不同煤种

关键词：

不同煤种（精选六篇）

不同煤种篇1

1 shell气化工艺简介

磨煤单元接受来自煤场的煤与石灰石进行研磨和干燥,并且经过煤的加压和进料(锁斗)系统加压后将用氮气或二氧化碳将粉煤送入气化炉烧嘴。

煤和氧气在气化炉内部分以1500℃反应生成合成气和(飞)渣。离开气化炉顶部的合成气经来自湿洗涤单元和干法除尘(单元的200℃合成气激冷至约900℃,然后在合成气冷却器(SGC)进一步冷却至约340℃。大部分的渣以熔融态经气化炉底部落入充满水的渣池中被激冷并分散形成玻璃状的小颗粒,以固体渣的形式由除渣单元排除。气化炉本身是一台安装在压力容器内的膜式壁反应器。整个膜式壁保持强制水循环,并且吸热产生中压蒸汽自用和外送过热后并网。

夹带飞渣(灰)的合成气经合成气冷却器冷却进入干法除尘单元,高压高温陶瓷过滤器完成飞灰的分离,并且经锁斗系统卸下至储仓。飞灰经气提和冷却以后送至飞灰储仓和处理设备。

无尘合成气(<20mg/Nm3)在湿法洗涤单元进一步洗涤,将尘含量降低至<1mg/Nm3,同时降低卤素含量,并饱和一定程度的水送至下游工段。

在渣池内收集的渣经锁斗系统排出,经捞渣机从水中分离并且输送到界区外。渣池的吸收热经过带外部冷却器的渣池水循环回路除去[1]。

2 CO2气体来自低温甲醇洗工序

低温甲醇洗是一种气体净化工艺。低温甲醇洗工艺为典型物理吸收法,是以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性,脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高,低温甲醇洗工艺在低温(-35℃~-55℃)下操作,在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升,在-30℃下,H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍,因此能选择性脱除H2S。可将变换气中CO2脱至小于20ppm,H2S小于0.1ppm,气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。吸收了酸性气体的甲醇溶液经闪蒸解吸和加热再生后循环使用。含有高浓度CO2的甲醇经过中压闪蒸和低压闪蒸从再生液中回收CO2气体,经压缩后送煤气化装置作为煤粉加压输送气源。

3 CO2气体替换N2做煤粉输送气源的目的和原理

(1)CO2气体在煤制甲醇或煤制氢装置中都属于废气,如果直接排入大气即影响环境增加温室气体排放还会造成浪费。为减少CO2排放和CO2的综合利用,同时为降低空分装置的供应氮气负荷,将低温甲醇洗装置脱除的浓度为99.2%的CO2经CO2压缩机加压后送入煤气化装置,主要用于煤粉加压下料、煤粉输送和煤线吹扫、加压反吹和部分仪表吹扫气,使进入气化炉内的CO2在炉内与煤中的碳反应成为有效气体CO,同时减少合成气的N2含量。在煤制甲醇或煤制氢等装置中N2都属于惰性气体.我们以甲醇装置为例,如果合成气中N2过高会影响甲醇反应效果,使合成气释放气量加大,同时增加氢回收的负荷。

(2)壳牌气化炉是用高压氮气做载气将粉煤通过管线输送到气化炉内,粉煤进入气化炉内的同时N2也随之进入。由于N2在气化反应过程并不参加反应,所以合成气中会有一定含量的N2。如果使用CO2替代N2做输送粉煤的载气,可提高合成气中CO含量,以减少进入气化炉中的N2。壳牌气化炉气化温度很高一般可达1500℃,因为气化温度的提高的同时也提高了煤的化学活性。(煤的反应性,又称煤的化学活性,是指在一定温度下,煤焦与不同气化介质如:二氧化碳、氧气、水蒸汽等相互作用的反应能力。)煤中的碳与进入气化炉内的二氧化碳发生还原反应,使CO2还原成CO以提高了合成气中的有效气体成分,反应式为:C+CO2=CO+Q这样就使进入气化炉内的所有介质都参加反应,以取得较高的CO,提高有效气含量。

(3)由于使用CO2做输送粉煤的载气,使合成气中CO含量增高的同时也增加了变换工序的负担。所以一般需要使用两个CO变换炉串联使用,便可提高CO变换能力。

(4)因不同煤种反应活性也有所不同,固CO2在气化炉内的还原效果也有所不同,这取决于原料煤的煤化程度。

4 不同煤种的反应活性与温度的关系

按着煤化程度煤基本可分为泥煤(草炭)、褐煤、烟煤、无烟煤、在煤化工领域内应用较广的主要以褐煤、烟煤、无烟煤为主。煤对CO2还原率越高,煤的反应性越好。影响煤的反应性的因素很多,主要与煤化程度有关,一般煤的反应性随煤化程度的加深而降低。煤的反应性随煤化程度变化规律,是由于煤焦和二氧化碳的反应性不仅在煤表面进行,同时也在煤粒内部的微孔内壁上进行。随着煤化程度的增加,煤的孔隙减少,故使反应性降低。到无烟煤阶段。内部孔隙虽有所增加,但由于微细气孔多,二氧化碳难以进入,其反应性降低。煤中矿物质含量和组成对其反应性也有影响,当矿物质含量高时,降低了煤中固定碳含量,使反应性降低。但是如果矿物质中的碱性金属化合物含量高对碳与二氧化碳反应可起着催化作用,使煤的反应性提高。另外,煤的反应性也随着温度的升高而增加[2]。

从表1可知,煤的反应活性与煤化程度有关。越年轻的煤反应活性越高,它们的关系是褐煤﹥烟煤﹥无烟煤。所以在壳牌煤气化装置中选用不同煤种做原料时,可以充分考虑不同煤种的反应活性也不同。使用CO2气体做为粉煤输送的气源,只有褐煤和烟煤反应活性较高有利用反应活性的价值。

5 结论

CO2气体在尿素等氮肥装置中可以作为原料使用,但在煤制甲醇、煤制氢等装置中得不到很好的利用,在以CO2排放量做为环保指标的今天,我们大家要积极的考虑CO2气体的综合利用。CO2并不完全是废气,也可做为能源使用。在壳牌煤气化装置使用CO2气体替换N2气体做为输送粉煤的气源,充分利用煤的化学反应活性,这样进入气化炉的CO2气体可以做为还原剂还原成有效气体CO增加合成气中的有效成分,同时也可以减少蒸汽的使用,而起到节能降耗的作用。

参考文献

[1]许世森,张动亮,任永强.大规模煤气化技术[M].北京:化学工业出版,2006:246-248.

不同煤种篇2

辽河盆地东部凹陷沙三段煤种和煤级分布特征

运用煤田地质学基本理论和煤的镜质组反射率值及工业分析等有关数据,确定了辽河盆地东部凹陷古近系沙三段含煤亚段的煤种主要为褐煤、长焰煤和气煤;进而阐述了该煤段垂向上煤级与埋深的变化规律性、不同赋煤区各煤级垂向界限的差异性.在平面上,长焰煤在东部凹陷的.6个赋煤区均有分布,褐煤分布于东部凹陷西南端和中北部,气煤则集中分布于该凹陷的中南部.区域地温场和火山活动控制了煤级的空间分布.

作者：王宇林高玉娟赵忠英姜志刚 WANG Yu-lin GAO Yu-juan ZHAO Zhong-ying JIANG Zhi-gang 作者单位：辽宁工程技术大学资源与环境工程学院,辽宁,阜新,123000刊名：煤田地质与勘探 ISTIC PKU英文刊名：COAL GEOLOGY & EXPLORATION年，卷(期)：35(2)分类号：P618.1104关键词：煤种煤级分布特征辽河盆地

煤种对鲁奇炉气化的影响篇3

关键词：鲁奇炉气化,煤种煤质,气化影响,褐煤气化

国内的鲁奇加压气化炉使用是从上世纪七十年代开始的, 主要用于生产城市煤气以及联产甲醇、氨类和甲醚等化工产品, 同时鲁奇加压汽化炉在化肥、农药、焦油等多种物质生产、分离工艺中都有体现, 是一种广泛应用的煤化工业设备。

近年来, 随着我国社会能源结构多样化的需求, 加压煤气化生产工艺得到了很大的提高, 响应的, 针对鲁奇工艺的改进也不断发展。但是相对而言, 鲁奇炉设备在原煤应用方面还存在弊端, 大部分情况下, 鲁奇炉对煤质的要求是很高的, 这是因为从最早的技术研究方面, 鲁奇工艺以褐煤等一系列煤种为研究对象, 这就人为的限定了煤质和煤种的挑选环境。

一方面是技术瓶颈, 一方面是社会对煤气化产品需求程度的越来越高, 如成功是煤气供暖、照明和厨房使用等, 每天的直接利用价值较低同时对环境的影响较大, 对煤气化生产的煤气要求更多。这就要求从业者不断从技术方面调整, 使鲁奇炉适应更多的煤种和煤质, 并在长期运营性中保持稳定。

1 煤种及煤质对鲁奇汽化炉影响的因素分析

所谓煤种是指不同种类的原煤, 煤质是指同一种煤炭资源的有效成分蕴含程度, 当然, 对于不同的生产目的和工艺, 煤种和煤质的要求也是不一样的, 因此去判断什么是最好的煤种或煤质也是没有意义的。例如, 鲁奇加压气化炉的生产中对弱粘连性的煤炭资源更加容易加工, 但这一类煤炭从自身的资源价值并不是最好的。

就煤种的划分, 目前适用于鲁奇气化炉的主要有:泥炭、褐煤、烟煤、长焰煤、肥煤、焦煤等;不同的煤种在气化炉反应中的表现也不同, 为了更加相近的叙述, 本文选择了几个煤种中重要的指标。

1.1 灰熔点

灰熔点又称之为“煤灰熔融性”, 因为煤炭本身是一种矿物杂质的混合物, 和纯净物相比, 没有固定的熔点, 只能从一个大概的范围去判断。煤炭达到灰熔点的表现是发生变形、融化, 其中的无机物开始分解。

所以, 鲁奇炉内部的作业温度, 也是依据煤的灰熔点而设置的, 既要保持在煤灰变形温度和煤灰变软温度的一个区间内, 灰熔点过高或过低, 都会对鲁奇气化炉产生影响, 甚至会发生生产事故

原因就在于, 当煤种的灰熔点过高, 为了实现生产要求就必须提升炉内温度, 一般采用的方法是降低炉内的汽氧比例, 温度就会大幅度提升, 但是鲁奇气化炉的设计对温度承受能力是有限的, 过高的温度 (超过1300摄氏度) 就会损坏设备的内部设备, 如炉蓖;相反, 如果煤种的灰熔点太低的话, 操作就要提高炉内的汽氧比, 这样降低温度的速度就比较快, 所产生的负面影响同样很明显, 煤炭残渣会在炉体内部凝结, 粘连在内部无法排除。

由此可见, 灰熔点的掌控是正常运营鲁奇气化炉的关键, 同时也是适应局限性的一种做法。在正常的生产过程中, 煤炭加入之前都会经过预处理, 但即便是经过预处理的煤炭在不同的部分中也存在不同的灰熔点, 在操作气化炉时就需要不断地调整汽氧比, 以控制炉内的反映温度。

1.2 挥发分

挥发分是指煤炭中所蕴含的水分子、气体等易挥发的成分经过气化炉之后减少的程度, 但在实际的生产中, 挥发分主要是煤炭中的烃类和有机物气化产物, 因此挥发分也是体现煤种的变质程度的一个标志。煤炭的变质程度越高, 挥发分就越低。

不同的煤种挥发分有很大的差别, 例如, 鲁奇工艺中最常用到的褐煤, 挥发分的范围就比较大, 从40%到70%不等, 而贫煤的挥发分就比较低, 一般小于17%。掌握不同煤种的挥发分对于鲁奇气化炉的应用有很大的帮助, 生产过程中可以掌握煤种挥发分含量的多少, 以及煤气究竟适用于哪一种类型的用途。例如, 当煤气作为厨房燃料时, 要求主要的成分是甲烷和其他热量值比较大的气体, 因此选择煤种的时候就应该进行事先准备;而一般的工业用煤气中所要求的甲烷成分并不高, 而需要低挥发性和低硫化物产生的无烟煤或焦炭。

掌握挥发分的不同, 也就为选择不同的煤种奠定了基础, 尤其是针对一些特殊设备的选取, 更应该注意。

1.3 灰分

狭义的说, 灰分是指煤炭燃烧之后剩下残渣和无机物占据整体的比例, 灰分的大小对气化炉内部的炉渣有直接的影响。一般而言, 如果煤炭中矸石的含量增加 (灰分也增加的前提下) , 煤炭燃烧过程中就会吸收很多的热量, 残渣的温度很高, 在排走的时候也就意味着损失大量的热能。但是为了防止气化炉内部粘连废渣, 就要通过提高汽氧比, 降低炉内的温度, 同时添加一些气化剂等物质。这一系列的影响, 本质上说都是造成内部反应是否正常的因素, 所以要对灰分进行关注。

1.4 水分

水分是指煤灰成分进入气化炉之前, 经过预处理之后, 所含的外部水、内部水以及煤粒中的化合水的多少。对碎煤加压气化工艺而言, 加压气化炉的炉温要求通常比常压下低一些, 但是炉身却比一般气压下的高, 这样一来就可以提供更高层次的干燥。

当然, 适当的水分存在对煤炭加压气化是有辅助作用的, 水分越高, 在加压气化炉中的挥发性就越好, 在干馏过程中形成的气孔率就越大, 气化速度越快, 煤气产生的速度就越快, 煤气的质量也就越好。

1.5 固定碳

煤炭中最有效的成分就是碳, 而固定碳是指煤经过气化之后, 剩下的焦渣成分。很显然, 同一煤种中固定碳的含量越高, 那么在灰分和挥发分中所产生的物质含量就越低, 更有利于煤气生产。

但是, 选取固定碳含量过高的煤种, 在反应过程中就需要更多的氧气, 氧气的参与不及时或者不充足, 炉内的煤停留时间就会增加, 同时需要更高的温度和压力, 这也对安全生产造成一定的威胁。

更重要的是, 气化过程越复杂的煤种, 在后期治理废水的中所消耗的就越多, 甚至超出经济预算。

2 汽化炉稳定运行的煤种选择建议

除了以上要关注的五点内容之外, 还有一个需要关注的因素, 对任何煤种选择都适合, 那就是粒度。

鲁奇炉气化工艺中经常提到的是碎煤、煤粉或煤粒等, 粒度就是指的颗粒的大小, 适用于鲁奇炉的粒度往往是6-50毫米直径的碎煤, 这个范围是相当大的;在生产过程中, 气化炉在同一床层面上所有的颗粒是分布均匀的, 面积越大所需要的助燃剂和气化剂就越多, 因此煤气化反应的速度、深度也是不同的;同样, 在反映完毕之后, 不同粒度所形成的残渣在同等条件下, 也存在差别。

粒度对鲁奇炉反应的影响实验很容易掌控, 实践证明, 当粒度大多在直径50毫米以上的时候, 气化反应往往不理想, 突出表现煤料反映不完全;而当粒度普遍小于13毫米的时候, 就会造成反应中煤料四周出现很大的空隙, 引起分布不均、阻力过大等问题, 在形成结渣的过程中容易形成大块、粘连等情况, 不利于生产。

选择合适的煤种, 是保证鲁奇汽化炉平稳运行的关键, 建议从以下三方面入手。

第一, 对煤料进行预处理和化验分类, 按照灰熔点的不同进行堆放。

第二, 通过降低灰分的方法, 减少生产成本。

第三, 对所选用的煤料进行处理确保合适的粒度。

总而言之, 在现阶段只能够通过适应鲁奇炉需求来选择煤种, 相信随着技术的改进, 这一现象将有所缓解。

参考文献

[1]殷在飞.褐煤的特性和工艺参数对鲁奇气化的影响[J].煤化工, 1987, 02:27-34+77.

[2]贾春友, 魏利梅.鲁奇加压气化工艺优化设计[J].煤化工, 2003, 05:30-35.

[3]陈雪峰, 孙小会, 柴军峰, 刘卫华.煤炭成分对鲁奇气化炉经济运行的影响浅析[J].中国石油和化工标准与质量, 2011, 08:247.

煤质煤种对输煤系统和锅炉的影响篇4

关键词：煤种,煤质,输煤系统

在燃煤发电厂中, 其煤种与煤质是呈现多变的现象, 同时使用的煤质与设计的煤质之间不相吻合, 很容易发生偏离的可能;而这当中有部分则是人为的改变运输与供煤这两方面计划;而还有些部分则是煤质管理工作上所产生的错查给煤质引起部分变化。所以说, 煤种与煤质两者的变化都是很复杂的, 牵扯面也很广, 对输煤系统影响很大。

1 发热量的变化对输煤系统和锅炉的影响

发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量, 评价煤炭质量, 尤其是评价动力用煤的重要标准。在煤炭供需上, 发热量又为动力用煤计价的主要依据。我公司进煤发热量标准为4500~5000大卡。假如锅炉的负荷不变, 煤的发热量则是降低的话, 则耗煤量就会增加, 输煤系统的负荷就会加重, 入厂的煤量也会相对的增加, 故而, 因为煤量的增加将会导致煤场设备、输煤皮带、卸车设备、筛碎设备等方面都会突破原有的设计能力, 增加负荷。

发热量低对锅炉造成炉膛温度过低、燃烧不稳等情况, 容易出现灭火事故。而且发热量过低直接影响到锅炉蒸汽压力、温度、流量, 进而影响蒸汽品质, 为安全生产带来不利影响。当煤的发热量高时, 耗煤量小, 输煤系统的负担减小, 但容易引起锅炉炉膛温度升高, 造成结焦事故。

2 煤中灰分变化对输煤系统和锅炉的影响

在规定的条件下, 可以完全的燃烧后, 所剩下的固体残渣则是煤中的灰分。而灰分则是煤中的矿物质经过一定的分解与氧化而形成的。其中灰分对于煤的加工与利用存在不利因素。根据动力煤来看, 其中所产生的灰分是无益的成分, 且在运输的过程中, 灰分给运输增加了相应的负担, 同时也给输煤系统的运行工作上增加负担。其中灰分的大与小是衡量煤的好坏标志, 也是测定煤质指标的重要部分。煤的灰分越高固定碳就越少, 煤得发热量也就越低, 热效率越低。由于煤灰分的比重大约是可燃物的两倍, 随着煤的灰分增加, 输送同容积的煤量, 会使输煤设备超负荷运行, 造成输煤系统设备磨损的增加。灰分较大的煤种, 一般都是质地坚硬、破碎困难, 对输煤管道磨损严重, 相应增加输煤设备的检修和更换工作量。煤燃烧时, 熔化的灰分还会在炉内结成炉渣, 影响煤的气化和燃烧, 同时造成排渣困难。灰熔点低的煤, 燃烧和气化时, 会给生产操作带来许多困难。为此, 在评价煤的工业用途时, 必须分析灰成分, 测定灰熔点。原煤灰分标准为灰分≤20%。

3 煤中水分变化对输煤系统和锅炉的影响

煤种的水分也是无用成分, 水分越高, 煤种的有机物越少。在煤的燃烧过程中, 由于水分将会带走大量的热量 (汽化潜热) , 从而降低了煤的热能利用率, 增大了燃煤的消耗量。

(1) 对煤水分大小的判别。

一般讲, 细煤中水分在5%以下是攥不成团的, 轻轻一吹就会有粉尘;含水分在5%~8%的细煤能攥成团但很快又散开, 吹时不会产生粉尘;含水分在8%以上的细煤不仅攥成团且不会散开。

(2) 煤中水分与系统粉尘控制。

低水分 (含水分在5%以下) 的煤容易造成粉尘超标, 尤其是在落煤管、碎煤机等有落差、碰击的地方更易产生粉尘, 大量的粉尘既影响生产现场清洁又不利于职工身心健康。此时, 除尘设备应当全部投入使用, 加大输煤系统内部的通风力度, 及时向外排出粉尘, 还可在落煤管的出料口处喷洒适量的水, 最好成雾状, 以确保降低粉尘效果。

中水分 (5%~10%) 的煤再上煤过程中, 只要除尘设备正常投入使用, 粉尘一般不会超标。

水分大于10%时, 系统内粉尘则极小。

(3) 煤种水分大小对输煤设备的影响

在输煤过程中, 中低水分的煤不易造成皮带滚筒黏煤、落煤管堵煤、原煤仓积煤, 可保证制粉系统正常运行。

而高水分 (水分10%以上) 的煤, 极易造成皮带滚筒黏煤、落煤管堵煤, 需要人工清理堵塞的落煤管, 增加职工的劳动强度。水分严重超标时还会产生自流现象, 影响输煤的正常进行。同时, 高水分的煤不仅会使原煤仓四周积煤形成垂直筒状, 影响锅炉燃煤供应, 还会降低锅炉制粉设备出力, 危机锅炉安全运行、危机安全生产。在输煤过程中, 要避免煤“越干越好”的错误想法, 煤干水分小不会堵煤、输煤顺利是好事, 但严重超标的粉尘给职工身体健康、现场清洁环保带来的危害也是不容忽视的。

因此, 在输煤过程中要干湿搭配, 水分适中, 既不人为增加劳动强度, 又能自觉注意自我保健, 这才是理想的配煤方法。

(4) 煤中挥发分对输煤设备和锅炉的影响。

挥发分大量增加时, 输煤系统应注意防爆和自然。尤其是然后表面水分很小, 而又挥发分较大的煤时, 在卸车和运转过程中将会产生大量煤粉尘。当煤粉尘达到爆炸极限35 g/m3时, 遇有很小的火源能量约40MJ, 加上有足够的氧气助燃, 即会产生强烈爆炸, 这在电力系统是有教训的。另外, 在储煤场和煤粉堆积角落, 将会引起自燃, 甚至烧坏电缆及烫伤人等事故发生。

(5) 煤中含硫量对输煤设备和锅炉的影响。

硫在煤中以三种形式存在, 即有机硫、硫铁矿硫 (黄铁矿和白铁矿硫等形态存在的硫) 和硫酸盐硫。前两种可以燃烧, 通常称为可燃硫。最后一种硫酸盐硫不可燃烧, 只转化为灰的一部分。硫在煤中含量变化范围也较大, 一般约为0.1%~5%。我公司进煤煤含硫量标准为1.0%~2.0%。当煤中的硫量增加, 尤其是含黄铁矿多的煤对输煤落煤管道磨损更为严重, 因为黄铁矿的莫氏硬度仅次于石英。硫燃烧后生成二氧化硫 (SO2) 及少量三氧化硫 (SO3) , 排入大气能污染环境, 对人体和动植物以及地面建筑物均有害。同时, SO2、SO3也是导致辞锅炉受热面烟气侧高温腐蚀、低温腐蚀和堵灰的主要因素。含硫量越高灰熔点越低, 锅炉燃烧时也就越容易造成结焦事故的发生。

4 结语

不同煤种篇5

关键词：锅炉,中储式制粉系统,褐煤,NOx,锅炉效率

吉林省范围内设计煤种为烟煤的锅炉较多,煤炭热值利用率低于20% ,部分煤炭被浪费[1],加之国内煤炭市场变化,近年来较难采购到符合设计要求的烟煤,故用更经济、更易于开采、储量大的褐煤代替,由于褐煤与设计烟煤煤质特性差距很大,直接燃用褐煤的烟煤锅炉会导致制粉系统干燥出力不足及炉膛结焦等一系列问题,同时对环境也会造成严重污染。为此,需对拟燃用褐煤的原烟煤中储式制粉系统进行适应性改造,以达到安全燃用非设计煤种褐煤的目的。目前,以烟煤为燃料的锅炉全烧褐煤的研究在全国仅处于起步阶段,国内有相关科研单位进行了烟煤锅炉掺烧30% 褐煤的技术研究[2~4],但烟煤锅炉100% 全烧高水份褐煤且达到额定参数的研究项目,目前没有先例,也没有相关的项目应用。因而如何对现有中储式制粉系统烟煤锅炉进行适应性改造对电力事业和国家经济的发展都有非常重要的现实意义。

笔者通过研发新型混煤干燥装置和冷、热炉烟系统,解决了中储式制粉系统在安全前提下磨制褐煤的问题,并有效控制制粉系统温度和烟气成分,达到了炉内安全燃烧的目的,从而使褐煤在烟煤锅炉中能够稳定燃烧,该试验成果在锅炉改造领域内具有领先水平和重要的现实意义。

1 设备概况

某厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计生产的HG-670 /13. 7-YM9 型超高压、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉。该锅炉配有两台钢球磨煤机中间储仓式制粉系统,燃料干燥方式为热风干燥。燃烧器为双通道式褐煤型燃烧器,采用制粉乏气送粉,原设计煤种为烟煤,现改烧褐煤。设计煤种与改造后拟燃用煤种特性对比见表1。

主要辅机设备有:

a. 钢球磨煤机,MTZ380 /830 型,铭牌磨煤出力55t/h,全烧褐煤计算出力80t/h;

b. 原排粉机,M5-36-11No25. 5D型,设计通风量198 200m3/ h,风压11MPa;

c. 粗粉分离器,HG-CB4700 型;

d.细粉分离器,HW-GXB-ф4250型;

e.给煤机,RMSD63埋刮板式。

2设备技术改造方案

2. 1 全烧褐煤技术改造概况

为了全烧褐煤,必须解决制粉系统干燥出力不足、制粉系统防爆与锅炉水冷壁结渣问题。解决制粉系统干燥出力的措施为引入热炉烟方式,引入热炉烟后可以满足制粉系统干燥介质所需初温度的需要,同时保证制粉系统的安全。引入冷炉烟和热风作为温度、系统氧量的辅助调节。采用水平浓淡燃烧技术,引入的冷、热炉烟和褐煤的高水分会使炉膛燃烧温度降低,起到防止锅炉结渣的作用。但由于炉膛辐射吸热量减少,对锅炉省煤器和过热器系统进行了必要的改造。燃烧器改为双通道式褐煤型燃烧器。由于该炉配中储式钢球磨煤机系统,无论从磨煤机大瓦允许温度与通风量均对入磨干燥介质温度有所限制。为了满足这一要求,将给煤机抬高至标高16m,并增设预干燥风、煤混合设施,通过干燥介质与煤的充分接触,使干燥介质进入磨煤机前的温度达到要求并通过降低干燥介质温度使其体积流量减小,降低系统阻力,使制粉通风量满足要求。

2. 2 具体改造方案

2. 2. 1 增设冷烟系统

新增加两套冷烟系统,一个与原温风管道连接,通过温风管道将冷炉烟分别送到磨入口与排粉机入口。送至排粉机入口主要作用是停磨期间温风送粉时加入烟气抑制炉膛温度,防止炉膛结渣; 送至磨煤机入口主要目的是一旦燃烧挥发份较高且使用水分相对较低的煤种时,防止结渣与制粉系统爆炸。第二个出口引至热炉烟入口,主要目的是降低热炉烟管道的温度。

2. 2. 2 热炉烟改造

新增两套热炉烟系统,从锅炉燃烧器下部抽取900℃ 左右的烟气,作为制粉系统的干燥介质之一,同时加设保温、热炉烟调整门、密封、打焦孔、法兰以及膨胀节等设施。

2. 2. 3 抬高给煤机标高并增设预混干燥装置

由于锅炉设计燃料为烟煤,给煤机设在10m平台上。而以30% 左右水分褐煤为设计燃料的锅炉,给煤机均设在26m高处。如果不进行改造则干燥段太短,一是干燥时间不够,影响磨煤破碎; 二是干燥介质体积流量太大,在磨煤机中流速太高阻力太大; 三是使磨煤机入口大瓦超温。所以采取了将磨煤机做最大限度抬升的措施,抬高到标高16m。为了弥补干燥段仍不足的问题,在给煤机与磨入口之间增设了预混干燥装置,实现了煤与高温干燥介质充分接触并通过烟气在垂直向上分量作用下逆向与煤接触,加强了外掠式换热强度,增加接触时间。

2. 2. 4 热风管道改造

原有的制粉系统热风道在标高17m左右处分出内径为 ф0. 8m热风道去热炉烟,而原有的热风道继续下行,与原管路连接。磨煤机入口混合室及热风联络管等不变。

2. 2. 5 制粉系统优化

制粉系统优化措施为保持制粉系统最大出力运行、防止制粉系统爆炸,排粉机入口风门保持全开,控制制粉系统氧量在12% 以下。

3改造效果及分析

3.1制粉系统

经过优化调整,给煤机出力增加,满足设计要求,且制粉系统得到优化,防爆性能增强。调整后给煤机参数见表2。

3. 2 锅炉结焦

炉膛火焰检测结果表明,在全烧褐煤过程中,炉温22m部份区域温度为1 239℃和1 262℃。一级减温水开到100% ,二级减温水开到40% ,略有余度。锅炉带负荷试验期间没有结焦现象,试验结束当天前夜小负荷时存在少量掉焦现象。基本可以保证全烧褐煤,水冷壁不发生结焦。

3. 3 锅炉效率

改造前锅炉燃料的特性接近烟煤与褐煤的混煤,燃尽度极差,在偏大氧量运行时,灰渣含碳量很高。改全烧褐煤后,氧量和灰渣含碳量可以同时控制在较低水平,锅炉效率( 绝对值) 提高了1. 37% 。改造前、后锅炉热效率测试结果见表3。

3. 4 减排

改造后锅炉由于引入惰性气体( 冷、热炉烟技术) 和褐煤的高水份会使锅炉炉膛的温度降低,经测试炉膛温度稳定在1 100 ~ 1 340℃ 之间,低于改造前炉膛温度,从而防止锅炉结焦,也降低了NOx的排放量。改烧褐煤后锅炉出口NOx的排放范围在250 ~ 350mg /m3,大大小于改造前的700mg / m3。

4 结束语

不同煤种篇6

我公司为降低发电燃料成本,锅炉掺烧一定比例的高挥发印尼煤,经过不同比例的掺配掺烧,在运行中发现其煤种的收到基挥发分在45%以下时对锅炉燃烧系统和制粉系统设备的安全性影响较小,但在收到基挥发分大于45%时,会引起制粉系统发生爆燃现象。现对我公司在燃用收到基挥发分48%的印尼煤时发生一次风压波动的现象及采取的措施作一叙述。

1锅炉设备简介

我公司600MW机组锅炉是由哈尔滨锅炉有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉,单炉膛、螺旋水冷壁、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉,型号为HG1913/25.4-YM4。

锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧,前后墙各布置3层三井巴布科克公司生产的低NOx轴向旋流燃烧器(LNASB),每层各有5只,共30只。在最上层煤粉燃烧器上方,前后墙各布置1层燃烬风口,每层布置5只,共10只燃烬风口。

锅炉制粉系统为正压直吹式系统,由2台动叶可调式一次风机,2台密封风机,6台HP-1003型中速磨煤机,6台电子称重式给煤机组成,5台磨煤机就可以满足锅炉MCR负荷。

2制粉系统异常现象及原因分析

2.1异常现象

2014年1月在#1炉磨煤机1B层单烧印尼煤种,在使用后的第二天,即1月24日的08:00—13:40之间,磨煤机1B发生7次不同层度的爆燃现象,造成#1炉一次风母管压力发生波动,严重时造成一次风机1A喘振报警。现将引起风压变化和磨煤机出口温度变化较大的2个工况列表如下,如表1~4所示。

2.2原因分析

从表1和表2一次风压变化参数看出,10:52:22磨煤机1B进口压力和一次风的母管压力发生变化,而一次风出口风压力未发生变化,这说明风压的变化是由后面向前面传递的,也就是因磨煤机1B系统内的风压变大,导致母管压力的上升。随着母管压力的进一步上升,一次风机出口压力传递上升,风机动叶在自动状态下开始调整。因2台一次风机风压的控制值不同,一次风机1B先关小动叶,在变化过程中被一次风机1A风压屏住,使一次风机1B发生喘振现象并报警,2台风机自动跳至手动状态,一次风机1B在屏压状态下,一次风机的出口风压下降,母管压力下降。其他磨煤机的进口风压变化是随一次风母管压力的变化而变化。

在13:30的一次变化中,一次风机母管压力未发生变化时,磨煤机1B的进出口风压已先发生变化,且出口风压的变化量达1.38kPa,进口风压的变化量为0.33kPa,这种变化可分析认为是由出口向进口传递的,所以爆燃点接近磨煤机出口处。

从表3和表4的磨煤机出口温度和各一次风管出口温度的变化分析,每次一次风压发生变化时,只有磨煤机1B温度发生变化,而其他磨煤机未变,这说明磨煤机1E未发生爆燃现象,其他未燃用印尼煤的磨煤机也未出现异常情况,说明磨煤机1B发生了爆燃现象。

从一次风压及磨煤机风量变化量和变化时间看,爆燃量大,延续时间就愈长,造成磨煤机及各煤粉管的温度上升幅度就愈大。10:50的一次磨煤机1B5的出口温度最大上升25℃,13:29的一次磨煤机1B的出口温度最大上升18℃。

发生磨煤机内爆燃的火源主要是石子煤的着火,火星随进口风在磨煤机内乱串,当任一点煤粉浓度达到爆炸浓度点时就发生爆燃现象,挥发分愈高爆炸的可能性愈大。因正压式磨煤机磨碗内的煤粉浓度较高,整体浓度一般不会接近爆炸浓度点,只能是局部,如分离器折向门前后和文丘里喷嘴后。所以爆炸时的能量较小,但在磨煤机启停过程中,其磨煤机内的浓度必经过煤粉爆炸浓度点,若此时爆炸则后果就相当严重,必须引起高度重视。

3防范措施

(1)在燃用印尼煤时必须按下发的专项措施执行,并及时处理和汇报。

(2)防止制粉系统爆燃的关键是防止系统内着火自燃,所以运行中必须控制好磨煤机进风温度,加强石子煤的排放,清除制粉系统内可能存在的积煤、积粉的死角,进口风道、石子煤刮板和侧机体底板的平整度必须定期检查,消除隐患。

(3)在燃用印尼煤的制粉系统若发生一次风压大幅度波动现象,且排放的石子煤有燃烧迹象,必须进行停磨煤机处理,若在1h内连续发生2次,即是未发现系统内有自燃现象也必须停磨煤机处理。

(4)发生爆燃异常情况的停磨煤机操作步骤:

1)根据着火情况的紧迫性和当时的机组运行情况,决定是否紧急停磨煤机或启动备用磨煤机或减负荷,在可能的条件下尽可能减少对机组负荷和燃烧系统的扰动;

2)根据磨煤机运行台数和磨煤机进口风量,尽可能降低一次风母管压力;

3)检查磨煤机蒸汽灭火系统投入热备用正常;

4)保持给煤量不变,根据磨煤机进口风量,关小热风调整门,尽可能降低磨煤机进口温度;

5)开启异常磨煤机的蒸汽灭火门,进汽3~5min;

6)紧急停用磨煤机,手动关闭磨煤机出口门,确认磨煤机进口冷热风隔绝门和调整门、给煤机出口门、原煤仓进口门、磨煤机密封风风门关闭;

7)停止磨煤机后,保持蒸汽通汽灭火15min后关闭,使磨煤机处于空气隔离状态;