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煤粉爐煤泥摻燒存在的問題及其隱患

2013-11-19 03:26凌海明

凌海明

【摘 要】在火力發(fā)電廠鍋爐煤粉鍋爐摻燒煤泥還存在居多問題需要解決,這些問題嚴(yán)重影響鍋爐的穩(wěn)定燃燒和使用壽命,并且在運(yùn)行期間制粉系統(tǒng)等方面也存在大量隱患,容易造成堵塞、結(jié)焦以及積灰嚴(yán)重等現(xiàn)象,所以粉煤鍋爐摻燒煤泥應(yīng)考慮多方面因素,避免摻燒后造成嚴(yán)重后果。

【關(guān)鍵詞】煤粉爐;煤泥;摻燒

1.煤泥簡(jiǎn)介

1.1煤泥大致由如下幾種類型產(chǎn)生:

(1)選煤廠的浮選尾煤:這類煤泥一般是一種廢棄物,其性質(zhì)與洗選矸石或中煤類似。因煤質(zhì)不同,浮選煤泥的品質(zhì)有較大差別,根據(jù)煤泥回收工藝的不同,煤泥的物理性質(zhì)差別較大。

(2)煤泥沉淀池或尾礦場(chǎng),根據(jù)固體顆粒在水中自然沉淀的原理,實(shí)現(xiàn)固液分離而產(chǎn)出的煤泥。

(3)礦井排水夾帶的煤泥、矸石山澆水沖刷下來的煤泥

1.2煤泥的特性

1.2.1持水性強(qiáng)

由于煤泥顆粒小,所以表面積增大,水分?jǐn)y帶能力強(qiáng),經(jīng)過檢測(cè)小于200目的微粒約占70%~90%,與原煤相比粒度相差極大。這樣使得煤泥具有較高持水性,帶水后類似糯米團(tuán),又細(xì)又軟,晾曬幾個(gè)月,表面似已干燥,但其內(nèi)部含水率仍然很高。

1.2.2灰分含量高,發(fā)熱量偏低

按灰分及熱值的高低可以把煤泥分成三類:低灰煤泥灰分為20%~32%,熱值為12.5~20MJ/kg;中灰煤泥灰分為30%~55%,熱值為8.4~12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,熱值為3.5~6.3MJ/kg。

1.2.3黏性較大

由于煤泥中一般含有大量的黏土類礦物,并且含水量較高,顆粒微小,所以多數(shù)煤泥黏性較大,并且還具有一定的流動(dòng)性。由于這些特性,導(dǎo)致了煤泥的堆放、貯存和運(yùn)輸都比較困難。尤其在堆存時(shí),其形態(tài)極不穩(wěn)定,遇水后易流失,風(fēng)干后易飛揚(yáng)。結(jié)果不但浪費(fèi)了寶貴的煤炭資源,而且易造成環(huán)境污染。

1.2.4鈣、鎂等礦物質(zhì)離子含量高

由于煤中礦物質(zhì)在水中發(fā)生溶解,因此選煤廠煤泥中除含有大量的懸浮物外,還含有大量的溶解態(tài)的物質(zhì),其中鈣、鎂等離子含量較高,容易導(dǎo)致過熱管束外壁結(jié)焦。

2.煤泥對(duì)制粉系統(tǒng)方面的影響

(1)從煤場(chǎng)運(yùn)輸?shù)藉仩t的原煤斗,由于煤泥是由煤炭、矸石與粘土混合組成,一般濃度(含固量)為72~77%,顆粒直徑小于0.5mm,煤泥是一種高濃度、高粘度的粘稠物料,其表觀粘度變化較大,均勻混合后屬于典型的非牛頓流體,流動(dòng)性小粘結(jié)性大煤泥固有的特性,極易帶來輸送系統(tǒng)的堵塞及原煤斗內(nèi)煤泥掛壁的現(xiàn)象以及環(huán)境污染事故。

(2)夏季由于雨量大導(dǎo)致原煤較濕,球磨機(jī)入口很容易積煤,摻入煤泥后,回粉管的煤粉與煤泥混合后落入球磨機(jī)入口將更容易造成入口積煤,導(dǎo)致制粉系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,出力大幅度降低,制粉系統(tǒng)耗電率明顯升高、鋼球需求量也逐漸增大。

(3)由于煤泥中含水量較多,導(dǎo)致制出的煤粉潮氣較大,儲(chǔ)存在粉倉(cāng)中極易結(jié)塊,一旦結(jié)塊落入給粉機(jī)中容易導(dǎo)致給粉機(jī)供粉不暢,造成給粉機(jī)來粉不好或跳閘,導(dǎo)致鍋爐負(fù)荷下降,主汽溫度變化,爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)定。

(4)由于煤泥顆粒小,表面積增大,水分?jǐn)y帶力強(qiáng),在粗細(xì)粉分離器中對(duì)煤粉進(jìn)行分離,將產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象。煤泥進(jìn)入制粉系統(tǒng)后,直接經(jīng)三次風(fēng)進(jìn)入爐膛,對(duì)控制燃燒影響較大,影響主汽溫度調(diào)整。

3.燃燒方面存在的問題

(1)摻燒煤泥后過低的發(fā)熱量意味著理論燃燒溫度低,煤中雜質(zhì)多,需要增加給粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),提高一次風(fēng)壓,提高一次風(fēng)溫,鍋爐將出現(xiàn)帶負(fù)荷困難現(xiàn)象。不但增加送風(fēng)機(jī)耗電量,而且一旦煤質(zhì)變化,容易導(dǎo)致爐膛燃燒不良,嚴(yán)重時(shí)造成鍋爐滅火。

(2)煤泥與原煤摻配時(shí),如果配煤稍有不均,由于摻配后灰熔點(diǎn)降低,一旦溫度超過煤灰的熔點(diǎn)就會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)結(jié)焦或噴口結(jié)焦,高溫結(jié)焦的焦塊堅(jiān)實(shí)不易脫落,處理需要花費(fèi)大量大力、物力,影響鍋爐帶負(fù)荷能力,嚴(yán)重時(shí)可能堵噴口、著火滯后,造成回火燒粉管等事故。

(3)由于灰分含量高,鍋爐大負(fù)荷運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生的灰量大容易造成過熱器積灰嚴(yán)重,影響鍋爐內(nèi)輻射、對(duì)流的換熱效果,使得排煙溫度升高,鍋爐熱損失增加,導(dǎo)致鍋爐效率下降。

(4)由于煤泥燃燒不完全容易造成飛灰含碳量增大,飛灰將導(dǎo)致尾部煙道受熱面磨損加劇,尤其是省煤器、空氣預(yù)熱器等管束管壁較薄,容易發(fā)生省煤器、過熱器磨損泄漏事故,增加鍋爐非計(jì)劃停爐次數(shù)。

(5)由于煤泥的燃盡度較差,無形中增加了機(jī)械不完全燃燒損失,降低鍋爐效率。而且煤泥中含有的水分蒸發(fā)時(shí)也需要消耗一部分熱量,也一定程度上會(huì)影響鍋爐熱效率。

(6)煤泥中水分蒸發(fā)后被煙氣帶走,若尾部煙道或除塵器漏風(fēng)將造成水蒸氣結(jié)露,特別是冬季更加明顯。這對(duì)尾部煙道換熱器造成一定的腐蝕,同時(shí)容易使飛灰板結(jié),造成尾部煙道積灰嚴(yán)重,排煙溫度升高,除塵器下灰不暢,除塵效率降低等一系列問題。嚴(yán)重可能造成吸風(fēng)機(jī)葉片磨損或結(jié)垢,造成風(fēng)機(jī)震動(dòng)超標(biāo)等現(xiàn)象。

(7)磨煤機(jī)鐵耗大使得煤粉中鐵含量增加,水冷壁也易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)造成水冷壁輻射換熱不均。并且會(huì)出現(xiàn)掉焦頻繁等現(xiàn)象,容易發(fā)生冷灰斗堵塞事故。

(8)今后安裝脫銷裝置后,由于鈣、鎂等礦物質(zhì)離子含量高,摻燒煤泥可能會(huì)影響脫銷效果。例如:重金屬離子含量高與催化劑反應(yīng)造成催化劑失效;灰量較大造成反應(yīng)器堵塞、磨損等事故。而且脫銷也包括濃淡燃燒器的改造,需要降低氧量,這樣更容易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。

(9)由于煤泥中含有其他雜質(zhì),燃燒后造成飛灰中雜質(zhì)較多,這樣可能會(huì)影響收干灰系統(tǒng)收灰的質(zhì)量。

4.要實(shí)現(xiàn)煤泥摻燒需要解決的主要問題

(1)摻燒煤泥要注意原煤和煤泥的摻燒比例,以及均勻性。由于各單位煤質(zhì)的不同要一點(diǎn)一點(diǎn)逐步摸索適合自己的摻配比例,并且要達(dá)到摻配均勻。

(2)煤泥要有烘干裝置,將煤泥中的水分蒸發(fā)掉,并且要有存儲(chǔ)設(shè)備和防雨設(shè)施,運(yùn)輸時(shí)要安裝疏通、清理裝置,一旦出現(xiàn)堵煤、掛壁現(xiàn)象要及時(shí)處理。

(3)煤泥摻燒要保證鍋爐的煙風(fēng)、除塵系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)運(yùn)行。由于煤泥水分較高、灰分含量較大,所以導(dǎo)致煙氣量增加,使得各系統(tǒng)承受能力發(fā)生較大變化。當(dāng)灰分上升到45%左右將嚴(yán)重影響鍋爐出力及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,熱電廠電負(fù)荷、鍋爐負(fù)荷降低,送吸風(fēng)機(jī)耗電量明顯增大;鍋爐內(nèi)部的受熱面磨損狀況明顯加??;除塵系統(tǒng)負(fù)荷增加,除塵器系統(tǒng)壓力增大,電除塵運(yùn)行電壓值偏低、電流也只有額定的約60%-70%,捕捉飛灰的能力下降;布袋除塵器要對(duì)濾袋進(jìn)行預(yù)涂灰,防止煤泥附著在濾袋上造成濾袋堵塞,影響除塵器的工作出力;干灰輸送系統(tǒng)因灰量增大輸灰能力凸顯不足。

(4)要解決燃料變化給鍋爐運(yùn)行帶來的不利影響,使系統(tǒng)適應(yīng)燃料變化,必須進(jìn)一步優(yōu)化鍋爐燃燒,提高鍋爐出力,解決鍋爐除塵、輸灰系統(tǒng)壓力,保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。燃料的變化嚴(yán)重影響著電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。確保煤泥摻燒安全措施、技術(shù)措施、管理措施落實(shí)到位;廣大運(yùn)行員工加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整,對(duì)可能出現(xiàn)的棚煤、斷煤等異常工況做好事故預(yù)想和應(yīng)急措施,確保煤泥入爐燃燒安全穩(wěn)定。

5.結(jié)束語

鑒于各企業(yè)所引進(jìn)的煤泥和原煤煤質(zhì)不同、性能偏差較大,所以煤泥摻燒存在問題的側(cè)重點(diǎn)也不盡相同,以上是我個(gè)人對(duì)煤泥摻燒的幾點(diǎn)想法和建議,其他的因素和實(shí)際使用情況還有待于進(jìn)一步研究。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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