（黄陵矿业集团煤矸石发电公司三期电厂陕西黄陵727307）
摘要：主要针对黄陵矿业集团煤矸石发电公司三期电厂1058t／h循环流化床锅炉掺烧煤泥后运行参数的变化结合燃料成本进行综合分析，得出适合不同负荷下的煤泥掺烧比例。并简述了煤泥掺烧运行的经验及出现的问题，从而制定科学经济的掺烧方案，为提高企业经济效益降低燃料成本起到了重要的作用。
关键词：循环流化床锅炉；煤泥；煤矸石；掺烧；分析
煤泥、煤矸石作为煤炭洗选过程中的副产物。其中煤泥所含的颗粒很细（通常都在0.5mm以下，小于0.2mm的在80%以上），整体性状为高水分(含水量在25%～40%之间)、高黏性、高持水性、高灰分(一般在40%～70%之间)。煤矸石质地坚硬、密度较大、热值很低、灰量低且成灰特性差，其发热量1500kcal/kg～2500kcal/kg。煤泥、煤矸石作为一种廉价燃料，使其真正实现废物利用，大大降低了发电成本，同时也可以减轻对环境的污染。本文介绍了我厂煤泥、煤矸石掺烧对锅炉运行的影响以及运行过程中暴露出的一下问题，并进行了较为深入的原因分析总结。
1、设备概况
1.1我厂DG1058/17.5-II1型号锅炉为东方锅炉股份有限公司，亚临界中间再热自然循环汽包炉，单炉体、平衡通风、旋风汽冷分离器、循环流化床燃烧方式、水冷滚筒式冷渣器，全钢结构。
1.2煤泥系统分为主泵房和辅助泵房两部分，主泵房采用三套泵送系统为一台锅炉送料，两台锅炉共六套泵送系统；辅助泵房设两套泵送系统。每台炉设置4个给料点，两台锅炉共设8条管道，系统为冗余备用，不考虑系统间的切换。根据电厂锅炉燃烧对煤泥需求量的分析，选用ZBG30/16D型煤泥管道输送系统，该系统的最大出口压力为16MPa、最大输送量为35m3/h，额定输送量为30m3/h。煤泥系统工艺配置为：共配置8套泵送系统、3台圆形储料仓和2台方形保浆缓存仓，每台圆形储料仓配置2套煤泥泵送系统，每台方形保浆缓存仓配置1套煤泥泵送系统，形成如下供料方式：每台圆形储料仓配置的2套煤泥泵送系统和辅助泵房的2套煤泥泵送系统分别接入#1和#2锅炉的不同煤泥入料口。煤泥输送的正压给料机和膏体泵的泵送量能根据锅炉负荷变化连续可调。煤泥发热量一般在2900～3400大卡左右。
2、煤泥、煤矸石掺烧原理
煤泥进入炉顶，距锅炉布风板约有39.9ｍ的距离，形成块状落下。在此期间入炉的煤泥吸收炉膛内部高温烟气热量，因急剧受热，外表皮干燥、固化，由于煤泥外水较大内部煤泥外水分快速汽化，产生爆炸，将块状煤泥爆成粉碎状，使煤泥燃烧。由于密度的差异，大块煤泥也将“飘浮”在沸腾层中燃烧，不会沉积在布风板上而影响锅炉的流化质量，也不会导致局部流化效果差而造成结焦。密相区有大量高温底料和循环物料，它们的流动和蓄积的热量足以使煤泥凝聚团破碎、着火、燃烧。
煤矸石在燃烧过程中由于其质地坚硬、密度很大、发热量低其发热量在1500-2500大卡/公斤，在锅炉燃烧过程中不易粉碎，燃烧利用率很低。
图1锅炉燃料元素分析
3、锅炉掺烧煤泥、煤矸石前后运行对比分析
3.1对床温的影响
在200MW以下时，不投煤泥与投10％(质量比)煤泥量，由于锅炉减少了给煤量，密相区的热量输入减少，床温下降，一次风量不变，总风量有少量提高。分析认为床温下降主要因为煤泥燃烧增大了循环灰量，循环灰回到炉膛带走了部分密相区热量。煤泥掺烧20％量时，煤泥发热量和煤发热量与床料吸热量基本持平，由于煤泥含水量大，客观上增大烟气总量，引风机出力增大。煤泥掺烧20％量时，给煤量持续减少未燃尽的煤泥团落到布风板上，在床料中燃烧，床温下降。由此可见，负荷越低煤泥掺烧量越大，未燃尽的煤泥团越多，不完全燃烧越明显，飞灰含碳量、底渣含碳量都会上升。
在250MW以上时，锅炉给煤量增加较大，燃料放热量大于循环物料吸热量，投煤泥时煤泥团在炉膛中自上而下先吸热后燃烧，炉膛上部温度下降约明显，炉膛差压增大对流换热加强；炉膛中部由于煤泥多在该区域燃烧温度有一定量的上升，床温由于给煤量的减少相较不投煤泥也有一定量的下降。
煤矸石与煤泥同时配合掺烧时由于煤矸石的发热量低、挥发份低，在炉内燃烧需要的时间长，我厂在同时掺烧煤泥和煤矸石的过程中由于煤矸石质地坚硬破碎困难导致输煤粒度无法保证，出现床温偏差较大（最大时偏差350℃）、排渣困难的问题，后经过对输煤破碎系统及排渣系统优化升级后以上问题得到了解决。煤矸石燃烧对床温的影响不明显。
3.2对飞灰、底渣含碳量的影响
煤泥、煤矸石作为煤炭洗选过程中的副产物，粒度较小，再加上我厂煤泥采用锅炉炉顶送入的方式，给料口距离分离器入口较近，煤泥进入炉膛首先要炸裂，粒度较小的煤泥一部分被负压抽到分离器内，由于粒度较小的未燃尽颗粒在分离器中难以被捕捉下来，直接被烟气带人尾部烟道，从而导致了飞灰含碳量的上升。掺烧煤泥后锅炉平均飞灰含碳量升高至1.72％。煤矸石粒度大、燃烧时间长，物料在炉膛内停留时间相对较短无法充分燃烧这有无形中提高了底渣含碳量。
3.3对风机电耗的影响
煤泥中的水分在燃烧过程中大量蒸发,最后都会以气态形式排出锅炉。造成总烟气量略有增加，同时使得同等工况下锅炉引风机的出力增大,相应地增大了部分厂用电率。在负荷大于250MW时一般两台引风机电流各增大15A左右，230MW以下时表现不明显。但一次风机电耗有所降低，因为有足够的循环灰可以维持低床压运行，从而降低了一次风机电耗。但是在煤泥、煤矸石同时掺烧过程中由于煤矸石破碎困难，导致燃煤粒度超标较大，锅炉床温偏差最多时在350℃以上，为保证运行安全只能通过增加料层厚度、一次风量的方法避免床温出现较大偏差。
总体来看，240MW以上同时掺烧煤泥、煤矸石时锅炉三大风机电耗率较高，单机厂用电率增加明显。
4、煤泥燃烧发电经济效益分析
煤泥煤矸石折算标煤发热量后与相同发热量的原煤相比较,价格约低200元/t,除去煤泥泵送系统所耗电费、设备折旧费、维护等费用,每燃烧1吨煤泥可节约燃料费用约150元、1吨煤矸石可节约燃料费用约100元，煤矸石如全年消耗10万吨煤泥、40万吨煤矸石，则可为电厂减少燃料支出约5500万元,效益相当可观。
5、总结
随着我厂狠抓降耗提效工作的不断深入，锅炉中掺烧煤泥、煤矸石不仅将废弃资源回收利用,而且降低了燃料成本，企业普遍盈利能力下降的其况下这毫无疑问将大大提高企业经济效益。煤泥、煤矸石掺烧对于循在电力环流化床锅炉的整体性能会产生一定的影响，特别是当煤泥、煤矸石掺烧达到一定比例时，炉膛床温下降，烟道排温上升，这些影响都会降低锅炉的燃烧效率。目前我厂煤泥掺烧量仍然较少需要在今后的生产过程中会继续总结经验，在保证机组安全运行的基础上争取企业经济效益的最大化。这也将是未来发电领域努力前进的重点方向。
参考文献
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