300MW+CFB锅炉煤种适应性工业验证及研究.pdfVIP

中国循环流化床发电生产运营管理(2013) 研究与综述 300MW CFB锅炉煤种适应性的 工业验证研究 丁瑞锋1苏建民2 (1清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084； 2神华(福建)能源有限责任公司福州350000) 【摘 要】福建龙岩、晋江等地的一些循环流化床(cFB)锅炉机组是按燃烧福建当地无烟煤设计的，通过改 烧神华烟煤进行了300姗CFB锅炉机组的煤种适应性工业验证。研究发现，与燃烧福建无烟煤相比，燃烧神华烟煤 不会导致床温和排烟温度出现过大波动。两个煤种具有类似的成灰特性，但神华烟煤挥发分高反应活性高，因此可 以有效降低飞灰含碳量，同时可以进一步降低厂用电，提高锅炉效率。在污染物排放性能上，由于灰分低，燃烧神 华烟煤产生的粉尘排放量大幅降低，但挥发分高导致Nox的排放浓度增加。综合来看，当地的CFB锅炉改烧神华烟 煤会有较好的经济效益。煤种适应性的工业验证为同类机组在拓宽煤炭市场，提升经济性提供宝贵的建议和指导。 【关键词】cFB无烟煤烟煤煤种适应性 。+ 1 前言 近年来，能源行业对煤炭的需求量不断增加，在这一过程中，电力行业面临着煤炭供需紧张和 价格上涨的双重压力。部分企业甚至会由于发电成本过高，经济效益下降，出现机组无法正常运行 甚至严重亏损的状况。这种煤炭供需的压力以及日趋严峻的环保要求，使得企业不得不考虑购煤来 源的多样性n·2|。煤种的多样性和来源的多变性对cFB锅炉煤种适应性提出了越发严格的要求。 福建龙岩、晋江地区的8台cFB锅炉的设计煤种是来自当地的无烟煤。随着煤炭市场的变化， 当地无烟煤的价格上涨，甚至高于省外烟煤的价格。因此从经济成本控制和抵御煤炭市场波动可能 带来的风险的角度出发，神华(福建)能源有限责任公司在一台300MwCFB锅炉上进行了省外煤炭的 试烧研究。公司采购一定量的神华烟煤进行试烧，并从运行经济性和安全性等方面，对神华烟煤和 当地无烟煤进行了对比评估，为电厂扭亏为盈提供决策依据。 在本研究中，通过对煤的工业分析和元素分析可以对比得到两种煤的煤质特点。通过在300潲 机组上运行测试，发现改烧神华烟煤后，床温和排烟温度不会发生较大的变化，这满足了机组的燃 烧特性要求。通过对灰分组成的分析，得到神华烟煤和当地的无烟煤具有类似的成灰特性，但是燃 烧神华烟煤可以导致较低的飞灰含碳量，提高燃烧效率。通过变负荷的测试，我们发现改烧烟煤还 可以降低厂用电，提高锅炉效率，降低粉尘的排放量，提升经济效益。但是改烧烟煤也会导致N0x 的排放增加等问题。 中国循环流化床发电生产运营管理(2013) 研究与综述 2机组概述 热温度540℃、主蒸汽压力17．4肝a，燃用当地无烟煤。锅炉采用自然循环，一次中间再热，平衡通 风。锅炉采用单炉膛、单布风板结构，炉膛、分离器和尾部烟道顺列布置，炉内布置屏式过热器、 再热器及水冷蒸发屏，烟气调节挡板控制再热汽温，整体布置和热力系统简单，易于操作控制旧1。 该机组由于采用无换热床的简约型布置，同比非简约型布置的机组厂用电率从8．2％左右下降到 6，1％。设计中还考虑了采用基于流态重构的节能型循环流化床锅炉技术，对关键部件系统进行了优 化设计H1。机组投运后，机组厂供电率从6．1％下降到4．3％。 3研究结果 3．1 煤质分析 设计煤种是福建无烟煤，改燃的试验煤种是神华烟煤，两种煤种的元素及工业分析见表l。对比可 知，两种煤的收到基碳c。和收到基低位发热量Qn。。基本一致。与福建无烟煤相比，神华烟煤具有 低硫、低灰分、高挥发分的特点。神华煤灰熔点较高，同时含有更多的水分。 表1 神华烟煤和福建无烟煤的元素及工业分析 3．2煤的粒径分布 循环流化床入炉煤的粒径直接影响系统的物料平衡及粒度分布，进而影响到炉膛内的燃烧份额 分布及温度分布，最终影响锅炉的燃烧效率。同时锅炉的运行寿命和点火所需能量也有之密切相关 畸3。所以在燃用不同燃料时，必须合理选择其入炉煤的粒径的分布。图1分别给出了神华烟煤和福 建无烟煤的入炉粒径分布，可以看出，神华烟煤200um以下的颗