张永建
陕西新元洁能有限公司 陕西省榆林市 719400
【摘要】循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高等特点，可以实现矸石煤、湿煤泥、矸石等大比例掺烧。一方面通过劣质煤、固废的掺烧，减少环境污染，另一方面降低发电燃料成本，提高了电厂的经济效益。文章以陕煤集团新元洁能电厂2×300MW循环流化床锅炉为例，就大比例掺烧湿煤泥对锅炉的影响进行了探讨。
【关键词】循环流化床；湿泥煤掺烧；发电厂
湿煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物，是煤炭生产过程中的一种副产品，因其高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，在相当一段时间内也同样被火电厂拒之门外，湿煤泥的积压不仅占用了大量的土地资源，还对环境造成了很大的污染。随着火力发电企业燃煤价格的提高，发电成本上升，企业盈利空间减少。作为新型节能环保技术的循环流化床锅炉由于燃料适应性广、燃烧效率高的特点则成功地将湿煤泥纳入了电厂的燃料采购之列，不仅减少了环境污染，还降低了发电燃料成本，提高了电厂的经济效益。现以陕煤集团新元洁能电厂2×300MW循环流化床锅炉掺烧湿煤泥对锅炉的影响为例。
1 设备简介
新元洁能电厂锅炉型号DG1058/17.4-Ⅱ1，由东方锅炉（集团）股份有限公司生产，型式为单炉膛、单汽包、自然循环、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、紧身封闭置、全钢炉架悬吊方式、汽冷式旋风分离器、循环流化床锅炉。本锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式。其布置特点为：采用全膜式壁单炉膛，炉内布置受热面、汽冷式旋风分离器，无外置床，结构简单，运行可靠。锅炉整体支吊在锅炉钢架上，主要由一个膜式水冷壁炉膛，三台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井烟道三部分组成。锅炉顶部布置有四个湿煤泥进口，在炉顶沿宽度方向均匀布置。设计湿煤泥参数如下表1：
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湿煤泥管道输送系统是由北京光大清洁股份有限公司生产设计，设计单炉小时输送湿煤泥100吨/小时，本系统由八套泵送系统组成，当两台锅炉任意一台停炉检修时，通过泵送系统配合，可以实现另外一台锅炉正常使用湿煤泥运行，做到湿煤泥的不间断输送。标准配置为：湿煤泥棚+上料刮板机+上料皮带+分配刮板机+膏浆制备机+湿煤泥储料仓+正压给料机+膏体泵+膏体输送管+锅炉接口器+炉膛内燃烧。
2 湿煤泥掺烧影响
2.1 对床温的影响
湿煤泥是由炉顶进入，在稀相区附近先吸热，在下落过程中炸裂燃烧，湿煤泥的投入，减少了给煤量，减少了密相区的热量输入，降低了床温。低负荷情况下，床温更低，较低的床温不利于进入炉膛的煤泥迅速爆裂燃烧，使结团的煤泥数量增加，同时也影响了煤的燃尽，从而导致了锅炉底渣含碳量增加，降低了锅炉的效率。如表2：
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2.2 对厂电率的影响
由于湿煤泥是高水分的燃料，入炉后迅速的蒸发，引起了总烟气量的增加，增加引风机的电耗，使厂用电率升高。如表3：
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2.3 对锅炉床压的影响
电厂掺烧湿煤泥的发热量较低，平均发热量在1600～2000Kcal/kg之间，湿煤泥的灰分较多，达到54%以上，在投入较多的煤泥量后，锅炉床压上升较快，冷渣器转速增加，排渣温度升高，除渣系统事故率增大，影响了锅炉的安全稳定。
2.4 对排烟温度的影响
由于湿煤泥中灰分较多，这就使烟气中灰量增加，携带热量进入尾部烟道增加，同时受热面落灰附灰的几率增加，排烟温度升高，排烟热损失增大，排烟温度的升高还与煤泥中水分蒸发后携带一部分的热量进入尾部烟道有关，吹灰的次数增多，受热面管子护瓦变形、翻瓦现象增多，磨损增加。如表4：
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2.5 对锅炉效率的影响
湿煤泥投入增加，使排烟温度升高，排烟热损失增加，底渣含碳量也有不同程度的升高，固体不完全燃烧损失增加，湿煤泥的大量投入，使锅炉效率降低，具体数值应通过试验确定。因此应综合各方面因素，根据不同负荷控制湿煤泥的最佳掺烧比例，使机组处于最安全经济的状态运行。
2.6 对锅炉排渣的影响
湿煤泥中的杂物（如较大的石块）进入炉膛内，会堵塞落渣口，导致排渣困难，威胁锅炉连续稳定运行。需采取人工疏通的方式，确保正常落渣。停炉后需检查床料，清理床料中较大的杂物。
2.7 对锅炉受热面的影响
烟气中携带灰量大，一方面增加迎风面管道的磨损，另一方面为了保证受热面的清洁，保证传热效果，需要增加尾部受热面吹灰频次，消耗蒸汽，增加管道磨损的几率。
3 结论
（1）湿煤泥的投入，减少了密相区的热量输入，降低了锅炉的床温，但也同时使底渣含碳量增加，增加了不完全燃烧损失。
（2）湿煤泥中的高水分蒸发，使烟气量大大增加，增加了引风机电耗，提高了厂用电率。
（3）湿煤泥的低发热量、高灰分也使锅炉渣量增加、床压上升较快，排渣温度升高，除渣系统出力有可能过载，影响了锅炉的安全稳定运行。
（4）湿煤泥的投入，使锅炉尾部烟道受热面的积灰较快，导致了排烟温度升高，排烟热损失增大。
（5）湿煤泥的掺烧，在考虑燃料成本的同时，也要充分考虑排烟损失的增加以及厂用电的增大，不同负荷控制湿煤泥最佳掺烧量，同时保证湿煤泥品质，使机组处于最经济的状态下运行，才能使掺烧湿煤泥经济效益最大化。
参考文献：
[1]新元洁能电厂锅炉设计说明书
[2]鲍习顶，陈豪，王来皖，大型循环流化床锅炉掺烧煤泥分析，全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网年会
[3]胡光涛，循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥技术研究，《科技与创新》
作者简介：
张永建，助理工程师，锅炉检修专业，陕西新元洁能有限公司，陕西省榆林市府谷县海则庙乡郭家峁村，719400