CN103697467B

CN103697467B - 一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法

Info

Publication number: CN103697467B
Application number: CN201410009185.2A
Authority: CN
Inventors: 张全胜; 安洋; 李勇
Original assignee: BEIJING XINGQIAO INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING XINGQIAO INTERNATIONAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: CN103697467A

Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，它包括蜂窝式煤泥管口设计使煤泥流由一股变为多股、蜂窝式煤泥管口设置在炉膛出口的下方而此位置在高度方向属于炉膛的上部、煤泥进入锅炉炉膛内后做平抛运动、靠在煤泥管段设置的往复运动机构实现煤泥的平抛运动、在炉膛上部设置一层上部一次风、在锅炉运行中适当调整控制料层厚度在450-550mm、适当调整控制一次风量和二次风量使得烟气中含氧量在2％-3％、调整控制炉膛出口烟气的负压在0至-50Pa。本发明的优点在于避免了煤泥流靠近炉膛出口、避免了煤泥流靠近屏式受热面、避免了煤泥流落点靠近排渣口，用低风量、低氧量、低的炉膛出口负压、适当料层厚度等思想指导运行调整，创新了运行操作方法。

Description

一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法

技术领域

本分明涉及循环流化床锅炉，尤其是涉及一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法。

背景技术

我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)最多的国家，总发电装机容量达1亿千瓦，已经运行的大小循环流化床电站锅炉有3000多台，其中410t/h以上大型循环流化床电站锅炉有140多台，1025t/h以上大型循环流化床电站锅炉有100多台(还有100多台正在建设)。

煤泥是煤矿洗煤厂产品的废品，含水量高达30％，粒径很小，发热量很低，灰分很大，属于劣质煤种；我国煤泥每年总产量达近亿吨，急于寻找有效利用煤泥的方法。

电站循环流化床锅炉的炉膛下部是锥体，炉膛中上部是柱体其高度20米至30米随锅炉大小不等，炉膛最上部设有矩形出口2-3个。电站循环流化床锅炉在炉膛下部锥体水冷壁前炉墙和后炉墙及侧炉墙布置了2-3层共计几十根二次风管(圆管)，二次风是提供氧气用于强化燃烧提高煤颗粒的燃尽程度，多层二次风实现了多层供风。

现行的循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法是从炉顶送入煤泥，煤泥自炉顶进入炉膛做自由落体运动落到炉底床料上。现行的循环流化床锅炉燃烧煤泥存在的问题主要有：

1、从炉顶垂直而下的煤泥流截面直径150mm至300mm不等，从煤泥管道流出的是一股圆柱形的煤泥流体，在空中慢慢扩散，圆柱形一股煤泥流体的中心粒团往往只是烘干了水分且表面燃烧形成灰壳后没有烧透，没有烧透粒团沉积在锅炉炉膛底部的床料层，粒团在床料里燃烧高温结团长大后容易堵塞排渣口造成排渣不畅。

2、从炉顶垂直而下的煤泥流必须经过炉膛出口且靠近炉膛出口，炉膛出口是负压的烟气因而对煤泥流有吸引作用，煤泥中细小的碳颗粒还没有来得及燃烧就被炉膛出口的负压气流抽走流向锅炉尾部烟道，造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积。

3、细小的碳颗粒在尾部堆积严重时会燃烧引起尾部受热面损坏，造成较大的直接损失和间接损失。

4、从炉顶垂直而下的煤泥流必须经过屏式受热面，并且垂直煤泥流靠近屏式受热面，煤泥粒团往往会粘接在屏式受热面上，越积越多，影响传热；从炉顶垂直而下的煤泥流在屏式受热面与炉膛出口之间穿过，很难做到煤泥流既要远离炉膛出口又要远离屏式受热面。

5、锅炉炉顶面积小到十几平方米大到上百平方米，在炉顶的煤泥进口选点不当会造成垂直而下的煤泥流落到炉膛底部床料时靠近排渣口，未完全燃烧的煤泥焦碳颗粒团会随着排渣被排走，降低了燃烧效率。

6、在锅炉运行中对料层厚度控制不当，料层厚度太小不利于煤泥焦碳颗粒团的碰撞和撕碎因而影响燃烬程度，料层厚度太大会使流化风量风压显著增大导致风机电耗显著增大。

7、多层二次风都布置在炉膛下部，炉膛上部没有送入空气即没有送入氧气，从炉顶垂直而下的煤泥流是在空中燃烧的，炉膛上部缺氧使得煤泥流燃烧不完全。

8、在锅炉运行中对炉膛出口烟气的负压控制不当，烟气的负压太大，会使煤泥中细小的碳颗粒还没有来得及燃烧就被炉膛出口的负压气流抽走流向锅炉尾部烟道，造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积。

9、在锅炉运行中对风量控制不当，风量太大，会使煤泥中细小的碳颗粒顺着烟气的流速增大，减少了在炉膛燃烧的时间，造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积，降低了燃烧效率，也会使风机电耗显著增大。

所以，有必要找到一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，必须要克服上述诸多问题，在煤泥进入点、煤泥流粗细、空气送入点、煤泥流落到底部位置和运行操作参数的各个环节全面进行创新和优化燃烧调整方法，推行这种循环流化床锅炉燃烧煤泥方法。

现行CFB锅炉燃烧煤泥之所以存在如此多的问题主要是因为国内外都没有类似***技术可以完全参考，从业人员认识不足及运行调整不当所至。

发明内容

本发明目的在于提供一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，解决循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法问题，体现在安全、稳定、高效燃烧。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方法：

1、采用蜂窝式煤泥管口的创新设计，使煤泥流由一股变为多股，在下落过程中容易分散成棒状煤泥团，受热和燃烧均匀，容易烧透；避免了没有烧透的煤泥粒团在锅炉炉膛底部的床料层的沉积进而堵塞排渣口造成排渣不畅。

2、煤泥在锅炉炉膛的进口设计在炉膛出口的下方，使得煤泥在锅炉炉膛的进口远离炉膛出口，煤泥在锅炉炉膛的进口位置在高度方向属于炉膛的上部；避免了煤泥流被炉膛出口的负压气流抽走流向锅炉尾部烟道进而造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积燃烧损坏受热面，也避免了煤泥粒团粘接在屏式受热面上。

3、煤泥在锅炉炉膛的进口设计在炉膛出口的下方，从炉顶垂直而下的煤泥流远离了屏式受热面，避免了煤泥粒团粘接在屏式受热面上。

4、煤泥进入锅炉炉膛内后做平抛运动，靠在煤泥管段设置的往复运动机构实现煤泥的平抛运动，煤泥的平抛运动使其最终下落在床料层的中心线上，使得煤泥粒团远离排渣口，避免了未完全燃烧的煤泥焦碳颗粒团随着排渣被排走。

5、在锅炉运行中对料层厚度适当调整控制，料层厚度调整在450-550mm即料层差压在5000Pa至6000Pa，太小不利于煤泥焦碳颗粒团的碰撞和撕碎因而影响燃烬程度，料层厚度太大会使流化风量风压显著增大导致风机电耗显著增大和烟气流速增大磨损增大。

现行烧煤泥的循环流化床锅炉料层差压常在8000Pa至1000Pa，表明料层厚度太大，有些现行烧煤泥的循环流化床锅炉料层差压常在2000Pa至3000Pa，表明料层厚度太小。

6、在炉膛上部设置上部一次风，增加一层空气送入炉膛，向运动中的煤泥流提供氧气帮助燃烬，避免了炉膛上部缺氧使得煤泥流燃烧不完全，这种配风和燃烧方式还会降低燃烧后的烟气中的氮氧化物含量。

现行烧煤泥的循环流化床锅炉的多层二次风都布置在炉膛下部，炉膛上部没有送入空气即没有送入氧气，从炉顶垂直而下的煤泥流是在空中燃烧的，炉膛上部缺氧使得煤泥流燃烧不完全。

7、在锅炉运行中对炉膛出口烟气的负压适当调整控制，炉膛出口烟气的负压调整在0至-50Pa，烟气的负压太大，会使煤泥中细小的碳颗粒还没有来得及燃烧就被炉膛出口的负压气流抽走流向锅炉尾部烟道，造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积。

现行烧煤泥的循环流化床锅炉炉膛出口烟气的负压常在-100Pa至-300Pa，表明负压太大。

8、在锅炉运行中对风量适当调整控制，调整一次风量和二次风量使得烟气中含氧量在2％-3％，风量太大，会使煤泥中细小的碳颗粒顺着烟气的流速增大，减少了在炉膛燃烧的时间，造成细小的碳颗粒在尾部烟道堆积有燃烧损坏设备隐患，又降低了燃烧效率，也会使风机电耗显著增大。

现行烧煤泥的循环流化床锅炉烟气中的氧量常在4％至9％，表明风量太大。

本发明的优点在于避免了煤泥流靠近炉膛出口、避免了煤泥流靠近屏式受热面、避免了煤泥流落点靠近排渣口，抛弃了在炉顶、炉中、炉底部送入煤泥等循环流化床锅炉燃烧煤泥的传统做法，抛弃了只在炉膛下部送风的循环流化床锅炉燃烧配风的传统做法，抛弃了煤泥单股流进入炉膛下落燃烧的传统做法，用低风量、低氧量、低的炉膛出口负压、适当料层厚度等思想指导运行调整，创新了运行操作方法，实现煤泥在循环流化床锅炉的安全、稳定、高效燃烧。

附图说明

图1是现行循环流化床锅炉燃烧煤泥立面示意图。

图2是本发明的循环流化床锅炉燃烧煤泥立面示意图。

图3是本发明的对于煤泥入口的A向视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥方法，它包括下述步骤：

1、自高压煤泥输送管道1来的煤泥经蜂窝式煤泥进口2进入炉膛3内，使煤泥流由一股变为多股，在下落过程中容易分散成棒状煤泥团，受热和燃烧均匀，容易烧透；避免了没有烧透的大颗粒煤泥粒团在床料层4的沉积进而堵塞排渣口8造成排渣不畅。

2、蜂窝式煤泥进口2设置在炉膛出口5的下方，使得蜂窝式煤泥进口2远离炉膛出口5，蜂窝式煤泥进口2也远离屏式受热面6，蜂窝式煤泥进口2的位置在炉膛高度方向属于炉膛的上部，可避免煤泥流被炉膛出口5的负压气流抽走，也可避免煤泥粒团粘接在屏式受热面6上。

3、自高压煤泥输送管道1来的煤泥靠往复运动机构7实现煤泥在炉膛3内做平抛运动，煤泥的平抛运动使其最终下落在床料层4的中心线上，又容易做到远离排渣口8，避免了未完全燃烧的煤泥焦碳颗粒团随着排渣被排走。

4、在锅炉运行中对床料层4厚度适当调整控制，床料层4的厚度调整在450-550mm即料层差压在5000Pa至6000Pa，太小不利于煤泥焦碳颗粒团的碰撞和撕碎因而影响燃烬程度，床料层4的厚度太大会使流化风量风压显著增大导致风机电耗显著增大。

5、在炉膛3上部设置上部一次风9，增加一层空气送入炉膛，向运动中的煤泥流提供氧气帮助燃烬，避免了炉膛3上部缺氧使得煤泥流燃烧不完全。本发明所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥方法抛弃了在炉顶煤泥进口13、炉中煤泥进口14送入煤泥等循环流化床锅炉燃烧煤泥的传统做法。

6、在锅炉运行中对炉膛出口5烟气的负压适当调整控制，炉膛出口5烟气的负压调整在0至-50Pa，烟气的负压太大，会使煤泥中细小的碳颗粒还没有来得及燃烧就被炉膛出口5的负压气流抽走。

7、在锅炉运行中对风量适当调整控制，调整来自一次风管道10的一次风量、来自下二次风管道11、来自下二次风管道12的二次风量和上部一次风9的风量使得炉膛出口5烟气中含氧量在2％至3％，风量太大，会使煤泥中细小的碳颗粒顺着烟气的流速增大，减少了在炉膛燃烧的时间。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明的申请专利范围。

本发明突出的节能技术在全国推广后会产生巨大经济效益，简单分析如下：全国3000多台循环流化床电站锅炉大约发电装机容量1亿千瓦，消耗标煤约1.5亿吨，采用本发明所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥方法，可以消耗煤泥0.1-0.2亿吨，属于资源综合利用即节约标煤约0.05亿吨，约折合每年资源综合利用30亿元。

Claims

1.一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法,其特征在于：煤泥进入炉膛(3)的入口为蜂窝式煤泥进口(2)，蜂窝式煤泥进口(2)设置在炉膛出口(5)的下方，煤泥在炉膛(3)内做平抛运动,在炉膛(3)上部设置上部一次风(9)，床料层(4)的厚度在运行中调整在450mm至550mm,炉膛出口(5)烟气的负压在运行中调整在0至-50Pa，调整一次风量、二次风量使得炉膛出口(5)烟气中含氧量在2％至3％。

2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，其特征在于：蜂窝式煤泥进口(2)设置在炉膛出口(5)的下方且在炉膛高度方向属于炉膛的上部，使得蜂窝式煤泥进口(2)远离炉膛出口(5)，蜂窝式煤泥进口(2)也远离屏式受热面(6)。

3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，其特征在于：自高压煤泥输送管道(1)来的煤泥靠往复运动机构(7)实现煤泥在炉膛(3)内做平抛运动，煤泥的平抛运动使其最终下落在床料层(4)的中心线上，可使煤泥粒团远离排渣口(8)。

4.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉燃烧煤泥的方法，其特征在于：在锅炉运行中对床料层(4)厚度适当调整控制，床料层(4)的厚度调整在450mm至550mm即料层差压在5000Pa至6000Pa。