工業煤粉鍋爐的改造方式、分析、方案

黎明重工10余種系列、數十種規格的破碎機、制砂機、磨粉機和移動破碎站，型號齊全，品質優越，廣泛適用于礦業、建材、公路、橋梁、煤炭、化工、冶金、耐火材料等多個領域。

大量燃煤使二氧化硫、氮氧化物、煙塵和二氧化碳排放量逐年增加, 一些地區酸雨危害日益嚴重, 大氣環境不斷惡化, 給人民生活造成很大影響。因此, 潔凈煤燃燒技術的需求日益迫切, 而循環流化床作為潔凈煤燃燒的核心技術, 以其優良的環保性能, 優越的調峰經濟性, 良好的煤種適應性和效率的劣質燃料燃燒以及較高的灰渣綜合利用價值, 越來越多地被國內外發電行業采用。
下面就廣維化工熱電廠4# 煤粉爐改造成循環流化床鍋爐的成功案例, 進一步分析循環流化床鍋爐的優越性。
一、改造前鍋爐的運行情況
1、設備陳舊, 技術落后, 運行事故多, 維護費用高;
2、對煤種適應性差, 不能燒劣質煤;
3、無SO2 和Nox 排放控制手段, 環境污染嚴重;
4、鍋爐難以在低負荷下穩定運行, 負荷可變化范圍小,調峰能力差, 不能適應大范圍調峰要求;
5、制粉系統電耗大, 磨損大;
6、鍋爐燃燒效率低, 灰渣含碳量高, 煤耗大;
7、灰渣綜合利用程度低。
二、鍋爐的改造方式與分析
該廠根據實際情況, 利用原廠址和廠房, 并盡可能利用原鍋爐的汽包、聯箱和部分受熱面。
由于循環流化床鍋爐型號多種多樣, 結合該廠實際, 認為高低混合流速循環流化床鍋爐比較適合。從理論看, 該爐型密相區為低流速床, 對受熱面的磨損較小, 稀相區為高流速床, 流速大, 攜帶飛灰能力強, 分離效率高。由于膜式壁將爐內隔為三個流程, 所以固體顆粒在爐內停留時間長, 燃燒充分, 燃燒效率高。高溫分離器為全膜式壁, 故使用壽命長;中溫分離器為多管分離器, 積木結構, 維修方便; 物料采用兩級分離, 兩級回送, 飛灰含碳量在8%以下, 爐渣可燃物為3%左右, 燃燒效率大大提高; 布風板面積較大, 給煤和點火十分方便。故選用了長沙市常興節能環保科技有限公司開發的高低混合流速循環流化床鍋爐。
三、改造方案
主要改造部分為鍋爐前墻前移, 更新高溫省煤器, 調整風道和煙道, 爐膛水冷壁重新布置, 給煤系統和制粉系統拆除, 改為皮帶負壓給煤。新增等壓風箱、布風板、風帽、高溫和中溫分離器及回送系統, 更換引、送風機, 新增承重布風板基礎和點火基礎, 爐墻重新沏筑, 增加床下點火系統。
四、改造后的效果
鍋爐自2005 年3 月運行至今。數據表明, 改造后燃用3300Cal /kg 左右的煤, 鍋爐蒸發量能達到48t /h ( 短期運行) , 安全運行可達到42t /h; 對煤種適應性強, 能燒劣質煤;自脫硫能力強, SO2 排放量大約減少50%左右。由于燃燒溫度低和采用分段燃燒, NOx 含量很少, 煙氣中NOx 排放量大約減少30%左右。調峰性能好, 負荷調節范圍達到60%～110%。由于采用兩級回送, 燃燒效率更高可達97%, 燃燒溫度低到800℃左右不滅火。
五、改造后分析
由于引風機改為變頻調節, 送風機改用高壓節能風機,改磨煤機為破碎機, 取消了給粉機和排粉風機, 故耗電量由原來的每小時527KWh 降低到272KWh。若每年按10 個月運行計, 年節電資金約為70 萬元。至于燃燒系統, 則采用兩級分離, 兩級回送, 飛灰含碳量和爐渣含碳量大大降低, 固體不完全燃燒熱損失減小, 故鍋爐效率由原來的74.45%提高到82.53%, 煤耗由原來的9.7t /h 降至8.8t /h, 年節煤資金約120 萬元。此外, 由于改造后爐渣可綜合利用, 若每年產生爐渣16000 噸, 每噸按5 元銷售, 則年銷售收入約為8 萬元。由于采用高溫分離器為水冷全膜式壁, 水冷旋風筒可吸收煙氣一部分熱量, 分離器內的物料溫度不會上升, 甚至略有下降, 不但可減輕旋風筒內的結焦, 而且保溫和耐火材料層厚度減薄, 啟停時間大大縮短, 可節省大量燃油。加上采用床下風道點火, 點火成功率高, 能節約點火用油, 燃油消耗量由原來的每年50 噸降至20 噸, 節省資金約12 萬元。
改造后取消了5 條冷卻水和4 條沖灰渣水, 每小時節水約20 噸, 每噸按0.5 元計算, 年節水資金約為7.2 萬元。排渣方式由原來的人工排渣改為連續排渣, 熱損失小, 排渣時蒸汽壓力波動小, 調峰能力進一步增強。鍋爐翻新改造, 費用只有新建同等循環流化床鍋爐的40%左右。投資少, 工期短,見效快。可見, 小型煤粉爐改造成循環流化床鍋爐效果顯而易見。
六、幾點建議
1、改造后排煙溫度偏高。應采用鰭片式省煤器或膜式省煤器, 由于體積較小, 在相同的煙道截面下, 可增加受熱面, 因此增加了尾部受熱面的吸熱量, 降低排煙溫度, 而且在煙道截面不變的情況下, 即使不增加受熱面, 還可采用較大的橫向節距, 使煙氣流通截面增大, 煙氣流速降低, 既減輕尾部受熱面的磨損, 又能減小通風阻力, 降低引風機電耗;
2、適當調整一、二次風量、給煤量和物料循環量, 進一步降低低負荷時的爐溫, 擴大調峰范圍;
3、飛灰含碳量偏高。應設計更加合理的燃燒系統, 并在運行中正確調整燃燒, 力爭石灰石更佳脫硫溫度的條件下,盡可能提高額定負荷時的爐膛溫度。

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