摘要：国家和社会经济的不断发展与进步，极大地促进了循环流化床锅炉燃烧技术的飞跃，而煤泥掺烧技术的运用将在很大程度上提高火电厂的经济性。研究其相关课题对于提升循环流化床锅炉的整体应用效果具有极为关键的指导意义。本文首先概述了煤泥掺烧技术的相关内容，分析了煤泥掺烧方式以及煤泥掺烧效果，并就要实现提高煤泥掺烧率需要解决的主要问题展开了研究，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：循环流化床锅炉；煤泥；掺烧率；提高
1.概述
锅炉是高能耗的设备，大型燃煤锅炉对煤种适应性差，以烧煤粉为主，但如何掺烧湿煤泥，又能保持锅炉参数稳定，一直有待研发，循环流化床锅炉几乎可以燃烧各种燃料，包括煤泥、煤矸厂以及工业和生活废弃物。选煤厂处理后的煤泥一般含水量在25－35%之间，随着选煤工艺的改进，尾选后的煤泥发热量很低，易流运，做为选煤厂的废弃物，找地点堆放需要花费大量的人力和物力，而且容易对周边环境造成污染，直接投入循环流化床锅炉燃烧，因其含水量大，热值偏低，极易成锅炉运行不稳定，参数发生波动，司炉的燃烧调整工作困难，甚至可能导致锅炉发生低温熄火停炉，一套完整的煤泥和原煤输送系统将保证循环流化床锅炉的稳定运行，以烧煤泥和煤矸石为主，用原煤进行调节的运行方式获得越来越的高度关注。
原生洗煤泥流动性小粘结性大，是选煤厂的副产品，由煤炭、矸石与粘土混合组成，有的单位将煤泥烘干，制作成煤球后与原煤混烧，这种方式在对煤泥进行烘干的过程中就是对能源的浪费，同时，如果烘干效果不好时，煤泥与原煤混合后进入煤斗，极易造成煤斗堵塞，不下煤。部分煤粉炉电厂使用煤泥挤压喷射燃烧，但是这种方式要求煤泥内不能有大的颗粒，一旦有大颗粒的煤泥进入，会造成喷枪不能雾化或堵塞，长时间的运行也容易造成喷枪的磨损，设备检修困难，费用昂贵。部分循环流化床电站使用煤泥泵和输送管道将煤泥输送至炉顶或者炉前仓投入锅炉燃烧。这种方式是将含水量在30%左右的煤泥通过煤泥管道，管路换向阀，炉顶分流器等设备将煤泥输送至炉顶或中部投入锅炉炉膛进入燃烧，存在的主要问题是要求煤泥在制备过程中混合均匀，不能含有大块和杂物，同时要控制水分，否则会经常出现堵仓或堵管以及运行不稳定情况，设备维护费用也随之增加。
2.循环流化床锅炉煤泥掺烧方式
2.1煤泥掺烧原煤或煤矸石入炉燃烧
这种掺烧方式流程相对简单，在配煤过程中就将煤泥掺加至原煤内，而后给煤经两级破碎机破碎合格后由输煤皮带输送到炉前储煤仓，再由若干台称重式给煤机送入炉膛燃烧，我厂在2010年至2011年曾一度采用过这样的掺烧方式。
该掺烧方式存在很多问题，由于原煤或煤矸石掺入煤泥后粒度变细，含水量增加，黏度增大，使得煤颗粒之间、煤与煤仓壁之间的摩擦力增大，且上部煤由于自身重力的原因，使含水分较多的煤挤压成团，造成煤仓棚煤、滞煤，给煤机断煤，落煤管堵煤等后果。这不仅使得煤泥掺烧比例有限，而且严重影响了锅炉安全运行。某电厂针对此情况，曾采取在原煤斗四周和下部加装空气炮、振打器等补救措施，效果不是很理想。这样做，虽然在一定程度上缓解了堵煤、断煤的情况，均未能从根本上解决问题。
基于此，郭家湾电厂在采取该掺烧方式的时段内，掺烧煤泥的连续性很差，且掺入煤泥后输煤和破碎系统以及炉前给煤机频繁故障，严重影响了机组的安全稳定运行，而提高煤泥的掺烧率也无从谈起。
2.2煤泥从炉顶多点给料燃烧
以郭家湾电厂为例，制备好的煤泥通过输送装置，经炉膛顶部两侧的4个煤泥加入口送入炉内。该厂的煤泥输送装置设备采用2炉3仓6泵6管，其中3、4号管道可以分别切换至1号或者2号锅炉，主要工艺流程为：装载机→煤泥池→接料仓→工浆制备机→振动筛→煤泥储料仓→煤泥泵→炉顶。
这种给料方式采用结团燃烧的原理，煤泥经输送系统送入锅炉的顶部，从炉膛顶部呈团状下落，在送入炉膛后，煤泥团表面水分先蒸发，外表形成硬壳。在进一步下落的过程中，煤泥团内部水分汽化，产生热爆，进而形成更小的煤泥团，依次循环。
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3.循环流化床锅炉煤泥掺烧效果分析
采用原煤或煤矸石掺烧煤泥的燃烧方案，其输送流程是：来煤通过输送带→炉前煤仓→给煤机，直接将其送至给煤口入炉，燃料很快在炉膛内被加热、燃烧。由于燃料从炉膛下部给入，燃料在炉膛内的一次停留时间足够长，燃料燃尽率高，飞灰含碳量小，但在煤泥被运送至厂后，脱除水分工作很难，由于场地和自然环境以及汽温等因素均难以掌控，则自然脱除工作需要的工时很难列入计划，而采取人工影响对该项工作的意义微乎其微，另加装烘干设备又很难保证该项工作的经济性，同时由于我厂锅炉设备布置情况，采取这种掺烧方式很难从根本上解决煤泥掺烧率偏低这一状况。
而煤泥从炉顶多点给料掺烧方式的优点是掺烧工作的连续性得到了保证，煤泥运送至厂后直接进入煤泥浆环节，省去方式一种的脱水环节。同时选用了单独的煤泥输送装置，对输煤和给煤以及破碎系统不会产生任何影响。郭家湾电厂自采用该掺烧方式以来，煤泥的掺烧工作进展顺利，煤泥的掺烧率较前期得到很大的提高。业内人士熟知，对循环流化床锅炉而言，悬浮段差压是衡量锅炉外循环好坏，传热是否理想的重要参数，我厂在煤泥掺烧工作展开前，锅炉悬浮段差压偏低（300MW时悬浮段差压在1000-1200Pa）,床温偏高（930-950℃），这一情况的存在直接导致了锅炉接带负荷困难，也导致了环保投料量大，灰库存在炸灰现象。自掺烧工作开展后，我厂锅炉悬浮段差压达到了较理想水平（300MW时悬浮段差压在1800-2200Pa），床温达到同行业先进水平（900℃左右），锅炉在此工况下环保用料微量间隔投入，灰库炸灰现象得到了有效控制。
目前，我厂锅炉煤泥掺烧量200MW至300MW负荷段可以达到60-70T/时，自煤泥掺烧率得到保证后，我厂的经济效益得到了提升。缺点是该掺烧方式会导致炉膛出口烟温较高，飞灰含碳量高，且对炉内燃烧会产生一定的扰动。而这些缺点在通过我厂的优化煤泥掺烧燃烧调整工作后都得到了很好的控制。
4要提高煤泥掺烧率需要解决的主要问题
（1）煤泥制浆过程中的水份控制。水份偏高对炉膛的燃烧稳定将造成很大的扰动，且在煤泥进入炉膛被烘干过程中需要吸收较多热量，降低了锅炉的热效率，煤泥水份偏低会造成输送困难及输送管道及设备堵塞和故障，目前我厂控制煤泥浆水分不超30%。
（2）炉膛温度场控制。煤泥自外部送入炉膛属于冷源输入，会降低炉膛的温度，炉膛的温度决定了燃烧强度，影响燃烧效率。
（3）保证锅炉的烟风、除尘系统、汽水系统在设计的范围内运行。由于煤泥水分较高、灰分含量较大，所以掺烧煤泥会导致烟气量增加，使得各系统承受能力发生较大变化。当灰分上升到45%左右将严重影响锅炉出力及经济运行，热电厂电负荷、锅炉负荷降低，送吸风机耗电量明显增大；锅炉内部的受热面磨损状况明显加剧；除尘系统负荷增加，除尘器系统压力增大，电除尘运行电压值偏高，捕捉飞灰的能力下降；布袋除尘器要对滤袋进行预涂灰，防止煤泥附着在滤袋上造成滤袋堵塞，影响除尘器的工作出力；干灰输送系统因灰量增大输灰能力凸显不足，需要保证输送气源压力。
（4）要解决燃料变化给锅炉运行带来的不利影响，使系统适应燃料变化，必须进一步优化锅炉燃烧，提高锅炉出力，解决锅炉除尘、输灰系统压力，保证系统安全经济运行。燃料的变化严重影响着电厂安全经济运行。确保煤泥掺烧安全措施、技术措施、管理措施落实到位；广大运行员工加强锅炉燃烧调整，对出现燃烧不稳，排烟温度升高等现象要及时分析现象和找出原因，通过燃烧调整工作将锅炉调整至安全经济的运行方式。
5结束语
通过对如何提高循环流化床锅炉的煤泥掺烧率的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的实施方案。
参考文献：
[1]边福增，朱万胜.煤粉锅炉掺烧煤泥出现的问题及改造措施.冶金动力，2003（03）.
[2]段世方.电站锅炉掺烧煤泥可行性研究.热能动力工程，2016（21）：88-89.
论文作者:白小伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/19
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 流化床论文; 方式论文; 原煤论文; 炉顶论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第16期论文;