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煤粉炉煤泥掺烧存在的问题及其隐患

【摘 要】在火力发电厂锅炉煤粉锅炉掺烧煤泥还存在居多问题需要解决,这些问题严重影响锅炉的稳定燃烧和使用寿命,并且在运行期间制粉系统等方面也存在大量隐患,容易造成堵塞、结焦以及积灰严重等现象,所以粉煤锅炉掺烧煤泥应考虑多方面因素,避免掺烧后造成严重后果。

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【关键词】煤粉炉;煤泥;掺烧

 

1.煤泥简介

 

1.1煤泥大致由如下几种类型产生:

 

1)选煤厂的浮选尾煤:这类煤泥一般是一种废弃物,其性质与洗选矸石或中煤类似。因煤质不同,浮选煤泥的品质有较大差别,根据煤泥回收工艺的不同,煤泥的物理性质差别较大。

 

2)煤泥沉淀池或尾矿场,根据固体颗粒在水中自然沉淀的原理,实现固液分离而产出的煤泥。

 

3)矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水冲刷下来的煤泥

 

1.2煤泥的特性

 

1.2.1持水性强

 

由于煤泥颗粒小,所以表面积增大,水分携带能力强,经过检测小于200目的微粒约占70%90%,与原煤相比粒度相差极大。这样使得煤泥具有较高持水性,带水后类似糯米团,又细又软,晾晒几个月,表面似已干燥,但其内部含水率仍然很高。

 

1.2.2灰分含量高,发热量偏低

 

按灰分及热值的高低可以把煤泥分成三类:低灰煤泥灰分为20%32%,热值为12.520MJ/kg;中灰煤泥灰分为30%55%,热值为8.412.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,热值为3.56.3MJ/kg

 

1.2.3黏性较大

 

由于煤泥中一般含有大量的黏土类矿物,并且含水量较高,颗粒微小,所以多数煤泥黏性较大,并且还具有一定的流动性。由于这些特性,导致了煤泥的堆放、贮存和运输都比较困难。尤其在堆存时,其形态极不稳定,遇水后易流失,风干后易飞扬。结果不但浪费了宝贵的煤炭资源,而且易造成环境污染。

 

1.2.4钙、镁等矿物质离子含量高

 

由于煤中矿物质在水中发生溶解,因此选煤厂煤泥中除含有大量的悬浮物外,还含有大量的溶解态的物质,其中钙、镁等离子含量较高,容易导致过热管束外壁结焦。

 

2.煤泥对制粉系统方面的影响

 

1)从煤场运输到锅炉的原煤斗,由于煤泥是由煤炭、矸石与粘土混合组成,一般浓度(含固量)为7277%,颗粒直径小于0.5mm,煤泥是一种高浓度、高粘度的粘稠物料,其表观粘度变化较大,均匀混合后属于典型的非牛顿流体,流动性小粘结性大煤泥固有的特性,极易带来输送系统的堵塞及原煤斗内煤泥挂壁的现象以及环境污染事故。

 

2)夏季由于雨量大导致原煤较湿,球磨机入口很容易积煤,掺入煤泥后,回粉管的煤粉与煤泥混合后落入球磨机入口将更容易造成入口积煤,导致制粉系统运转不稳定,出力大幅度降低,制粉系统耗电率明显升高、钢球需求量也逐渐增大。

 

3)由于煤泥中含水量较多,导致制出的煤粉潮气较大,储存在粉仓中极易结块,一旦结块落入给粉机中容易导致给粉机供粉不畅,造成给粉机来粉不好或跳闸,导致锅炉负荷下降,主汽温度变化,炉膛内燃烧不稳定。

 

4)由于煤泥颗粒小,表面积增大,水分携带力强,在粗细粉分离器中对煤粉进行分离,将产生不均匀现象。煤泥进入制粉系统后,直接经三次风进入炉膛,对控制燃烧影响较大,影响主汽温度调整。

 

3.燃烧方面存在的问题

 

1)掺烧煤泥后过低的发热量意味着理论燃烧温度低,煤中杂质多,需要增加给粉机转数,提高一次风压,提高一次风温,锅炉将出现带负荷困难现象。不但增加送风机耗电量,而且一旦煤质变化,容易导致炉膛燃烧不良,严重时造成锅炉灭火。

 

2)煤泥与原煤掺配时,如果配煤稍有不均,由于掺配后灰熔点降低,一旦温度超过煤灰的熔点就会使炉膛内结焦或喷口结焦,高温结焦的焦块坚实不易脱落,处理需要花费大量大力、物力,影响锅炉带负荷能力,严重时可能堵喷口、着火滞后,造成回火烧粉管等事故。

 

3)由于灰分含量高,锅炉大负荷运行时,产生的灰量大容易造成过热器积灰严重,影响锅炉内辐射、对流的换热效果,使得排烟温度升高,锅炉热损失增加,导致锅炉效率下降。

 

4)由于煤泥燃烧不完全容易造成飞灰含碳量增大,飞灰将导致尾部烟道受热面磨损加剧,尤其是省煤器、空气预热器等管束管壁较薄,容易发生省煤器、过热器磨损泄漏事故,增加锅炉非计划停炉次数。

 

5)由于煤泥的燃尽度较差,无形中增加了机械不完全燃烧损失,降低锅炉效率。而且煤泥中含有的水分蒸发时也需要消耗一部分热量,也一定程度上会影响锅炉热效率。

 

6)煤泥中水分蒸发后被烟气带走,若尾部烟道或除尘器漏风将造成水蒸气结露,特别是冬季更加明显。这对尾部烟道换热器造成一定的腐蚀,同时容易使飞灰板结,造成尾部烟道积灰严重,排烟温度升高,除尘器下灰不畅,除尘效率降低等一系列问题。严重可能造成吸风机叶片磨损或结垢,造成风机震动超标等现象。

 

7)磨煤机铁耗大使得煤粉中铁含量增加,水冷壁也易发生结焦现象,严重时造成水冷壁辐射换热不均。并且会出现掉焦频繁等现象,容易发生冷灰斗堵塞事故。

 

8)今后安装脱销装置后,由于钙、镁等矿物质离子含量高,掺烧煤泥可能会影响脱销效果。例如:重金属离子含量高与催化剂反应造成催化剂失效;灰量较大造成反应器堵塞、磨损等事故。而且脱销也包括浓淡燃烧器的改造,需要降低氧量,这样更容易出现结焦现象。

 

9)由于煤泥中含有其他杂质,燃烧后造成飞灰中杂质较多,这样可能会影响收干灰系统收灰的质量。

 

4.要实现煤泥掺烧需要解决的主要问题

 

1)掺烧煤泥要注意原煤和煤泥的掺烧比例,以及均匀性。由于各单位煤质的不同要一点一点逐步摸索适合自己的掺配比例,并且要达到掺配均匀。

 

2)煤泥要有烘干装置,将煤泥中的水分蒸发掉,并且要有存储设备和防雨设施,运输时要安装疏通、清理装置,一旦出现堵煤、挂壁现象要及时处理。

 

3)煤泥掺烧要保证锅炉的烟风、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低、电流也只有额定的约60%-70%,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。

 

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,对可能出现的棚煤、断煤等异常工况做好事故预想和应急措施,确保煤泥入炉燃烧安全稳定。

 

5.结束语

 

   鉴于各企业所引进的煤泥和原煤煤质不同、性能偏差较大,所以煤泥掺烧存在问题的侧重点也不尽相同,以上是我个人对煤泥掺烧的几点想法和建议,其他的因素和实际使用情况还有待于进一步研究。小马从事煤泥烘干设备行业十几年年,参与过多家大型煤泥烘干厂筹建,煤炭企业烘干设备研发设计,市政污泥干化、污泥处置、铝型材污泥减量及资源化、钢渣、矿渣、怎综合处理及利用等。中科领向在相关领域已取得核心创新技术8项,获得专利18项。欢迎广大洗煤,烘干等企业交流合作。13323933290小马。(以上转自网络,仅供参考)


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