循环流化床煤泥掺烧方案讲解

1、哈尔滨锅炉厂有限责任公司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哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 一、煤泥的输送及燃烧方案一、煤泥的输送及燃烧方案 1.1 煤泥的特性及应用煤泥的特性及应用 1.2 煤泥的制备及输送方案煤泥的制备及输送方案 1.3 煤泥的燃烧方案煤泥的燃烧方案 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.11.1、煤泥的特性及应用、煤泥的特性及应用 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限

2、责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.1、煤泥的特性及应用、煤泥的特性及应用 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.11.1、煤泥的特性及应用、煤泥的特性及应用 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.1 1.1 煤泥的特性及应用煤泥的特性及应用 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

3、限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。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哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED Day silo “I” Day silo “II” Boiler “I” Boiler

4、“II” + - + - Receiving silo 1.2 1.2 煤泥输送技术煤泥输送技术 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点煤泥输送技术的难点 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点煤泥输送技术的难点 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哈尔滨锅炉厂有限责任公司 H

5、ARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点煤泥输送技术的难点 2 2）日贮仓煤泥沉降分层问题）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。设备。 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点煤泥输送技术的

6、难点 3 3）高压管道长距离输送问题）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；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哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点煤泥输送技术的难点 3 3）高压管道长距离输送问题）高压管道长距离输送问题 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.

7、2.1 1.2.1 煤泥输送技术的难点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哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.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。 1.2.21.2.2 煤泥输送技术方案设计煤泥输送技术方案设计 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOI

8、LER COMPANY LIMITED 2、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 煤泥输送技术方案煤泥输送技术方案 洗煤厂洗煤厂 电厂电厂 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 3、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215

9、6 (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 煤泥输送技术方案煤泥输送技术方案 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.2.2 煤泥输送技术方案煤泥输送技术方案 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 设备配置设备配置 系统主要配置：系统主要配置： 每台锅炉设置每台锅炉设置6个给料点，每台个给料点，每台 储料圆仓配置储料圆仓配置 2台膏体泵分别输送煤泥至台膏体泵分别输送煤泥

10、至2台锅。台锅。 1.2.2 煤泥输送技术方案煤泥输送技术方案 6 6套套 预处理设施预处理设施 6 6套套 储料圆仓储料圆仓 1212套套 膏体泵膏体泵 1212套套 管路管路 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 1.3 1.3 哈锅流化床煤泥燃烧技术哈锅流化床煤泥燃烧技术 兖矿南屯电厂：兖矿南屯电厂：1220t/h（掺烧比例（掺烧比例:80%) 2003年年 2260t/h 2005年年 兖矿济三电厂兖矿济三电厂: 2440t/h（设计掺烧（设计掺烧25%，实际，实际60%） 2005年年 淮北临涣电厂：淮北临涣电厂

11、： 21025t/h（设计掺烧比例：（设计掺烧比例：1525%，实际最高达到，实际最高达到60%） 2009年年 吉林白山电厂：吉林白山电厂： 21025t/h（掺烧比例：（掺烧比例：2030%设计）设计） 安装安装 龙煤双鸭山电厂：龙煤双鸭山电厂：11025t/h（掺烧比例：（掺烧比例：2030%设计）设计） 设计设计 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 掺烧煤泥对锅炉设计及附属设备的影响掺烧煤泥对锅炉设计及附属设备的影响 l结焦问题结焦问题 l排渣问题排渣问题 l对燃烧温度的影响对燃烧温度的影响 l飞灰、底灰含碳量飞

12、灰、底灰含碳量 l对炉膛流态选择的影响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需注意掺烧燃料的粒度级配问题 l飞灰底渣分配问题飞灰底渣分配问题 l对除尘器的影响对除尘器的影响 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 某台流化床锅炉中大比例掺烧试验结果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(kp

13、a)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几种煤泥给入方式的对比 该方案最早由浙江大学提出，采用结团燃烧原理，其工该方案最早由浙江大学提出，采用结团燃烧原理，其工 作方式是：煤泥经输送系统送入锅炉的顶部，煤泥由炉作方式是：煤泥经输送系统送入锅炉的顶部，煤泥由炉 膛顶棚呈团状下落，在送入炉膛后，煤泥团表面水分先膛顶棚呈团状下落，在送入炉膛后，煤泥团表面水分先 蒸发，

14、外表形成硬壳，在进一步下落过程中，煤泥团内蒸发，外表形成硬壳，在进一步下落过程中，煤泥团内 部水分气化，煤泥产生热爆，形成更小的煤泥团，然后部水分气化，煤泥产生热爆，形成更小的煤泥团，然后 再次结壳，热爆，当煤泥下落到底部时，煤泥团全部爆再次结壳，热爆，当煤泥下落到底部时，煤泥团全部爆 裂消失，在炉内燃烧。裂消失，在炉内燃烧。 优点：该方案的优点是性能可靠、稳定，事故率低，是目前优点：该方案的优点是性能可靠、稳定，事故率低，是目前 使用最为普遍的煤泥燃烧方案；使用最为普遍的煤泥燃烧方案； 缺点：由于该系统燃料是直接从炉膛顶部给入的，煤泥给入缺点：由于该系统燃料是直接从炉膛顶部给入的，煤泥给入

15、点距离炉膛的烟气出口太近，当燃料进入炉膛后，从煤点距离炉膛的烟气出口太近，当燃料进入炉膛后，从煤 泥上脱落的碎屑将随着烟气直接进入分离器，另外在燃泥上脱落的碎屑将随着烟气直接进入分离器，另外在燃 料热爆过程中，也有大量的煤泥碎屑会随着烟气上升，料热爆过程中，也有大量的煤泥碎屑会随着烟气上升， 这就存在煤泥燃料在炉膛中停留时间不足的问题，对于这就存在煤泥燃料在炉膛中停留时间不足的问题，对于 煤泥燃料而言，由于其本身的粒径非常细，若一次停留煤泥燃料而言，由于其本身的粒径非常细，若一次停留 时间不足，则燃料中的飞灰含碳量将非常高，多个电厂时间不足，则燃料中的飞灰含碳量将非常高，多个电厂 的工程实践表

16、明，由于该燃烧方式燃烧效率偏低，其灰的工程实践表明，由于该燃烧方式燃烧效率偏低，其灰 渣是很难综合利用的。渣是很难综合利用的。 顶部给入 哈尔滨锅炉厂有限责任公司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几种煤泥给入方式的对比 为了解决这一问题，各科研单位也做了多种尝试，最为了解决这一问题，各科研单位也做了多种尝试，最 后将给料点由炉膛的顶部移到炉膛侧墙中部，燃烧方后将给料点由炉膛的顶部移到炉膛侧墙中部，燃烧方 式仍然采用结团燃烧理论。式仍然采用结团燃烧理论。 优点：优点： 采用该方案后煤泥的一次停留时间有所延长，含采用该方案后

17、煤泥的一次停留时间有所延长，含 碳量略有降低；碳量略有降低； 缺点：缺点： l 通常侧墙中部给料采用的是螺旋给料器给入炉膛通常侧墙中部给料采用的是螺旋给料器给入炉膛 ，机械故障较高；，机械故障较高； l 给料点炉膛出口仍然很近，飞灰含碳量仍然不够给料点炉膛出口仍然很近，飞灰含碳量仍然不够 理想。理想。 中间给入 哈尔滨锅炉厂有限责任公司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几种煤泥给入方式的对比 l该方案最早由该方案最早由FOSTER WHEELER公司最早提出公司最早提出 ，燃料直接从回料阀给入到锅炉中，该燃料给入方，燃料

18、直接从回料阀给入到锅炉中，该燃料给入方 式采用的是回料阀给煤原理，煤泥也是采用团状挤式采用的是回料阀给煤原理，煤泥也是采用团状挤 入回料阀中，然后与大量的循环灰直接混合，由于入回料阀中，然后与大量的循环灰直接混合，由于 高温循环灰量远大于煤泥量，因此煤泥球会很快在高温循环灰量远大于煤泥量，因此煤泥球会很快在 回料阀中被加热，热爆，最终送入到炉膛中燃烧，回料阀中被加热，热爆，最终送入到炉膛中燃烧， 详见图详见图3。 l优点：优点： l由于燃料给入点在回料阀的返料管上，因此一次停由于燃料给入点在回料阀的返料管上，因此一次停 留时间最长，且燃料可以得到充分的预热，因此燃留时间最长，且燃料可以得到充分

19、的预热，因此燃 烧效率非常高。烧效率非常高。 l缺点：缺点： l在锅炉启动阶段或低负荷阶段，由于循环灰量较少在锅炉启动阶段或低负荷阶段，由于循环灰量较少 ，循环灰对煤泥的携带能力不足，会导致煤泥在回，循环灰对煤泥的携带能力不足，会导致煤泥在回 料阀中粘结，因此低负荷下无法给入。料阀中粘结，因此低负荷下无法给入。 l不适合大比例掺烧。不适合大比例掺烧。 回料阀给入 哈尔滨锅炉厂有限责任公司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几种煤泥给入方式的对比 该给入方式是哈锅最早在兖矿南屯电厂该给入方式是哈锅最早在兖矿南屯电厂220t/

20、h 循环流循环流 化床锅炉中采用的燃烧方案，其燃烧方式是将煤泥燃料化床锅炉中采用的燃烧方案，其燃烧方式是将煤泥燃料 通过专门的煤泥喷枪直接喷入到炉膛的密相区，并采用通过专门的煤泥喷枪直接喷入到炉膛的密相区，并采用 压缩空气将其雾化成细小颗粒，由于密相区内的热容量压缩空气将其雾化成细小颗粒，由于密相区内的热容量 非常高，燃料很快在锅炉内被加热、燃烧，由于煤泥的非常高，燃料很快在锅炉内被加热、燃烧，由于煤泥的 给入点较低，因此燃烧在炉膛内的停留时间足够长。给入点较低，因此燃烧在炉膛内的停留时间足够长。 l优点：优点： l燃料从炉膛下部给入，一次停留时间长，燃烧效率高；燃料从炉膛下部给入，一次停留时

21、间长，燃烧效率高； 掺烧比例不受限制；掺烧比例不受限制； l缺点：缺点： l煤泥枪存在磨损问题；煤泥枪存在磨损问题； l对于磨损问题，主要是由于该燃烧方式采用了雾化风导对于磨损问题，主要是由于该燃烧方式采用了雾化风导 致煤泥颗粒对喷枪口产生冲刷造成的，目前哈锅已经开致煤泥颗粒对喷枪口产生冲刷造成的，目前哈锅已经开 发了新型的煤泥喷枪，在煤泥枪选材以及雾化风参数方发了新型的煤泥喷枪，在煤泥枪选材以及雾化风参数方 面进行了调面进行了调 l整，该问题基本得到了解决。整，该问题基本得到了解决。 密相区雾化给入 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司 HARBIN BOILER COMPANY LIMITED 几种煤泥燃烧方式的对比几种煤泥燃烧方式的对比 炉顶给料炉顶给料中部给料中