印尼煤粉炉炉体的选择

印尼煤粉炉炉体的选择

1cpbahari项目印度尼西亚是世界上最大的煤炭出口国之一，拥有丰富的煤炭资源。其中，棕榈树占57%，其次是27%，烟草树地占15%。属于高水分、高蒸发、低灰烬和低硫。针对此类煤种,选择何种类型锅炉及制粉系统才能保证电厂正常运行,并满足业主提出的性能要求成为当务之急,本文即对承建的CPBAHARI项目进行探讨。CPBAHARI项目为2×30MW燃煤纯凝孤网发电厂。专门为泰国正大集团在印尼LUMPUNG省的虾场供电,根据虾养殖业对用电特殊要求,该电厂的年利用率必须达到7500h以上,并且用电负荷变化率在50%～100%。工程所用燃料为印尼最大的煤炭公司PTBumiResourceTBK的Ecocoal煤,此煤即为典型的高水分、高挥发分、低灰分、低硫分褐煤。煤质主要参数如表1。2锅炉和输粉系统的选择2.1电厂烟气排放计算为确保电厂满足业主要求,首先应根据煤质资料对锅炉形式进行比较如选用流化床锅炉则存在以下问题:(1)根据国内运行经验,循化流化床锅炉年运行时间很难达到业主要求的7500h。(2)循化流化床特点之一是通过炉内添加石灰石可以保证自身有较高的脱硫效率,无需另设脱硫装置。而本工程收到基含硫量仅0.13%,经计算不需脱硫即可满足印尼当地环保部门对电厂SO2排放浓度的要求(750mg/m3)。(3)根据国内运行经验,流化床机组的厂用电率要高于煤粉锅炉厂用电率的1%～2%,从而会增加整个电厂的供电热耗。(4)由于本工程用煤的灰分很低,收到基灰分为2.81%,无法保证流化、高物料循环,床温床压更加无法保证,因此需单独设置1套加砂系统以保证物料流化,加砂量必须达到相当于收到基灰分为10%以上时才能达到循环流化床锅炉正常运行的条件。加砂系统的设置不但增大了电厂初投资,而且由于砂的磨损性很强,加砂将加速受热面及耐磨材料的磨损、降低部件的使用寿命,会进一步降低机组可用率并增加运行维护费用。(5)通常循环流化床锅炉效率会略低于煤粉锅炉,从而降低整个电厂的发电效率,增大运行成本。如果选用煤粉炉,则可以避免上述磨损量大、厂用电率高、可靠性低等缺点,且Ecocoal煤储量很大足以保证本电厂燃料的稳定性避免了煤粉锅炉因燃料适应性较差而带来的问题。根据以上比较,选用130t/h高温高压煤粉炉更加适合本项目的实际情况。2.2次风机制粉系统煤粉炉确定后,根据本工程燃料特性,制粉系统的选型成为了关键。目前常见的制粉系统有:钢球磨煤机贮仓式制粉系统、BBD型双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统、中速磨煤机直吹式制粉系统及风扇磨煤机多介质直吹式系统。由于本工程燃煤含水量较大,挥发份较高,并且本电厂负荷波动较大,故钢球磨煤机贮仓式制粉系统及BBD型双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统不适用于本工程。以下仅对中速磨煤机直吹式制粉系统及风扇磨煤机多介质直吹式制粉系统分别进行介绍并比较。1)中速磨煤机直吹式制粉系统。又分为热一次风机制粉系统及冷一次风机制粉系统,二者除一次风机的安装位置不同外,工作原理完全相同:各种中速磨都有两组相对运动的碾磨部件,碾磨部件在弹簧力、液压力或其它外力作用下,将其间的原煤挤压和碾磨,最终破碎成煤粉。通过碾磨部件旋转,把破碎的煤粉甩到风环室,利用一次风机流经风环室的热风流将这些煤粉带到中速磨上部的煤粉分离器,过粗的煤粉被分离下来重新再磨。在这个过程中,热风还伴随着对煤粉的干燥。在磨煤过程中,同时被甩到风环室的还有原煤中夹带的少量石块和铁器等杂物,它们最后落入杂物箱,被定期排出。2)风扇磨煤机多介质直吹式制粉系统。其工作原理:原煤进入烟气管道中,借助热烟气的作用进行预热,然后进入磨机。烟气和煤进入大门,煤即沿着冲击轮内径分部,煤在冲击和摩擦下被粉碎。同样又依靠叶片的鼓风作用把用于干燥和输送煤粉的热空气或高温炉烟吸入磨煤机内,一边进行煤的干燥,一边把合格的煤粉带出磨煤机经燃烧器喷入炉膛内燃烧。3)中速磨煤机直吹式制粉系统及风扇磨煤机直吹式制粉系统比较见表2。根据表2对比可以看出,从二者对煤质的适应性角度分析,本工程均可以适用。根据相关规范,对于高水分褐煤应优先选用风扇磨煤机多介质直吹式制粉系统,但是考虑到风扇磨煤机检修比较频繁,尤其是打击板等易损易磨件,堆焊耐磨层厚度在50mm左右。由于本工程在印尼,该国不具备条件,备品备件均需向国内厂家订货,周期较长,成本较高。而且风扇磨煤机需要从锅炉抽取高温炉烟,使得制粉系统变得复杂,并增加锅炉的耗煤量,最关键的是业主要求的年运行小时数很难保证。而中速磨煤机直吹式制粉系统在检修维护方面的工作量要大大低于风扇磨煤机,并且系统相对简单;根据国外经验,对某些水分较高(全水分为40)的褐煤,也可采用中速磨煤机。故建议选用中速磨煤机直吹式制粉系统。2.3两种热压磨方法的对比目前常用的磨煤机型式主要有哈尔滨重型机械厂及北京电力机械总厂生产的辊式磨,上海重型机械厂生产的碗式磨,西安电力机械厂生产的球形磨。究竟选用那种类型的磨煤机更加合理,为此与上述公司均进行了技术交流。哈尔滨重型机械厂认为由于原煤水份太高,不适用于辊式中速磨而另外两个公司均表示在印尼有高水份褐煤的运行业绩,认为产品可以满足本工程的实际需要。经与这2家公司的技术人员探讨计算得出对比见表3和表4。从技术角度看,二者均能满足本工程要求。但是共同存在的问题是一次风温较高,由于锅炉容量较小,对于锅炉空气预热器的设计要求较高,经与锅炉厂多次探讨,锅炉厂同意将本工程锅炉空气预热器为一、二次风分开布置,预热器出口一次热空气温度约410℃,二次热空气温度约为325.6℃,另有一股一次旁路冷风,约占一次风量的9%,与一次热风混合后保证磨煤机所需的一次风温从经济性角度看,尽管球形中速磨的总价高于碗式中速磨,但由于其制粉系统总耗电量较低,设备总价高出部分在不到两年即可回收。根据以上探讨,本工程拟选用球形中速磨煤机直吹式制粉系统。3煤粉粒度及炉秆匹配原则在选择磨煤机型式和制粉系统时,应结合工程项目实际情况根据煤