|量■雹__ _●_■■_ ■l■■ ■ 上乙 }
到一 定 程度 时 , 再 增会 加。 少了 大 减 不物股料 塌落 对 热器 系 预统的 影响 ,同 时提高 列A 高温 风 机 的度速, 原由来
的7 /0 i 提高 到 07mi , A加 4 rnm r7n 增/
列 用 风 量 , 高 物料的 浮 悬能 力, 提 减
少塌 料 几率 。 ( ) 强 对 翻板 阀 的 锁 风 效 果处 2加
理 保,能 正 常 作], 少 风 筒旋 确 二下 料减 管风 现串象 , 保旋 筒风的分 离 效 确
。 率 我 公司 35 5 m窑 2 于1 年 . ̄ 4 m00制 过 程 ,粉燃 尽的时 间 正于比颗 粒 煤 直 径的 二方次 , 分解 炉内 燃烧 是化 而
( ) 用每 次 检修 时间 对 B 反列 3 利
1
日开 2始用 无烟煤 烧煅 ,烟煤 月 无
射 仓 进 清行 理, 两 免列 通风 衡失, 与 烟 煤比例为 7 3由 我 公于 司 地 :避。
同时 强加 对 分解 炉喷 煤管 的检 查 和处 西 南 部, 人分员 都是 立 煅 窑烧工 大 理 处,保 煤 粉 在管 道 内的 运行速 出身 ,于 新型干法 窑 的 煅烧 技 还术 确对 , 度少煤 粉 稳 不定对 分 炉 解 度温 很的陌 生 , 因此 在 减无 煤烟 煅的烧过 程 中
影。响
学 过
程 占 主导 地 位 ,燃 尽时间 比正于 颗 粒 径 直 ,以 加 细增 对度前 的者影 所响
大 对 于 后 的影 响者 我。 公司特 对
磨 出 煤细 度粉 如 下控 作制, 窑 求 要 无 烟 用煤细 度 (.8 00 mm方孔 筛 筛 余 ) ≤ 5 ,解 炉 用无 煤 细烟度 (. 8% 分 0 0mm 方 孔筛 筛 余 %) 。 但由于 操 作员 ≤3 本 身 的 业 务水 平 及其 他因 素 的影 响, 煤粉 细 大度都在3 6 ~ %范 %围波 动 ,
了不 少 出工艺 题问 , 开 始 刚使 用时
尤32
加T强艺 作 操理 管
(.) 格 控 制 C 1严1 两A列 温 , 由度
其
明,显 内24—窑 5 3 m 段长 长 厚 皮窑 、后
结 圈 、蛋, 重 时 现出 过窑 尾 漏 结严
原
来 的 8C5 调到 85分 率解由 料 。 产 量低 、量 差,冷 机 堆 “7  ̄下 6 ,% 质篦 雪 来 的 原9 ~ % 46 9 %降低 到9 % ~4 3 % 9 人” 等工 艺 事故 时有 生发 后。 来过 经左右 , 溜少 管 结 皮 , 检过修 时 检不 断 践 实 断、总 结 过 对 操,作 员 减通 不 通 查 列 结, 皮 量明 减 显 小, 厚 皮度 的 培训 , 艺 事 故 渐 逐减 少, 料质 两 结
工
熟 本基不 超 过1m 左m右 , 在 保 现 量 提出 高, 度 较好 。 公我 熟 料司 率 三 0确强 大 物料股 时 及能时 排出 。 )( 格制窑控头、 2 尾煤 严的比例 , 值控制 指标 下 :如K H =. 001,M= 09 ± 2S. 2 O15 . ±. ,M=A 1 ±.。煅烧 无 烟 初煤 . O 1
4
本基能满 足 烧要 煅求 。
1煤发 量热的控 制要 求 2 为 保证 .窑系 的 正统常 煅 烧 ,求 力窑
系 统 热上 度 制稳 定。尽 量 用选发
热
量 高 、 分含量 低一 些 无 的烟 煤 , 灰
对 熟 料 量 影 质响相对 要 小 一 些 。根
通 过量 大的数据 统 计分 , 析 据 质 煤期 系统 不 正常 时 , 料 3 熟 d抗根压 强度 和 生 料 成 的分不 同, 头 煤比例控 制 基本在 2 ~ 9 a 2 d 抗 强压度 窑 在62 PM ,8
3在%~ 0 8 4 % 左 右 , 系 统 煅烧 较为
据对经 验 磨, 煤 尽粉 量保 证 其发 量热 Q n tr 0 0 k/ 并g要 求严 格 做 e- ≥2 90 J k,a 好原煤 均预化 , 少入 窑 煤粉发 量热 减 的 波动 , 一 点 回对 转窑 烧煅无 烟 这煤 来讲 至 关重 。 我要公 司煅烧 无烟煤 前 煤后 的工 业分 析见 表1
2 燃 烧 器。的 调整 我公 司窑 燃头 烧 器 采 旋用流 式 四 道通燃 烧 ,器 备配一 次 风 机风 量所 可达5 m . n/ 风 压3 2 0 a 转速 57 im , 4P , 139f n 变频调 速电机 。为 满 足 无 6 0 im ,
5~ 8a 熟 料 f a 量含平 在均 55M P CO
,
稳 定 ,免 头窑 煤过 多 ,窑 内不 能 20 , 窑内 飞砂较 , 大 时 看重不 避在 %. 且严 充 分 烧 ,燃 带 入窑 , 成尾 预 热器 清火 焰 ,料 升重 ,低本 在 1 5k / 被 熟造基 1 0 g系统
因 O过 C 高导 溜致 管结 皮增 加, L 右 整; 正常 后 熟 料 3 抗 压度强 左 调d 5~ a1熟 料 f a8 6 MP, C O 量 平含 均在 1 %左 右,内 砂 明飞 减显少 , 料 . 4 窑 熟
同
时 在 操 中 作结合 送 煤 罗 茨风 的机 基 在 2本 ~ 2a2 d 抗压 度强在 9 3M P, 8
压 调 力 用煤整 。量 ( )窑时 注意 流 风 ,开 到3 停内
8 % ,流风 关 到2 %左 ,右 时保 升重 基 在 本 15~ 2 gL 0 0 外 同 0 0 51k/。1
煤温 用粉量 不 超 过 5 /, 短 焰火长 1 煤 质的 求 要t 缩 h 度 ,保煤
粉 能窑在前充 燃烧分, 杜 11 煤 确粉细 度 .
绝 因 火
焰 长过 将 不完全 烧燃 的煤
粉溜 管结皮 。 4 结
束语
为 证保窑 系 统 的正 煅常烧 , 煤 头 送输, 设 两个 下 口料。 每 个 的仓 储分
均量 4为 t, 虑右 到窑 内燃 烧 状 左0考
烟煤
正 的常煅 烧要 求 ,证人 煤 窑粉 保 燃烧 充 分 少,机 械 不 完 燃全烧 或 者减 学化 不完全 燃 烧 , 分充 挥 发此 燃 烧器 的 能力 ,一 次 用 量 上 根 据实 际情况 在 作 了 反复实 践生。产 中 严格要 求 三
入带预 器热 粘 巾在附 管溜 表面 , 致 导和 尾煤 分别由 个两仓 储存 品绞 刀 ,
成
通 过 以 的上 T 艺调 整 ,20 况 与 窑 分 尾解 炉( S 从 07 D炉T型 )烧状 燃
年 8
后月一 直 没 有 塌因料 导 致l c况 不同 , : 转 窑燃 内烧是 散扩控 A 回
列旋 风筒 即 料堵 现 象 生 , 保发了 窑 确 系 统的安全 稳 定 行运。 0
统一 班操作 : 次 风 机转 基 速 本控 制一 6
9 0 73
0通 讯
址 : 南地 德 宏 州省 盈县 允江罕 水泥 有 限责任 公 , 南 司 宏德云 云
稿收 日期: 0 0 0 0— 辑编: 2 —14 1 ; 颖
10 沈 1
EC MET NTECH N0LOGY / 0 l 260
表1 煅 烧 烟无 煤前后煤 的 工 业 分 析
()系 统 方 面 , 量 风冷 的 掺2 窑大
工
分 业 析结果 使用 前( 均)平
使用 后 ( )均平
aA, d % 23.93
3. 2 6
7V a, d% 2. 762 1
8.4
F5a % cd 4 ,. 284
5. 01 5
Q t ndk/ g Qe -,J ke .J , n tr /g a k ak 52 215
62904
人,进 一 步 减少 冷由 却机 进入 窑内 的将二 风次量 和回 收 窑的总 热量 , 降低 入
窑二次 风 温 及度人 解分 炉 次 风 温度 , 头 窑煤 粉 产 不 生 全 完 烧 燃 或 者 燃使烧 滞后 后, 造 成 内窑结 、圈最 结 蛋 、冷机 堆 人“” 篦雪 工等艺 事 。 故
42 14
269 04
1在9 0 l5r 范n 围 , 次风 压 力 ~ 800 m/i 一
调的 整, 人 窑 二 次风 温 可 持保在 其
9 0I 0 C范围 , 次风 温在 7 0 81~ O  ̄ 8
 ̄保
持 在 3~7P ,风 压 在力2 3~3k a 6内 3
ka范 围 , 风 力 压 在 2~ 2k a0 P 外 38 P 范 ,围 心 压
风
在 3 左 右 P 产 中 , k中 a生
8C0 范 围 对 ,无烟 煤 的 分充燃 烧  ̄6这 是非有利的常 。4
系 统的 密 封漏
因堵 此, 公 司 在 针 对系统密 封 堵
漏我上 做 了 大 工量作 ,格 加 强管理 , 严
操
作 员 可根据 煅 烧 的 实 情际 在 此况 范围内 作 相应调 ,整记 录 好 调 整 时 并 间 及 调 整 后 系 的变统 化 情况。 增 加为内 风 风 外 , 速一进步提 高 火 焰的推
众
所 周 知 , 冷 风 统的 人掺 系, 对 烧成 统 系正常 煅 烧 响 影极大 , 导 致
会
专人 负 责 , 期检 查考 核 定特。 别 是不
对各 级 下 料翻板 阀的 配 重 做 多 了 调次 整 保, 证下料 畅顺防又止 窜 ,风既
热
增耗 加,料 产、量降低。 熟质 (
预 热) 器 系统 而 言 , 风的 对 1
冷掺入 将使 系统温 度 下 降, 为满 足 硅
酸力
, 内外风 间 也 相 应隙作 调 整。 南 其
于公司 条 件 有 限, 有 配 相备 应的 测 没
仪 量器, 过 各 方 的面渊整 后 , 过 经 通
避 免风 短 , 少路 和 绝杜物 料内循 减 环
各。级 检 修 门、 查 孔 、 孔 灰均 检 清采 用砌 砖 石加 棉 绳封密 生 。产 过程 中
加强 对 窑 尾 烟 室、口 料 斜 、坡 缩
盐 下矿 物的分 解 得 ,不增 加 煤 耗 ; 由 不
大体 计 ,算 外 风 速 风 最高能 达 其
30 s 右 , 风 速风能 达 30 / 2m/ 左 0内sm
于大 冷 风量 掺 人的, 统速 相风 对降 系 低
, 统分 离 效率 降低 ,料 内循 环系
及物 预 解分 系统结皮 料 的清理 ,证系 保 统 通风 良 ,好 免煤 产粉生 不完 燃 全避 机 检查 门、修 等 容门易 漏风 的 部位 检均 要 求 每 进班 行密 封 堵漏检 ,查别 特 在是点 火 开窑 初 期 更应加 强 这 方面
管 理 。的
右 左,以 加强 风 煤 混合 , 证 火 焰顺 保畅
, 免 简 体温 度出 峰 现值 。 在正 避 生 常 产 为 巾 避免窑 内 圈结或 者 冷篦 机 堆 人 “, ”证 成 带 烧 皮窑平 整 , 雪保 要 求 煤管 每 至班少 要前 后 动移 2 3次 ~, 在 移动 煤 管 的同 对 燃时 器 烧内 外风 阀开 度也 应 门作相 应 调 整 , 合 证 理 保 的 火焰形 状 。煤 管头部 距 窑口 距 保 持 离 在0. 0mr范 围 伸( 入窑 内  ̄04 a
4即00 mm )煤 管坐 位 置 标 对 窑相口端
,
量 加大, 预 热 器 各 级 下 料锥体 及 下
大为冷量风掺入 的 系, 统 风通 能 力 进一 步降
低 ,满 足 窑 内正 常 煅 烧 要求 , 为
窑 料 管产篦结生积皮创造了条料件; 于 由烧 。 窑 门 、头 窑 尾密 封装 置、 冷
将被 迫提 高高温 风 的机 速 , 转使高 迫温 机 负 荷增风 大,电耗 加 。增
迎欢订 阅 2 1《 国 水 泥》 0 中 i年
迎欢刊登广 告 欢迎 稿 赐行 动 业最 态新评 述创 新技 术 纵解 读深
《中 水泥国》 刊 月, 号 C1 43 ) ( 刊 N—l 83 系 国 新家 闻出版 总 和署 国家 科技 部批
准 、 记注 册 内,外 公开 发 行的 中 级央科 技 刊 。 期 登 国 《 国 泥 》 水 主 办志 单位 中是国水 泥 协 会 、建国材 技术装 备 总 公 司 ,托 中杂中 依 省 、 治 各 区、辖 市 水 泥 协 会 ,于指导 全 国 水 泥 行 业工 作的 综 合类科 技 刊 自 直用 物 。 国中水泥 中 国》水 泥协 会 会刊 , 时发 布 家 国 发展 水泥工 业 的 产 业 政策 《 是, 及 在 导引行 业 发 展 方 面 具有 很 的权高 威 性 。 《国水泥》 察泥行水业发 展 最新的 动 态,时探 讨 点重、中 洞及 热 、 难点 点题 问 , 发布 最 数新 据,政 府 企和业 之 间架 桥 梁 ,起水 泥 业 做工大做 强、 合 组 重 在 、 是联提
高 企业 集 中 度 的 论舆工 具 传 ,播行 业 节能 减 排 是、 传 宣创新 和用 实技 术、 引 领 水 工泥 业 持 续发可 展的 窗 。 口
中面心 线, 情常 基况 本 持 保在 第 四
正 象限 偏稍 斜 5 m2范 。 围控 好 制 出 ~c窑 熟 温料度 ,证 合 理 窑皮的 长度 保及厚 度 常, 情 烧 成况带 主 窑 皮 度 长基 正
保本持 在 1 左m右 。6
3
窑 二入 次 温风及入 炉 三 次风 温 的
控 制
二
三 、 温风的 提 , 高味着 二次 : 热
利意用 率 提 高、耗 低降, 系 统 的 废 热窑 气 量减少 应, 减轻了 热预 器高 风温 相
机的负荷; 的燃粉烧速 度加快 ,煤 燃
时间 缩尽短 , 对 无 烟 煤 烧是 重燃 要 这
《
水 国泥》迎 国 外内 企3 -登 广 告 广。告 许可 证 :海工 商 广 字第0 3 中 ,欢?k1 京 39号
。
《 国 水 》泥 国际 流 行 大 l (本1m xm9 mm) 图 文 并茂 、 刷精 。 中 美为 6 开02 27 , 全印国 各 邮 局地均 可 订 阅 , 者 也 直 可 向接 《国 水 泥》 志 社有 限 责 公任 司订阅 读 中 杂 ( 邮费 )内定价国 :册 ,8 免 。 元 每全 l 年,计 9 /套 。外国价 定: 2册 6共 元每 5册 美元。
。的我
公 司 选 所 用 的篦冷 为
T机 一 4 0 三第 代充 气 式 梁( 强改 C15 型 增进型 ) 却 冷机 ,段 式 , 床冷却 面积 两 篦
达4 . mz 正常 操作 时 , 过 对篦 91 , 通 在 床料 层度厚 (公 司 实 生 产际中一 般 我 控制在 c6 0m左 右 )各 室 风 风 量 及机
款汇单位 、 户 行 银称名 :国中泥》 开水《 志社杂 有责限任公 司
汇 地款 址: 京 海 淀 三区 河路里l 号 北1 开户银 行 商:行 北京 百万 庄 支行 号 :账 02 409 6 1 54 工 0 0 010 0 369 5
订 阅热 线:1— 8 88 8传 真 : 1—8 6 7l 0 0 3855 , 0 0 363 3 子 电邮 箱: l ne e t oc y c mfn . m .c e n@网 址 :w .ia en . g ww c n c me t r ho
21 /泥技 术0 60水
低热值劣质无烟煤循环流化床锅炉的设计
低热值劣质无烟煤循环流化床锅炉的设计
1 1 勾宏图,韩振波,郭鸿志
2
()1. 北京锅炉厂 , 北京 100043 ;21 北京科技大学 , 北京 100043
摘 要 :通过对国外引进技术的消化吸收和对循环流化床锅炉的结构进行改造 ,使其适于燃用低热值劣质无
烟煤 ,完善和丰富了北京锅炉厂循环流化床锅炉系列 。
关键词 :低热值无烟煤 ;燃烧 ;循环流化床锅炉
中图分类号 : TK229. 66 文献标识码 :B
Design of CFB Boiler f or Lo w Heating Value Inferior Anthracite
1 1 2GOU Hongtu, HAN Zhenbo, GUO Hongzhi
()1 . Beijing Boiler Company , Beijing 100043 , China ; 2 . Beijing Scientific University , Beijing 100043 , China Abstract :Based on learning from advanced technology transferred from abroad and reforming structure of CFB boiler for combusting low heating value inferior anthractite , improve and enrich a series of CFB boil2 er made by Beijing Boiler Works.
Key words : low heating value ;combustion ;circulating fluidized bed
的特点 ,采用循环倍率约为 10 较理想 ,原因如下 : 0 引 言 a . 燃料发热值较低 ,为防止炉膛低温熄火 ,循
环倍率不易取得太高 ; 1991 年北京锅炉厂引进德国巴布科克公司
b. 由于燃料灰份多 ,高循环倍率会引起炉膛 的“Circofluid”型循环流化床锅炉技术 , 它既保留
了鼓泡床的基本特征 ,又克服了高倍率循环流化 上部受热面磨损 ;
床耗能高 ,磨损严重的缺点 。它采用中温分离 ,并 c . 循环倍率受分离器性能的制约 。对于高循
环倍率分离效率需达 99 %以上 ,而对于低循环倍 用分段燃烧的方法抑制 NO的生成 ,一次风由底 x
部送入 ,二 、三次风由悬浮段不同高度送入 。应当 率 ,分离效率在 96 %左右即可以满足物料及热量 指出 ,现有炉型燃烧挥发份大于 15 % ,灰份在 28 平衡的需要 。
%左右 ,燃用热值 16 720 kJ / kg 的烟煤 、贫煤较为
2 炉膛的设计 1 理想。而燃用燃烧灰份多 ,热值低的无烟煤则
炉膛横截面积取决于操作速度 。速度高时 , 炉膛空间明显狭小 ,烟速高 ,磨损大 。针对这种情
炉膛横截面积尺寸小 ; 反之 ,则炉膛横截面积大 。 况 ,我们对锅炉结构进行了调整和改进 。
除满足吸热量外 ,设计时还应该保证炉膛空间能 循环倍率的确定 1 使小于分离器临界直径的小颗粒燃料达到完全燃 循环倍率是设计循环流化床锅炉重要参数之 烧 。循环流化床锅炉与其它燃烧方式不同 ,它并
一 。针对锅炉燃用煤种低热值 、低挥发份 、高灰分 不要求送入的燃料在一次通过炉膛时就完全的燃
收稿日期 :2004 - 07 - 08
作者简介 :勾宏图 (1978 - ) ,男 ,现就读北京科技大学热能工程系 ,研究生 。
?50 ? 锅 炉 制 造 总第 194 期
烧 ,由于送入的煤粉有粗有细 ,其中终端速度小于
气体速度的小颗粒将被吹走 ,凡颗粒大于分离器
临界直径的大颗粒被分离器捕获 ,经回料器又被
送回炉内 ,大颗粒则在炉底长时间燃烧 。为提高
锅炉的燃烧效率 ,减少机械不完全燃烧损失 ,就要
提高细小颗粒的燃烧率 。具体采取了如下措施 :
a . 增大炉膛截面积 ,降低烟气流动速度 ,使炉
膛烟气上升速度保持 4 m/ s 左右 ;
b. 将炉膛拔高 ,延长细煤粒的燃烧时间 ,使其
在炉膛停留时间不少于 5 s ;
c . 炉膛敷设薄的砖衬 ,减少炉膛吸热量 ,形成
局部高温区 ;
d. 组织好炉内二 、三次风的扰动 ,保证燃烧所
需的充足氧量 。
3 床层温度的选择
考虑到使用的是低热值的劣质无烟煤 ,因此
床层温度选定在 910 ?,既能保证稳定燃烧 ,又能
保证较高效率的脱硫 ,同时 ,该温度远低于煤的灰 图 1 低热值劣质无烟煤循环流化床锅炉 熔点 ,不会影响锅炉的安全运行 。为此 ,在原引进
技术的基础上 ,采用了特殊的密相区几何形状 ,增
加了空气预热器受热面的数量 ,提高了送入锅炉 可靠的防磨措施 6 一 、二次风的热风温度 ,加速了燃料的燃烧速度 。 设计时将炉膛上部对流受热面横节距拉大 ,
为的是降低烟气流速 ,并将其控制在 5 . 5 m/ s 以 4 燃烧份额的确定
下 ;同时 ,在每组对流受热面的第一排及弯头处增 密相区燃烧份额与煤种有关 ,挥发份高的煤
(设防磨盖板 ,以减少灰对管子的冲刷和磨损 见图 ,而挥发份低的煤种密相区 种密相区燃烧份额小 ) 1。 燃烧份额大 。考虑到燃烧煤种热值低 ,挥发份小 ,
为了增加燃料在密相区的放热量 ,提高一次风份 7 结束语 额 ,使一次风率达到 60 % ,保证了密相区低热值 针对低热值 、高灰份无烟煤 ,应采用高炉膛 、
煤的燃烧稳定 。低流速 、中循环倍率及可靠的防磨等措施 ,以保证
循环流化床锅炉的稳定可靠运行 。实践证明 ,通 5 采用中温旋风分离器
过以上几项技术的改进 ,不仅找到了燃烧低热值 , 北京锅炉厂的 Circofluid 型循环 流 化 床 锅 炉
高灰份无烟煤的有效途径 ,而且完善和丰富了北 采用中温旋风分离器 ,其工作温度在 450 ?左右 , 京锅炉厂循环流化床锅炉系列 。 这一方面提高了分离器的工作效率 ,使更多的粒
子被分离出来返回炉膛重复燃烧 ; 另一方面其对 参考文献 床温的调节效果显著 ,这对于燃烧低热值燃料的 夏光辉 ,任钢炼 ,郭玉伟. Circofluid 型 CFB 锅炉引进 1 技术的特性及改进 - Circofluid 型循环流化床锅炉技 炉膛温度的稳定具有重要意义 。
术研讨会论文集 C . 2002. 4.
(编 辑 :刘 英)
燃用福建无烟煤并掺烧低热值煤矸的CFB锅炉设计
成果与经验
燃用福建无烟煤并掺烧低热值煤矸的
CFB 锅炉设计
张 瑞 , 樊元华
(济南锅炉集团有限公司 ,山东济南 250023)
摘 要 :介绍了一例针对燃用劣质福建无烟煤并掺烧低热值煤矸石的循环流化床锅炉的特殊
优化设计 ,它克服了劣质煤种循环燃烧所产生的不良影响 。
关键词 :福建无烟煤 ; C FB ; 设计
中图分类号 : T K229 . 6 文献标志码 :B () 文章编号 :100527439 20100220118202
The Design and Study About Circulating Fl uidized Boiler Which Used
FuJian Anthrac ite Mixed Lo w Hea t Val ue Gangue
ZHANG Rui , FAN Yuan2hua i
()J ina n Boiler Gro up Co . L t d , J inan sha ndo ng 250023 , China
福建省的煤资源中无烟煤占了 98. 3 % ,这种无 12 066 kJ / kg ,工业分析结果见表 1 。 烟煤结构致密 、反应性较差 、灰熔点低 、热破碎性严 质量比% 表 1 混合煤的工业分析
重 ,在锅炉中燃烧着火困难无法燃尽 ,不适合作为一 含碳量 含氢量 含氧量 含氮量 含硫量 含灰量 水分 挥发分 般锅炉的燃料 。循环流化床锅炉燃烧效率高 ,污染 ar ar ar ar ar ar ar ar CHONSAWV
物排放低等优点 ,特别是燃料适应性广 ,可以较好地 35 . 77 0 . 31 3 . 64 0 . 13 0 . 21 56 . 6 3 . 34 4 . 19 燃烧福建 无烟 煤 , 已 经成 为当 地 企业 的首 选 锅 炉 。
但是如果直接利用常规循环流化床锅炉燃用福建无 由煤质分析报告可以看出 ,这种燃料的灰分大 、 烟煤并掺烧低热值的煤矸石 ,锅炉的运行还会遇到很 挥发分少以及燃料灰熔点低 ,燃烧不当炉膛很容易 多困难 ,为了保证锅炉的热效率和运行的可靠性 ,就 出现结渣 ,此外燃料不易燃尽 、燃烧不够充分 ,以及 必须根据福建无烟煤的特点采取相应的技术措施 。 炉内磨损等问题都应在设计中加以克服 。为克服劣 张志程等曾经为了燃用福建无烟煤对老式循环流化 质福建无烟煤对循环流化床燃烧的不利影响并达到 [ 1 ] 床锅炉进行了改造,本文将介绍燃用福建煤掺烧 设计要求 ,在设计中采取了一系列的措施 。 煤矸石的循环流化床锅炉一些特殊设计和措施 。 () 1加大床面料层提高物料热惰性 混合煤中
本文设计对象是为福建某煤矸石电厂发电机所 的福建无烟煤着火点高 、挥发分少 、灰熔点低 ,燃烧 配的循环流化床锅炉 ,锅炉型号为 YG2220/ 9 . 8 , 额 过程中易爆裂 、细颗粒含量多 ,混合煤中的矸石入炉 定蒸发量 220 t / h ,额定蒸汽压力 9 . 8 M Pa ,额定蒸 煤量大 、吸热量多 、大渣 、飞灰排量大 、燃烧不充分 , 汽温度 540 ?。锅炉汽水系统采用自然循环 ,炉膛 采用常规设计无法保证锅炉燃烧效率 。延长入炉煤 外集中下降管结构 ,过热蒸汽采用三级加热 ,两级喷 在炉内的燃烧时间可以充分发挥循 环 流化 床的 特 水减温方式 ,使过热蒸汽温度有很大的调节余量 ,以 点 ,方案采用大幅度提高物料热惰性的设计思想 ,在 保证锅炉蒸汽参数 。锅炉通过炉内加石灰石脱硫 ; 设计中将床面料层加大 ,要求即使把一 、二次风比例 设计燃料为 II 类福建劣质无烟煤和煤矸石的混合 提高到 7 比 3 ,炉膛内仍然可以保持额定的流化速
率 ,保证掺烧较多煤矸石的混合煤能够充分燃烧 。 物 ,两者的比例为 45 ?55 。混合煤的地位发热量为
〃118 〃
张 瑞等 :燃用福建无烟煤并掺烧低热值煤矸的 CFB 锅炉设计
() 温度场中燃烬 。2采用高温旋风分离技术 高温旋风分离是
() 建立热灰循环系统的最好分离手段 ,可以大大提高 8采用抽引风机后的乏氧烟气作返料风 为
了防止返料器内的后燃现象出现导致返料灰搭桥返 锅炉的燃烧效率 。设计方案采用汽冷和水冷相结合
料不畅 ,本方案采用抽引风机后的乏氧烟气作返料 的蜗壳式旋风分离器 ,其中的蜗壳膜式结构以蒸汽
风 。同时由于旋风分离器和料腿采用了水冷形式 , 作为冷却介质 ;无烟煤的后燃现象比较严重 ,分离器
可以比绝热的旋风筒温度降低 30,40 ?,更有效地 后的立管及 U 型返料器采用自然循环水冷 ,可以避
杜绝了无烟煤的后燃带来的危害 。 免后燃引起返料温度过高 ,提高锅炉的运行安全性 。
() 该循环床锅炉于 2006 年在福建煤矸石电厂建 3撤消炉内过热水冷屏 掺烧煤矸石后炉膛
成投运后 ,本着循序渐进的原则 , 以 3 种不同的工 灰浓度大 、流化速率高 ,炉内布置过多受热面容易造
况进行循环流化床锅炉混烧试验 , 工况一为 65 %无 成局部磨损 ,因此设计中撤消了炉内过热水冷屏 ,另
烟煤和 35 %煤矸石混烧 , 工况二为 55 %无烟煤和 外在过热器后省煤器前布置一组螺旋肋片管蒸发器
45 %煤矸石混烧 , 工况三为 45 %无烟煤和 55 %煤 作为水冷受热面 ,这样在负荷波动烟气超温时可以
矸石混烧 。其主要试验数据见表 2 。 防止省煤器沸腾度超标起到保护省煤器的作用 。
() 4过热蒸汽系统采用双级喷水减温 为确保 表 2 混烧煤矸石的试验数据
过热器的安全运行 ,方案的过热蒸汽系统采用了双 参数 工况一 工况二 工况三 级喷水减温方式 ,从低温过热器来的过热蒸汽首先 ( ) wa r M/ % 9 . 09 8 . 50 8 . 43 进入炉前的两个立置式喷水减温器 ,经过减温器调 ( ) wa r A/ % 42 . 70 46 . 89 48 . 33 整汽温后再送入屏式过热器 。从屏式过热器出来的 ( ) wa r V/ % 5 . 73 6 . 30 6 . 02 过热蒸汽进入高温过热器的左右段 ,过热后再分别 - 1 )( Q net ,ar / MJ 〃kg 14 . 339 13 . 277 12 . 780 - 1 进入两个水平布置的喷水减温器调整温度 ,然后进 ) ( 蒸发量/ t 〃h 218 220 219 入高温过热器的中间管系 ,合格的过热蒸汽由集汽 蒸汽压力/ MP a 蒸9 . 34 9 . 45 9 . 1 汽温度/ ? 料层 集箱输出 。另外减温器的布置 ,考虑到了检修方便 。 531 530 532 差压/ kP a 床温() 5炉膛壁防磨措施 设计中考虑到燃用福建 7 . 43 7 . 51 7 . 6 / ? 无烟煤及掺烧煤矸石时 ,炉膛灰浓度增大 ,内循环灰 909 907 903 省煤器前烟气中氧量/ % 量大 ,贴壁回流灰会对水冷壁和流化室耐火材料结 排烟温度/ ? 2 . 6 2 . 4 2 . 8 合部加剧造成磨损 ,因此设计中采用了三种防磨措 142 145 147 施 。首先对水冷壁管子采用了让弯技术 ,在四面水
冷壁与耐火材料结合处让管子向外让开一定距离 , 从试验结果来看 , 采用不同的混煤比例 , 该循 使管子避开磨损区域 。其次在让弯区下的耐火材料 环流化床 都 能保 持良 好 的 燃 烧 状 态 , 没 有 出 现 结 部位沿炉膛四周浇注一道防磨圈梁 。再次对磨损部 焦 、塌床等现象 , 能达到安全 、经济运行的目的 。 位仍采取超音速喷涂耐磨合金材料 。采用这三项防 本方案设计的锅炉为充分利用低热值燃料劣质 磨措施可以确保了水冷壁长期安全运行 。另外 ,由 福建无烟煤开辟了广阔的前景 ,锅炉除燃烧煤矸石 、 管子组成骨架支撑结构浇注高强度耐磨材料 ,保证 劣质煤 、混煤以外 ,还可以用来掺烧其他低热植工业 了炉墙安全耐用性 ,防止了炉墙损坏 、倒塌等运行中 () 废弃物 、生活垃圾 、生物燃料 农作物秸杆等以及低 的故障问题 ,提高了锅炉的运行周期 。 热值的气体燃料 ,具有优异的节能减排效果和经济
() 6尾部水平烟道高温区采用水冷和汽冷包覆 效益 。循环流化床锅炉采取高温燃烧技术 ,排出的 结构 这种结构可以充分吸收烟道烟气的余热提高 大渣和飞灰含碳量低活性好 ,是良好的制造水泥的 锅炉的热效率 ,同时可以避免高温烟气烧坏炉内砌 添加材料 ,也可用作建筑 、水泥制品及筑路材料 ,通 筑部件 ,延长锅炉寿命 ,而且炉墙的砌筑简单经济 。 过这些综合利用 ,可为企业创造可观的经济效益 。 () 7增加炉膛高度 方案设计的锅炉 ,炉膛比 常规
参考文献 : 锅炉高 3 m ,降低炉膛空截面设计流速 ,使小于
( μ) 旋风分离器最低切向旋转粒径 50 m的碳粒子在 [ 1 ] 涨志程 ,黄玉龙 ,刘国波 . 燃用福建无烟煤的老式循环 炉膛内的停留时间超过 6 . 5 s ,可以在 930 ?的均匀 流化床锅炉的改造 [J ] . 能源技术 ,2006 ,27 :175 - 176 .
〃119 〃
介绍一种计算特高灰分无烟煤发热量的简易公式
介绍一种计算特高灰分无烟煤发热量的简
易公式 介绍一种计算特高灰分
无烟煤发热量帕简易公式
邹俊甫湖北黄石南方水泥厂435006 中图分类号:TQ53文献标识码:B文章编号:1007—6344(2003)01—0012一O2
自从国家对不具备安全生产条件的小煤矿实行 关闭政策以来,在全国范围内已累计封闭数以万计 的小煤矿,今后这一工作仍将开展下去.据悉,2002 年国家将再关闭2万余个小煤矿,以确保井下生产 人员的健康和安全.
随着上述政策的实施,煤炭供应似乎较前偏紧, 导致价格不断上扬,特别是一些长期依靠地产小煤 窑为能源主供点的地区更是如此.以湖北黄石地区 为例,2000年初地产无烟煤煤价为160元/t,到 2001年底则升至250元/t,净涨9O元/t,而且煤质 放热速率较低,尽管两种煤放热量相同(设定Q Q:,即阴影区域面积Sl=),但在使用第二种煤 时窑上反应底火厚度增大,易被拉深,若保持正常 用风正常卸料时,振槽内时有大量红料出现,经振 槽喷水后,会发现熟料烧失量有增大现象,强度下 0
图1煤粉燃烧放热的基本图型
燃煤燃烧速率主要与其焦炭致密度有关,焦炭 越致密,其空隙越少,氧气难以进入,燃烧速率慢;焦 炭越疏松.其空隙越多,氧气容易进入,燃烧速率 快.在此情况下可以考虑将煤粉细度适当降低.
4结束语
上述燃煤的几个特性,在实际生产中是会不时 .广,,r一,.
ISICHUANcEMENT2003.14o.1 降,由此可见熟料煅烧时间不够.熟料煅烧时间不 够的原因就在于物料在窑内停留时间一定的情况 下,由于煤粉燃烧放热时间偏长,造成还未燃烧完 全,熟料已到达振槽,经淋水后人为阻止其进一步 的反应,导致反应不完全.
U2
O
图2某一煤种的放热特性
遇到的,给熟料产,质量带来较大影响,有时误导 生产操作,因此在实际生产中要多加分析,一旦发 现有上述特性燃煤时,要严格控制其分开堆放,并 利用正常煤进行合理搭配使用,以便尽可能地降低 其对生产的影响.
(收稿日期:2002—07—26)
大幅度降低.不仅新采煤中大块煤矸石不予剔除, 而且还将矿上历年来积存的煤矸石破碎后再掺入, 致使煤的灰分含量明显上升,发热量锐减.为此,几 乎所有生产用煤的发热量都得采用计算特高灰分煤 发热量的公式进行.
关于计算特高灰分无烟煤发热量的公式,不论 是原建材部1980年推荐公式还是煤炭部煤炭化学 研究所的公式,都是采用三元以上回归方程式.首 先求出空气干燥基(分析基)低位发热量,然后再计 算出收到基(应用基)低位发热量,计算过程仍感繁
杂.为此,我们通过对上百个无烟煤样的工业分析
和发热量计算结果进行回归分析,求出计算特高灰
分无烟煤的发热量简易公式(二元回归方程推导过
程略),不仅简化计算过程,而且与以往公式对比,结
果绝对误差基本保持在100kcal/kg(418.16kJ/kg) 之内,可以满足水泥生产中配热要求,现介绍如下,
供同行参考.
1简易公式
(1)以kcal/kg或cal/g表示
Q=7944—27.366耽一91.728Ad(1)
(2)以l(J/kg或J/g表示
Q.=33218.6一ll4.44M一383.57Am(2)
式中:Q——煤的收到基(应用基)低位发热量;
眠——煤的收到基(应用基)水分,%;
Aa——煤的空气干燥基(分析基)灰分,%.
2计算结果对比(见表1)
S=67.26(kcal/kg)
从以上对比结果来看,该公式计算结果较为可
靠,具有一定的使用价值.
表1特高灰分无烟煤收到基发热量不同公式计算结果
序Q一/(kcal/kg)Q./(kJ/kg)
M肘.dF
号"七五"式简易式?"七五"式简易式?
17.502.108.7055.8033.402534.592620.3385.7410598.6410957.09385.45
29.0o1.2010.1046.1042.603406.643469.0462.4014245.2014506.06260.86
34.501.508.5045.3744.633569.863569.15—0.7114927.7314924.75—2.98 44.801.378.1252.2738.243O48.223018.O2—30.2012746.4412620.39—126.36 55.502.209.7651.9336.112929.583030.05100.4612250.338433.83420.06
68.502.599.6362.0825.702035.452016.91—18.548511.4410952.63—77.61 76.501.729.1256.1133.052615.302619.263.9610936.149461.1716.48
87.502.607.5059.7030.102324.152262.59—61.569718.6710577.94—257.50
914.502.409.9054.7033.102553.342529.6816.3410509.7810577.9468.16 106.0o1.868.3052.4037.442949.762973.2623.5012334.7212433.8998.17 115.502.009.3049.2039.503171.323280.45109.1313261.5913717.54456.35 1210,002,609.2054,O034.202618.502717.03985310949.5211361.42411.90 136.502.508.6051.4037.502967.383041.4074.0412408.4012759.54351.14 146.0o2.608.8055.8032.802627.352661.3934.0410986.53l1128.75142.22 157.0o1.706.4051.4040.503075.343037.62—37.7212859.8412702.02—157.82
166.501.708.9056.0o33.402633.882629.35—4.53l10l3.8310994.82一l9.01
178.0o3.008.5054.8033.702629.292698.3869.0910994.6411283.44288.80 187.0o1.988.4042.7746.853748.543829.2381.0915674.8916012.23337.73 196.0o2.178.9651.4337.442983.683062.2078.5212476.5612804.95328.39 208.071.415.4643.3949.743664.783725.8461.0615324.6415651.97327.33 2110.0o1.577.5258.4232.492394.4023l1.59—82.8110o12.429666.04—346.38
227.0o1.676.2645.8046.273631.893551.30—80.5915187.1114850.01—337.10
237.501.476.4444.0448.053626.883699.1772.2915166.1615467.88307.12 2411.0o2.506.7158.0132.782379.852321.83—58.029951.589708.86—242.72
254.502.355.7743.5548.333198.303826.20—92.1016384.7615999.15—385.61
(收稿日期:2002—07—29)
20o3年第1期四川水泥
烟煤和无烟煤的概念
烟煤
煤的一类。燃烧时火焰较长而有烟的煤,煤化程度较大的煤。外观呈灰黑色至黑色,粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状,沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有,具明显的条带状、凸镜状构造。
该种煤含碳量为75%~90%,不含游离的腐殖酸。大多数具有粘结性;发热量较高。燃烧时火焰长而多烟。多数能结焦。密度约1.2-1.5。挥发物约10%-40%。相对密度1.25~1.35,热值约27170-37200千焦/千克(6500-8900千卡/公斤)。挥发分含量中等的称做中烟煤(metabituminouscoal);较低的称做次烟煤(sub-bituminouscoal)。
根据挥发分含量、胶质层厚度或工艺性质,可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等。用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料,也可直接用作燃料。
烟煤除可用于作燃料、燃料电池、催化剂或载体、土壤改良剂、过滤剂、建筑材料、吸附剂处理废水等。
无烟煤
俗称白煤或红煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。黑色坚硬,有金属光泽。以脂摩擦不致染污,断口成介壳状,燃烧时火焰短而少烟。不结焦。一般含碳量在90%以上,挥发物在10%以下。无胶质层厚度。热值约8000-8500千卡/公斤。有时把挥发物含量特大的称做半无烟煤;特小的称做高无烟煤。
无烟煤为煤化程度最深的煤,含碳量最多,灰分不多,水分较少,发热量很高,可达25000~32500kJ/kg,挥发分释出温度较高,其焦炭没有黏着性,着火和燃尽均比较困难,燃烧时无烟,火焰呈青蓝色。煤样在规定条件下隔绝空气加热,煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)和气态产物,这些产物称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分。以干燥无灰基为分析基,挥发分低于10%的煤称为无烟煤。挥发分大于6.5%小于10%的无烟煤称为无烟煤三号。01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。
中国无烟煤预测储量为4740亿吨,占全国煤炭总资源量的10%,年产2亿吨。山西省占32%,河南省占18%,贵州省占11%。中国有六大无烟煤基地:北京京煤集团,晋城煤业集团,焦作煤业集团,河南永城矿区,神华宁煤集团,阳泉煤业集团。
无烟煤块煤主要应用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造锻造等行业;无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹(高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤)。