤浆在加热下迅速完成预热、水分蒸渣和粉尘对环境也有污染,且很难治理。为此如何发、挥发分析出及着火过程并开始焦炭的燃烧过程提高煤的利用率提高锅炉效率降低成本,减少锅在炉膛中尚未完全燃烧的水煤浆团以及由其解体形炉对环境的污染成为燃煤锅炉必须要解决的问成的细颗粒与惰性床料一起被热烟气带出炉膛,其题口-。通过对15th燃煤流化床蒸汽锅炉改烧水中较大的颗粒被设置在炉膛出口的卧式多旋涡分离煤浆的应用解决了上述问题,而且改造后的锅炉运器分离捕捉后,返回炉膛下部密相区继续进行流化行非常稳定,改造非常成功。燃烧烟气则进入对流换热段换热并除尘后排出。2改造及应用分离器的存在既减少了床料的损失,又实现了水煤2.】水煤浆的燃烧机理浆颗粒团的循环燃烧,同时分离器内气流的扰动还水煤浆是国际上在上世纪七十年代发展起来的有助于可燃气体与氧气的进一步混合和燃烬,因此种新型煤基液体燃料,由65%~70%的煤粉、该种燃烧具有较髙的燃烧效率。30%~35%的水和1%~2%的化学添加剂通过物2.2燃煤锅炉的改动理加工制成。水煤浆可以像燃料油一样易于装卸、在15t/h煤炉前进煤口处东侧开孔新安装一根储存和管道输送,并且价格低廉、燃烧效率高、燃烧φ159×6mm管道作为水煤浆粒化器进人炉膛的通污染小。水煤浆流化-悬浮燃烧的工作原理为:将道,水煤浆粒化器的型号:QXLH-20-Ⅱ型;工作收稿日期:2009-12-26第3期许胜军,等:燃煤锅炉改烧水煤浆的应用压力:0.06~1.2MPa;额定出力:1.5m3/h;口介(例如100mm)下,调节鼓风机频率由最小至最大质密度:1200-1400kg/m3;粒化直径为2~10mm;每一个开度下要记录如下数据:粒化风压:5000-8000Pa。a.皮托管及倾斜微压计的动压指示值;安装炉前供浆管线,由供浆罐将水煤浆用φs7b.总风道风压表指示。3mm管线引至15h锅炉炉前粒化器处粒化器然后逐渐加厚料层每一次加厚要记录静止料用风从回料道风箱处引中159×6m风管线至粒化层的厚度重复上述试验并一一记录之器风出口处。吹扫净化风由净化风总管接管线φ45按上述方法分别作出100,200,300,400,500,2.5mm管线至15h锅炉粒化器吹扫处。图1为600m等不同料层高度下的阻力曲线。燃煤锅炉改水煤浆后系统流程图23.2热态启动釆用固定状态到流化状态的点火。从固定状态过渡到沸腾状态的点火方式。在沸腾床上铺一层底料,对底料加热,使底料升温。然后用小风量吹动底料,造成微微跳动状态;并投入引火烟煤屑,利用沸腾料层将烟煤点燃。借烟煤燃烧,继续对底料进行1-储浆罐,2-供浆泵3-粒化器4-燃煤流化床锅炉加热。最后达到正常运行时的最低温度(800℃)就5鼓风机6-除尘器,7-引风机8-烟囱可以开动供浆泵进行供浆燃烧。图1燃煤锅炉改造后系统流程图这种点火方式是底料先在固定静止状态下加2.3点炉热,当温度升高到约400℃时,开始逐渐送风,并在2.3.1冷态试验这个过程中继续用烟煤屑进行加热,直到供浆泵送1)向床上铺底料(石英砂),按比例为:0-入的水煤浆能着火燃烧为止。这种点火方式升温的lmm5%、1-2mm15%、2-3mm70%、3-4mm方式关键在于快。10%(以后在运行中补加规格为2~3mm或3~用固体加热底料进行点火,方法比较简单,不需4mm)加砂。要专门的点火设备,目前应用的比较普遍,这里简单2)观察底料应清洁、无杂物。底料的厚度最初地介绍一下木炭点火。不宜太厚,可以从150mm开始,逐渐加厚(具体厚度1)点火准备由设计技术人员落实)。事先准备一定量的木炭,尺寸不宜过大,规格力3)启动送风机慢慢将送风机频率加大,以小求均匀。否则不容易烧透变成木炭,如果尺寸过大,风量使料层发生波动。观察床上底料向冷渣管的运部分木炭就会烧化成灰。一般粗细在100mm以下动情况。冷吹l0min后,观察床上如有赶堆之处,则长短在500-700m以下为宜,还可准备少量油棉该处的风帽必有堵塞处,人可进去检查处理。如果丝之类的引火物适量的引火煤屑(先进行筛选粒各处都很一致则说明布风基本均匀在开小风微微径和正常运行用煤相仿)及适量防止高温结焦的冷沸腾时,如发现有的地方不动,则可记录下来进行渣。检查处理。(1)在炉床上铺上一层约300-400mm的底料4)然后逐渐开大鼓风,用炉钩探测(亦可进去(石英砂)。用手摸索)如无死角处即可以,然后开至全流化状(2)进行布风均匀性检查,再把木炭架放到底态,用炉钩或手试其流化强度,目测冷态的流化高料层上。度,冷态流化高度一般为静止料层厚度的两倍左右。(3)准备一定量的冷渣,并加适量的水。流化强度用炉钩探测时,应感到炉钩微微颤动。突2)点火预热然停风,料层上面应呈水平状态。以上情况则说明在确认锅炉受压元件及人孔、手孔、阀门填料、布风均匀,便可以进行冷态试验。炉墙、炉门灰门等处于完好状态后,开启烟道挡板5)冷态试验或微开引风机,使炉内保持负压,用引火物将木炭点试验时用风箱上的风压表的读数代表料层及布燃直到木炭烧成一层赤红木炭。风装置总的阻力,用皮托管及倾斜微压计来测定风3)启动操作道内的风速,以计算其风量。在某一静止料层厚度(1)首先将各烟、风道挡板关严,并使各汽水系山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2010年第39卷统的阀门、电气、仪表的旋钮放在启动位置。然后启超过运行的最低风量时,可暂时不增加送风量,而以动引风机,使炉膛内略成负压,再启动鼓风机撒入的烟煤量来控制炉温长势的快慢。(2)将送风阀门稍微打开,使底料上面的炭火(6)料层温度增长的过程可分为两个阶段微微跳动起来。应特别注意保护这层炭火,勿使底600~700℃前应使温度升得较快速,送风量较快地料一下子把这层炭火淹没住,否则炭火就会被底料超过最低风量”,以免"低温结焦";600-700℃以迅速冷却而变黑。开始向炉内送风时,炉膛出现一后应使料层温度平稳缓慢地上升,以免造成高温结片黑烟好像要灭火的样子,可是几秒钟内就会出现焦。60070℃以前为使料层温度较快上升,可能枣红色。这时开始用人工往炭火层上撒引火烟煤撒入较多的烟煤在温度较低时不会全部被烧掉在屑,烟煤就会立即着火,底料温度就会显著地升高。料层中含煤较多。待温度升高后,燃烧条件好,以前(3)连续地向跳动的炭火层上撒烟煤随着底未烧完的煤就会激烈地燃烧料层温度就会猛涨,造料温度上升,阶段性地逐渐增加风量(这时要特别成高温结焦。因此,通常在600~700℃,就要控制注意,送风量过大就易灭火,送风量过小则易结炉温。若温度上升太快可暂停撒烟煤屑,以减慢炉焦)。投入的烟煤量不应一次过多,而应少量、勤给温的上升速率。停撒烟煤后,若锅炉温仍上升很快,的方式撒入(投入过多烟煤就容易结焦)。应及时撒人冷渣降温。(4)使底料温度逐渐上升到600~700℃。此(7)700以后可继续撒人少量的烟煤屑,使料时,主要以眼睛观察火色为主不能单纯地靠仪表读层温度平稳地上升,达到800℃时,即可关闭炉门,数,因为有的温度计装设的位置较高,启动时底料层开动供浆泵送入正常运行水煤浆。把风量加大到正接触不到温度计,测不到底料的真实温度。有的温常沸腾高度再用供浆泵的频率来控制供浆量以控度计装设的位置较低,插在底料层中,但底料层的温制燃烧温度,直到进入正常运行温度,点炉完成锅炉度总是先在局部地区升高,逐渐地扩大范围。所以调整至正常运行。某一点的温度也不能反映底料层的情况,此时温度2.4运行计的读数只反映温度升降的趋势。所以在这个阶段2.4.1操作情况应经常用眼睛来观察。一般来说,500℃以下的底料燃煤锅炉改烧水煤浆后运行稳定,操作简单,降层还没有红光,600~00℃呈暗红色,通常来说,底低工人劳动强度,每班减少两名运煤工。水煤浆燃料总是局部地区先红起来再逐渐扩大范围并越来烧效率达到96%以上,负荷调节方便灵活。越明亮,如发现"放花"或"流星"时,这就是局部结2.4.2烟尘与SO2的排放焦的象征,应及时用钩子把焦块钩出来烟尘与SO2的排放数据见表1(5)送风量随着温度的升高而增加,当送风量表1燃煤改烧水煤浆后烟尘与SO2的排放数据间9月15日9月16日9月18日9月19日9月20日9月21日9月2日9月23日141.7158.0162.3160.6155.8149.7155.1729.8684.7667.7烟尘与SO2排放数据来自烟尘在线检测仪。标燃煤改烧水煤浆后,锅炉的烟尘与SO2排放达参考文献到国家标准不产生炉渣水煤浆燃烧后的煤灰,在[1]马玉峰,姜秀民万启科,等水煤浆流化-悬浮燃烧技除尘器下灰的过程中喷洒少量的水,直接卸到料车术在胜利油田的应用[]热能动力工程,2006,21(6)内外运,彻底改变了原来锅炉房灰尘到处飘扬的环544-647,60境[2]姜秀民,马玉峰,崔志刚,等水煤浆流化悬浮高效洁净3结论燃烧技术研究与应用[J]化学工程,2006,31(1):6燃煤锅炉改烧水煤浆运行非常成功并且改造[3]马玉峰李建强万启科,等.水煤浆燃烧技术及其发展过程对锅炉本体的改造非常少,易于实施。改造后[J].洁净煤技术,2003,9(3):13-17,30的锅炉运行非常稳定,不但操作简单,负荷调整快捷灵活而且降低了工人的劳动强度减少了人工。改(本文文献格式许胜军,张生安,刘玉国,等燃煤造后的锅炉取消了储煤场改善了锅炉房的环境,且锅炉改烧水煤浆的应用[J].山东化工,2010,39烟尘与SO2排放都达到国家标准,实现环保减排目(3):38-40.)