浅析配煤掺烧对炉后设备的影响

徐杨

大唐国际发电股份有限公司陡河热电分公司

摘 要：随着电煤市场的不断发展变化，电煤的价格和品质对火电厂的生产经营造成的压力越来越大，燃煤掺配掺烧工作的重要性变得越来越突出。本文主要对炉后设备进行有针对性的优化改造，从炉后设备角度最大限度的扩大配煤掺烧的煤种选择，确保在日益严峻的燃煤形势下炉后设备安全、稳定运行。

关键词：炉后设备；掺配；掺烧

引言

近几年来，随着燃煤价格的不断上涨，燃料成本已经成为制约发电企业是否盈利的主要因素，发电企业经济开始下滑。为了缓解电厂的经济压力，最大限度地降低燃煤价格，提高电厂的盈利能力。在保证安全生产的前提下，采购设计煤种之外的低价煤种作为掺烧煤种，通过掺配低价燃煤，深度挖掘燃煤的市场价格空间和设备掺烧潜力，达到降低发电成本的目的。

1.设备及燃煤情况简介

某火力发电厂现有两台200MW机组运行，除尘系统采用福建龙净环保有限公司的电袋复合除尘器，输灰系统采用二条输灰管道进行输送，脱硫系统采用北京国电清新环保技术有限公司的石灰石-石膏湿法脱硫工艺，除渣系统采用湿排渣工艺。机组设计燃煤灰分37.33%，硫份1.4%（即吸收塔入口二氧化硫浓度小于3400mg/Nm3）。为了缓解电厂的经济压力，最大限度地降低燃煤价格，提高电厂的盈利能力，在保证锅炉安全生产的前提下，通过制定科学、可行的配煤掺烧方案，在燃用正常热值燃煤中掺烧一定比例的低热值高硫燃煤，配煤掺烧后燃煤灰分最大达到50%，降低了燃煤成本，提高了电厂的经济效益。

2.燃煤掺配对炉后设备的影响及设备优化方案

2.1除尘设备

除尘器系统采用的电袋复合除尘器充分发挥电袋复合除尘器前级电场除尘效率高的特点，先捕集烟气中80%左右的粉尘，降低了进入袋场区的粉尘浓度及粗颗粒含量；进入后级袋场区的粉尘为荷电粉尘，为后级布袋除尘建立良好的工作条件。

燃煤灰分增加后烟气中粉尘浓度增大，由于后级袋场区的作用，仍可以确保粉尘达标排放。由于电场区单位体积内的空间电荷总量不变，因此粉尘浓度越大，尘埃离子越多，气离子形成的空间电荷相应减少，从而降低电场中的驱动速度，减小电流。如果粉尘浓度超过一定范围，将降低除尘效果，甚至发生电晕阻塞停止除尘过程。袋区同一过滤面积上积灰速度增快，过滤风速阻力增加，整个电袋复合除尘器阻力将增大。

通过提高电场区振打频率减少阳极板、阴极线积灰，提高收尘效果；通过调整袋区的喷吹时间间隔降低布袋表面积灰，降低整个电袋复合除尘器的运行压差。经过调整可以满足机组燃煤掺烧运行。

2.2输灰设备

输灰系统采用正压浓相气力输送系统，工作原理是根据固气两相流的气力输送原理，利用压缩空气的静压和/或动压高浓度、高效率的输送物料。物灰在仓泵内必须得到充分流化，而且是边流化边输送。每台炉二条输灰管道，一、二电场各分 A、B 两侧，两个仓泵组成一个输送单元，共四个输送单元，共用一根输灰管道（灰管一）；三、四、五袋区四个仓泵组成一个输送单元，共 3 个输送单元，共用一根输灰管道（灰管二）。输送单元的一个完整输送过程包括以下几个阶段：进料阶段、充气阶段、输送阶段、吹扫阶段、等待阶段。同一根管的各输送单元每次只允许一个输送单元在输送，按照完成进料阶段的先后顺序排队输送（充气阶段、输送阶段、吹扫阶段、等待阶段）。由于燃煤掺配后的燃煤灰分增大，电袋复合除尘器收尘量增大，灰斗内积灰较多，超过设计出力后灰斗高料位频发。

通过理论学习和现场经验可以确定，电袋复合除尘器收尘的粉煤灰主要集中的一、二电场区对应灰斗，由于一、二电场区输灰单元需要排队输送，输灰管道限制了仓泵输灰。为提高输灰能力，对输灰系统进行改造优化，新增加一条输灰管道，一电场A、B 两侧共用一条输灰管道，二电场A、B 两侧共用一条输灰管道，三、四、五袋区三个输灰单元共用一条输灰管道。改造完成后一、二电场输送能力提升了一倍，彻底消除高料位隐患。

2.3脱硫系统

吸收塔为逆流接触型洗涤反应塔、在吸收塔内将同时完成SO2的溶解、与石灰石浆液的反应、亚硫酸钙的氧化、石膏的结晶等过程。塔的上部为洗涤、溶解、吸收区，该区域布置有湍流层、喷淋层、浆液循环泵将循环浆液（由石灰石浆液、亚硫酸钙和石膏浆液组成）送入喷嘴喷淋、浆液自上而下与自下而上的烟气接触后、汇聚。在湍流层进入吸收塔烟气与循环浆液运动形成湍流，二者充分接触，洗涤烟气中的尘杂、溶解烟气中的SO2并与CaCO3发生化学反应而被吸收，生成的CaSO3向下汇聚至吸收塔的下部浆池。浆池分为氧化区和结晶区。在氧化区由氧化风机向浆液鼓送压缩空气将CaSO3氧化成CaSO4。石膏浆液在结晶区经石膏浆液排放泵送至石膏旋流器站，经石膏旋流器的粗细分离，溢流细颗粒浆液返回至溢流箱，由溢流返回泵分配返回到吸收塔。底流的粗颗粒浆液排至真空脱水皮带机进行脱水，脱水后形成含水量≤10%石膏，进入石膏库。在吸收塔上部装有高效除尘除雾装置，以除去脱硫净化后烟气夹带的液滴，烟气由塔顶引出经出口挡板进入总烟道从烟囱排出。

脱硫吸收塔设有四台浆液循环泵，每台循环泵对应一层浆液喷淋层。四台浆液循环泵流量相同，扬程相差2米。由于燃煤硫份增加，吸收塔入口二氧化硫浓度超过设计值，为确保达标排放，采取技术改造。将中间扬程的两台泵叶轮更换为大扬程叶轮，由于扬程增大带动循环泵出力上升，循环浆液量增大，两台泵运行电流分别增大了1A和3A。增大了液气比，提升了吸收效率。

燃煤硫份超过设计值时适当提高运行PH值，增强二氧化硫吸收效果，适当添加增效剂，促进吸收反应速率。通过技术改造及运行调整，可以确保脱硫系统满足燃煤掺配需求。

2.4除渣系统

除渣系统运行方式为：锅炉燃烧炉渣通过炉底渣泵将渣排至低压泵房，再由低压泵房内的排渣泵排至脱水仓中进行脱水。

脱水仓的工作过程为：灰渣浆经渣浆泵通过管道注入脱水仓，灰渣浆的溢流水以及经析水元件析出的水，通过溢流水管进入浓缩池，浓缩池的溢流水进入溢流泵入口母管，由溢流泵加压后汇入厂溢流水系统循环使用。脱水后的灰渣经排渣闸门装车外运。浓缩池池底的灰渣沉淀物则由池底的底流泵送入脱水仓重新脱水处理。

为确保外运灰渣满足环保要求，每台脱水仓需要进行三天析水后才能拉运。由于燃煤掺配后灰分增加，致使每天渣量增大。且通过现场根据发现部分粉煤灰未到电袋复合除尘器，而是落入炉渣中，致使渣水系统中细灰量增大，脱水仓析水板设计为渣、水分离设备，无法有效实现灰、水分离，致使脱水困难。析水三天不能满足拉运。

由于现场备用脱水仓有限，满负荷期间三天内必须清空备用仓。实施技术改造，增加析水泵，使用脱水仓析水母管直接抽水至脱水仓顶部，析水不再进浓缩池，可以满足浓缩池安全运行，析水过程中保持管道冲洗水门开度，消除泵抽空现象。析水泵抽脱水仓二层析水母管渣水，通过吸力不但可以提升析水效果，而且可以完全消除浓缩池隐患，消除底流管堵塞隐患和外部析水母管堵塞隐患。通过实施改造试验析水一天可以达到原来析水五天的效果，可以保证二天倒换脱水仓，满足燃煤掺配要求。

3.总结

通过对炉后环保设备设施进行有针对的改造优化，大大提升了炉后环保设备设施对燃煤的适应程度，确保了从炉后设备角度最大限度满足燃煤掺配要求，确保在日益严峻的燃煤形势下炉后设备安全、稳定运行。

参考文献

[1]杜学慧.燃煤精准掺配掺烧，确保机组安全经济运行.科学与技术2021年第29卷2月6期。

[2]王术力.锅炉配煤掺烧技术管理及效益分析.E动时尚·科学工程技术2019年4期