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    煤炭洗選加工過程中排放出大量煤泥，煤泥的水分和灰分含量高，很難再利用。但堆積起來不僅浪費(fèi)大量土地資源，而且對(duì)環(huán)境造成污染。
    浙江大學(xué)熱能工程研究所從80年代初開始致力于煤泥的流化床燃燒技術(shù)的研究與開發(fā)，從實(shí)驗(yàn)室研究入手，先后在永榮礦務(wù)局發(fā)電廠10t／h流化床鍋爐和兗州礦務(wù)局興隆莊煤泥熱電廠的35t/h煤泥流化床鍋爐上燃用洗煤泥取得成功。浙江大學(xué)和杭州鍋爐廠設(shè)計(jì)的燃用煤泥的35t/h流化床鍋爐己運(yùn)行了近45000 h。浙江大學(xué)與無錫鍋爐廠完成了75 t/h煤泥流化床鍋爐的方案設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，由無錫鍋爐廠制造，該爐安裝于兗州礦務(wù)局東灘礦煤泥熱電廠，1997年12月18日點(diǎn)火成功，并運(yùn)行至今。
1、75 t/h洗煤泥流化床鍋爐的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)
    鍋爐的結(jié)構(gòu)見圖1。
1.1鍋爐參數(shù)
    額定蒸發(fā)量    75t/h
    飽和蒸汽壓力    3. 82 MPa
    過熱蒸汽溫度    450℃
給水溫度    150℃
1.2燃  料
    兗州礦務(wù)局東灘礦洗煤泥分析數(shù)據(jù)見表1。
1.3計(jì)算參數(shù)
    熱力計(jì)算涉及參數(shù)很多，有些參數(shù)在計(jì)算前根據(jù)具體情況選取或計(jì)算。部分預(yù)先取定的參數(shù)值見表2。
    鍋爐熱力計(jì)算采用浙江大學(xué)熱能工程研究所自行開發(fā)的流化床鍋爐熱力計(jì)算專用軟件包。
2、鍋爐結(jié)構(gòu)
    采用浙江大學(xué)提出的洗煤泥大粒度給料異比重床料的流化床新技術(shù)，在高溫過熱器前進(jìn)行一次分離，低溫過熱器后設(shè)下出氣旋風(fēng)分離器，進(jìn)行二次分離，并將灰回送爐內(nèi)繼續(xù)燃燒，具有燃燒效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、操作檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。
     富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    鍋爐運(yùn)行通過放底渣調(diào)節(jié)料層高度，加旋風(fēng)分離器將飛灰分離并回燃，以進(jìn)一步提高燃燒效率。80%熱風(fēng)經(jīng)水冷布風(fēng)板進(jìn)入床層，其余20%熱風(fēng)由布置在床層上部的二次風(fēng)口送入爐膛形成二段燃燒，以降低NO，排放。
    鍋爐系單鍋筒自然循環(huán)，室內(nèi)布置，由床層、爐膛、
撞擊分離裝置、鍋筒及其內(nèi)部裝置、下出氣旋風(fēng)分離器、流化床回料室、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、床下點(diǎn)火及輔助燃燒系統(tǒng)、平臺(tái)扶梯、爐墻鋼架等主要部件組成。
    鍋爐正常給料采用三臺(tái)立式煤泥給料機(jī)從爐頂三個(gè)給料口投入床層。煤泥在爐內(nèi)燃燒煙氣和飛灰在爐膛出口沖刷撞擊式分離器，一部分飛灰分離后再落回爐膛繼續(xù)燃燒。高溫?zé)煔庠俳?jīng)高低溫過熱器進(jìn)入下出氣旋風(fēng)分離器，分離下來的飛灰經(jīng)流化床回料器送回爐內(nèi)繼續(xù)燃燒。煙氣流經(jīng)省煤器再次沉降部分煙塵后進(jìn)入空氣預(yù)熱器，經(jīng)除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囟進(jìn)入大氣。
    鍋爐的前墻設(shè)二只給煤口，以備燃煤時(shí)采用，給料口下部噴入播煤風(fēng)，以冷卻給料口，布風(fēng)板風(fēng)道前裝有床下自動(dòng)點(diǎn)火裝置，在點(diǎn)火時(shí)啟用。點(diǎn)火升溫時(shí)間可控制，一般約1～2 h，床下自動(dòng)點(diǎn)火裝置由浙江大學(xué)熱能所設(shè)計(jì)和制造。
    為保證鍋爐受熱面和分離器等關(guān)鍵部件的長期安全運(yùn)行，采用系統(tǒng)化的防磨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在密相區(qū)，橫埋管上焊接了環(huán)形鰭片，在給煤泥點(diǎn)和返料口處，埋管讓開；爐膛頂部煙氣轉(zhuǎn)彎處、頂棚和水平煙道包墻都分區(qū)域加焊了密度不同的銷釘。鍋爐設(shè)計(jì)中，下排氣旋風(fēng)分離器內(nèi)敷設(shè)了耐磨澆注料，燒結(jié)后具有良好的耐磨性能。中心筒上焊銷釘防磨。高溫過熱器，所有彎頭處加防磨蓋板；過熱器和省煤器管束特定管排靠墻處焊接了搭片以防出現(xiàn)煙氣走廊；下排氣的旋風(fēng)分離器出口下方設(shè)置了均流板和假想管，采用膜式省煤器，并在省煤器的高溫段前三排管子上另焊兩片縱向鰭片，彎頭處加防磨蓋板；空預(yù)器管子入口加了套管。
3、鍋爐技術(shù)特點(diǎn)
3.1  低循環(huán)倍率
    本鍋爐與普通的流化床鍋爐相比，采用較低的循環(huán)倍率(1～2)，在保證燃燒效率的前提下，較低的循環(huán)倍率避免了大量灰分無效地在爐內(nèi)循環(huán)，降低了自用電耗。
3.2  特殊的分離器型式
分離器采用下出灰、下排氣方式，與鍋爐流程完全吻合，雖然分離效率略低，但煙氣阻力可降低，也使結(jié)構(gòu)簡單合理。
3.3  中溫分離
    采用飛灰中溫分離技術(shù)，分離器工作溫度略低于600℃，布置在省煤器上方，這種布置方式可縮小幾何尺寸，使整個(gè)鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊。
3.4  系統(tǒng)化的嚴(yán)密防磨措施
    在床層埋管及其它易磨處都采取諸如降低煙速、加防磨板等嚴(yán)密防磨措施，確保鍋爐長時(shí)間正常運(yùn)行。
3.5  埋管結(jié)構(gòu)
    由于燃用劣質(zhì)燃料，低循環(huán)倍率，密相區(qū)燃燒份額較大，密相區(qū)設(shè)置埋管有利于床溫控制。
3.6床下熱煙氣點(diǎn)火
    鍋爐采用流態(tài)化方式的床下熱煙氣點(diǎn)火，這種點(diǎn)火方法節(jié)省用油，啟停時(shí)間少，根據(jù)點(diǎn)火過程能量微分方程求解，該鍋爐可以在60 min左右點(diǎn)火成功。
4、點(diǎn)火啟動(dòng)
    傳統(tǒng)的床上點(diǎn)火技術(shù)，存在以下明顯缺點(diǎn)：能耗高；操作工序多，勞動(dòng)強(qiáng)度大；自動(dòng)程度低，控制性能差；成功率較低，與運(yùn)行操作人員的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。特別是較大型的流化床鍋爐需分床逐一點(diǎn)火升溫?cái)U(kuò)散，啟動(dòng)過程長，鍋爐承受的熱應(yīng)力大。因此傳統(tǒng)的上點(diǎn)火方式己難以與流化床鍋爐發(fā)展形勢(shì)相適應(yīng)。特別是75 t/h洗煤泥流化床鍋爐為目前國內(nèi)乃至世界上最大的全部燃用洗煤泥的流化床發(fā)電鍋爐，更應(yīng)在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)技術(shù)上采用先進(jìn)的床下熱煙氣點(diǎn)火技術(shù)。
    流化床鍋爐由于運(yùn)行時(shí)需要維持相當(dāng)厚度的料層，正常運(yùn)行開始前，必須加熱升溫至正常運(yùn)行的溫度，通常在800 C以上，75 t/h洗煤泥流化床鍋爐選用了浙江大學(xué)開發(fā)的ZU-75A型床下熱煙氣點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置由油槍、高能點(diǎn)火器、旋流器、穩(wěn)焰器、燃燒室等組成。本鍋爐配兩只點(diǎn)火裝置。該點(diǎn)火裝置采用旋流燃燒器、帶回油的油槍，因而可根據(jù)鍋爐啟動(dòng)的要求在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)燃油量，從而改變進(jìn)入鍋爐風(fēng)室的熱煙氣溫度。
    正常啟動(dòng)過程如下：啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)，并啟動(dòng)油泵備用，對(duì)點(diǎn)火燃燒室吹掃3～5 min后打燃高能點(diǎn)火裝置，然后迅速開啟油槍前的油路電磁閥點(diǎn)燃油霧。兩只點(diǎn)火裝置順序啟動(dòng)。點(diǎn)火過程中通過改變進(jìn)油壓力和回油壓力調(diào)節(jié)噴油量來調(diào)節(jié)熱煙氣溫度，也可調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，改變摻混風(fēng)的流量進(jìn)而調(diào)節(jié)熱煙氣溫度。點(diǎn)火過程中一般控制點(diǎn)火燃燒室內(nèi)溫度不超過1100～1200℃，鍋爐風(fēng)室內(nèi)溫度不超過700℃，當(dāng)床溫達(dá)到500 ℃后，即可投入少量煙煤，待床溫呈上升趨勢(shì)后逐步加大投煤量，減少噴油量，當(dāng)床溫達(dá)到800～850℃時(shí)停油，鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程完成。待穩(wěn)定運(yùn)行10min后，即可慢慢切換為投煤泥。圖2為某次點(diǎn)火啟動(dòng)過程中床溫、風(fēng)室、溫度隨時(shí)間的變化。
    白鍋爐下點(diǎn)火裝置投運(yùn)以來，點(diǎn)火過程中從未發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，點(diǎn)火成功率100%。該點(diǎn)火裝置的成功應(yīng)用，體現(xiàn)了安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、文明，并實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火過程的程序化，具有工作可靠、操作簡單、調(diào)節(jié)控制方便、節(jié)油省能、點(diǎn)火成功率高的特點(diǎn)。
5、運(yùn)行情況
    1997年12月18日，75 t/h洗煤泥流化床鍋爐點(diǎn)火成功，并進(jìn)入滿負(fù)荷運(yùn)行。由于煤泥系統(tǒng)未完成調(diào)試，先燃用洗中煤，鍋爐運(yùn)行良好，可帶12 000 kW負(fù)荷。供熱管網(wǎng)安裝完成后，實(shí)現(xiàn)了75 t/h滿負(fù)荷運(yùn)行。
    1998年4月30日，順利完成煤泥系統(tǒng)調(diào)試后，即開始投煤泥運(yùn)行，至今鍋爐運(yùn)行參數(shù)正常。
    75 t/h洗煤泥鍋爐是在35 t/h煤泥爐的成功運(yùn)行基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)，顯示出較多的優(yōu)點(diǎn)，如全膜式壁結(jié)構(gòu)，水冷風(fēng)室床下點(diǎn)火方式，不需分床點(diǎn)火。床料的補(bǔ)充采用定期加入洗中煤的方法，減輕了運(yùn)行人員的工作負(fù)荷。該爐不僅可以單獨(dú)燃用煤泥、洗中煤，而且適用于煤泥和洗中煤的混燒。對(duì)飛灰進(jìn)行取樣分析表明，采用二級(jí)分離與回送，鍋效率也有較大提高。