CFB锅炉掺烧煤矸石燃烧调整探讨

张 勃

河南蓝光环保发电有限公司，河南平顶山 467200

0 引言

循环流化床（简称CFB）锅炉具有优良的环保性能，调峰能力强，燃料适应性也很广，不仅可以燃用烟煤等优质煤种，而且可燃用发热量较低的各种劣质燃料、煤矸石等。因此，在当前煤炭紧张、价格暴涨的情况下，循环流化床锅炉充分发挥其自身优势，不仅能够实现国家提倡的资源综合利用、环保、节能减排，还缓解了企业高价格采购煤炭的压力，最大限度的降低企业的发电成本。由于燃用煤矸石等劣质煤，势必增加锅炉的磨损，为减少炉内磨损，提高机组的运行可靠性、经济性，对入炉煤的颗粒度、一、二次风的配比、床温、床压的调整控制至关重要。

1 叶县蓝光电厂#1机组简介

叶县蓝光环保发电有限公司成立于2002年3月12日，是我国知名上市企业—武汉凯迪电力股份有限公司的全资子公司，#1机组是原国家计委批复的135mW循环流化床锅炉机组国产化示范工程。采用我国自行研制开发的循环流化床洁净煤燃烧技术，是集煤矸石综合利用、环保、发电为一体的高科技环保电厂。

1.1 锅炉主要设计参数

过热蒸汽最大连续蒸发量（B-MCR）：440t/h；

出口汽压：13.7MPa；出口温度：540℃；再热蒸汽 蒸汽流量：360.8t/h；进口压力：2.64MPa；出口压力：2.445MPa；进口温度：330.2℃；出口温度：540℃；给水温度：252.1℃；排烟温度：135℃；锅炉效率：（以低位发热量计）：90%。

1.2 煤种特性

锅炉主要是燃用平煤集团八矿中煤和八矿煤矸石混烧，混合比例为八矿中煤：八矿煤矸石=2：3。

2 掺烧煤矸石时的燃烧特性

CFB锅炉的燃烧是在流化状态下完成的，大量的高温物料在炉内处于流化沸腾状态，当燃煤进入炉内后，立即与高温物料碰撞混合，经过加热、着火阶段、燃尽阶段三个过程，将燃煤着火燃烧。在这三个阶段，其燃烧配风、床温、床压的调整，直接影响锅炉的燃烧经济性。在掺烧煤矸石时，因发热量较低，灰份大，而且在破碎机调整不好时，其煤的颗粒度较大，按原设计要求а=1.2控制氧量，煤很难着火燃烧，机组负荷跟踪不上。因此，实际运行时燃烧所需要的风量远远大于设计风量，在一次风量及氧量的调整控制上，一般都根据床温及主汽压力来调整。当增加一定的煤量时，必须增加一定的一、二次风量，风量跟随煤量变动。一次风量要增加到整个炉内物料及燃煤混合物充分流化，二次风量要增加到炉内物料混合物前后完全穿透、横向扰动完全，这样才能满足煤燃烧所需要的风量。

3 掺燃煤矸石时容易出现的问题

CFB锅炉冷渣器若设计不好，锅炉排渣困难，造成床压高，风机电耗增大，厂用电率高，而且飞灰含碳量及底渣含碳量很高，机组的标准煤耗也很高；因燃用煤质灰分较大，电除尘及输灰系统维护不好时，很容易造成电除尘各种故障，一系列的问题都将影响整个机组的经济运行。

蓝光电厂在初始掺烧煤矸石时，要求控制入炉煤发热量在2 700大卡～3 000大卡，但在实际过程中，因采购原煤发热量不高、配煤经验不足及煤场与值长协调不当等问题，往往将入炉煤发热量调整在2 500大卡左右，甚至更低，这就给锅炉燃烧带来了很大困难。首先是锅炉用煤量较大，给煤机故障率较高；渣量大，锅炉排渣困难，仅仅依靠滚筒冷渣器排渣仍不能解决床压高的情况，机组负荷被迫下降，只能直接排红渣，底渣含碳量增加，底渣含碳量增加，造成锅炉大量的热损失，锅炉效率降低；床压高，为了保证正常流化，增加了风机的电耗；因煤质灰分大，造成飞灰量增加，往往超过了电除尘的设计除尘能力，电除尘故障率较高。因此，掺烧煤矸石时，如果配比失调、锅炉调整不当，会带来一系列的联锁问题。

经过实践证明，锅炉的风量调整、床压的控制、煤矸石的适当配比是相互关联相互影响的，在这几个环节上把握好，机组才能经济运行。

4 参数调整与优化运行

4.1 氧量的调整

氧量一般通过二次风进行调整的，实际运行时通过一、二次风相互调配共同调整氧量值。正常情况下，因煤矸石的煤种比重较大，进入炉内后一般在密相区内燃烧份额较多，所以，为了保证充分燃烧，炉内的中、下二次风量尽量加大。因为CFB锅炉炉内是分级燃烧，在稀相区虽燃烧份额少，为了物料混合物完全穿透、横向扰动完全，上二次风也应增大。经过实践摸索，在机组负荷70mW～90 mW时，烟道侧氧量一般控制在4%～5%为最佳，在90 mW～135 mW时，烟道侧氧量一般控制在6%～8%为最佳。在上述负荷段下，如果氧量不能保证，二次风不能满足时，应尽量增大一次风量。

4.2 床压的调整

床压的控制范围在6kPa～8kPa，床压过高或过低对锅炉燃烧均有危害。但掺烧煤矸石时，床压应控制在7kPa～10kPa，因若床压过低时，其炉内的物料稀薄，物料浓度小，而进入炉内的燃煤因其发热量较低，相应的其进入煤量较多，其煤的浓度较大，物料与燃煤混合不好，容易造成流化不好，燃烧不良，锅炉容易结焦；反之，若床压过高时，不仅造成了流化不良，还会增加相应的一次风量来满足炉内物料流化，风机电耗增加。而且炉内的物料浓度过大，掩盖了燃煤的燃烧，将使燃烧不充分，主汽压力下降。而且若床压过高时，在遇上冷渣器故障或排渣口堵塞时，床压会迅速增高，威胁机组安全经济运行。

4.3 配煤的调整

煤矸石的发热量一般在1 500大卡～1 800大卡左右，有的甚至更低。原煤的发热量一般在4 500大卡左右，具体根据入场煤的煤质化验分析结果。在配比煤矸石时，要综合考虑，否则，如果发热量过低，则锅炉燃烧很困难，会带来一系列的问题，发热量高于3 000大卡时，机组达不到资源综合利用的条件，因此，控制入炉煤发热量尽量在2 700大卡～3 000大卡之间为最佳。具体操作是根据输煤系统的两个筒仓下的环式给煤机进行调整，正常情况下，机组带满负荷时，如果发热量在2 900大卡左右时，锅炉用煤量应在120t左右，运行当中如发现用煤量增大或减少，应及时的调整原煤与煤矸石的配煤比例，最终将入炉煤的发热量控制在2 700大卡～3 000大卡之间。

4.4 加强对冷渣器与输渣系统的维护，减少排高温红渣

对锅炉的4个冷渣器与输渣系统加强维护与保养，其检修工作尽量安排在夜间低负荷时的情况下进行，以保证其它的冷渣器能够满足排渣的需要，尽量避免直接排红渣，以避免造成大量的热量损失及煤耗增加。

5 取得成就

经过精心调整，优化运行方式，蓝光电厂各种经济指标大幅度提高。首先，飞灰含碳量大幅度降低，飞灰含碳量由原来的8%下降到2%；通过对床压适当的控制及输渣系统的合理维护，并且在低负荷时，分别停止一台一次风机、二次风机、吸风机的运行，厂用电率在原来的基础上也大大降低；因减少了直接排红渣，底渣含碳量也大为降低，由原来的3%降为1.8%，机组的煤耗大大降低。经过实践摸索，在经济调整、优化运行上取得宝贵经验，连续两年在全国135mW循环流化床机组评选中，取得全国电力行业CFB机组第二名好成绩。并顺利通过国家发改委综合利用电厂的验收。

6 结论

通过合理的掺配煤矸石量及精心的调整，CFB锅炉的运行与同等容量的煤粉炉相比，它具有独特的优势：不仅缓解了企业在当前煤炭市场紧张局势下的压力，而且积极响应了国家的政策，实现了综合利用、节能环保。

[1]党梨军.循环流化床锅炉的启动与安全运行.