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CFB锅炉给煤系统技术改造及效果

作者:四通锅炉    来源:河南省四通锅炉    发布时间:2019-11-11 21:20:53    浏览量:433

中国石化集团资产经营管理有限公司齐鲁石化分公司热电厂二化动力站( 简称二化动力站) 有 3 台 240 t/h 循环流化床锅炉( CFB) , 2006 年底投产,由济南锅炉集团有限公司制造,型号: YG -240/9. 8 - M1,额定蒸发量 240 t/h,过热蒸汽压力 9. 8 MPa,温度 540 ℃,是一种高压、单汽包、自然循环的锅炉。主要为空分装置、二化煤气化装置、二化丁辛醇装置提供 4. 0 MPa、1. 3 MPa 蒸汽。每台锅炉设置 4 台皮带称重式给煤机,每台给煤 机给煤量为 3 ~30 t/h。

(来源:微信公众号“循环流化床发电”  ID:xhlhcfd  作者:谢志明)

二化动力站 CFB 锅炉原设计给煤系统存在缺陷,导致燃料供应不足,影响安全保供、环保达标。本文主要分析原给煤系统存在问题,提出了相应的改造措施,从源头入手,解决生产瓶颈,为装置安全生产提供稳定的动力源。

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锅炉原给煤系统存在的问题

2.1原给煤机存在的问题

锅炉设计煤种全水分质量分数为8%~10%,燃用燃料全水分质量分数为4. 9% ~ 20.5%( 2017 年统计数据) ,已严重偏离设计值。原给煤机内部铸造件管内部光滑度较差,当燃用水分高的煤种时极易造成煤仓棚煤架桥、给煤机断煤、落煤管频繁堵塞。根据统计,改造前锅炉每天平均堵煤超过 10 次,尤其在雨季、冬季煤质水分大、燃煤流动性较差时,每天疏通超过 200 次,每个给煤机入口需要安排专人不间断疏通,制约设备稳定运行。

原给煤机煤仓切断门为对插插板式,给煤机上插板门内部,特别是插板门下部方圆节处易粘煤造成堵煤。锅炉运行状态时该门长时间处于开启状态,易出现卡涩现象,一旦给煤机故障需要抢修,不能快速切除给煤机,达不到使用要求。

2.2落煤管结构原始设计问题

落煤管原设计结构为等径圆管,倾斜角度较小,内部煤流瞬间冲击落煤管底部管壁,同时落煤管内部两侧落煤对中心部位存在挤压现象,易造成湿煤粘结,且该位置没有设播煤风加强流化,尤其雨季和冬季堵塞更为频繁。2015 年出现落 煤管堵管 139 次,2016 年落煤管堵煤 150 次,2017 年落煤管堵煤 378 次,人工在线清堵难度很大、费用高,清堵效果不明显,经常出现单台炉多台落煤管同时堵煤的情况,曾多次因落煤管堵煤造成非计划停炉事故,严重影响生产安全。

2.3给煤机电仪控制盘存在问题

电气元器件老化,故障频繁; 原设计不合理,同一侧 2 台给煤机共用一路电源。当 1 台给煤机电气发生故障时,同一侧 2 台给煤机必须同时断电进行抢修,造成锅炉偏烧,影响安全供汽、环保达标。

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采取的措施

为彻底解决锅炉给煤系统存在的问题,消除生产瓶颈,二化动力站于 2017 年 12 月 14 日至 2018 年 2 月 10 日先对 2# 锅炉进行改造。之后 2018 年 5 月至 7 月、 8 月至 10 月分别完成了 1#锅 炉、 3#锅炉改造。

3.1原给煤系统改造1) 将原锅炉 4 台皮带称重式给煤机改造为刮板式输送给煤机,布置在锅炉房 16 m 层,采用的无堵塞给煤机利用圆环链条及刮板,将煤仓中的煤炭向机尾方向刮出后落到底板上,再由向机头方向运动的刮板输送到机头处的落煤口,煤炭通过无堵塞播煤器进入炉膛。

2) 引入经空气预热器加热后的二次风作为加热源,通入给煤机下部隔层对入炉煤进行加热,最大程度的降低煤炭湿度。

3) 每台锅炉均新增 4 台漩涡风机,漩涡风机组布置在锅炉房 8 m 层,锅炉前墙东侧,在落煤管易堵位置引入风源做为吹堵风。

4) 对落煤管的形状进行重新设计,拆除原来400 mm 圆形落煤管,更换为 500 mm × 500 mm 的方形落煤管,煤流流动性加强; 在圆管落入方管拐弯处增加播煤风,强制煤流流动,避免因煤流冲击落煤管管壁,造成的粘结性堵塞。

改造部分的工艺流程见图 1。煤炭自煤斗中下落入刮板式给煤机,由给煤机输送至落料管及播煤器,然后进入炉膛进行燃烧。在煤炭的输送过程中,采用二次热风对煤炭进行烘干,采用一次冷风进行煤炭与落料管的隔离以及播煤,采用漩涡风机产生的压缩风进行煤炭输送。

5) 给煤机插板门,由原设计的插板式改为插棍式插板门,保证可靠下煤的同时可在短时间内切除给煤机,为抢修工作提供强有力的保障。

3.2电气改造

更换全部电气元件,并将原设计的同一侧 2 台给煤机共用一路电源改为不同侧 2 台给煤机共用一个电源,避免当 1 台给煤机电气故障时,同一侧 2 台给煤机同时断电造成锅炉偏烧。

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改造效果与效益

4.1改造效果

2#锅炉给煤系统改造后,有效缓解了之前生产波动的局面,避免了以往因堵、断煤造成的非计划停车。而同期运行的暂未改造的 1# 锅炉共 出现给煤机入口堵煤 300 余次,落煤管堵煤 6 次。图 2 为 2#锅炉改造后 48 h 1#与 2#锅炉给煤量实时曲线。其中,蓝色曲线为 1# 锅炉给煤总量曲线,黄色曲线为改造后的 2# 锅炉给煤总量曲线。

从图 2 可以直观看出: 改造后的 2#锅炉稳定性远强于 1# 锅炉。1# 锅炉给煤总量曲线频繁波动,这是由于给煤机、落煤管堵断煤后,为保证蒸汽安全保供,必须暂时加大其他给煤机煤量; 而改造后的 2#锅炉给煤总量曲线平稳,运行稳定。

4.2效益

发生给煤机落煤管堵管时,每次疏通落煤管的费用为单根 2000 元,按照 2017 年全年 387 次堵管计算为 774 000 元。

给煤机断煤、落煤管堵管将大大增加碳酸钙耗量。2018 年全年碳酸钙用量大幅降低,单耗 ( 每产1t蒸汽所消耗的碳酸钙用量) 同比降低 2.38 kg/t,降低成本: 3 687023 t( 2018 年全年所产蒸汽量) × 2.38 kg/t × 165 元/t( 碳酸钙单价) =1 447 894元。

年经济效益总计 2 221 894 元。

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结语

二化动力站利用锅炉大修的机会对 3 台 CFB锅炉进行了防冻堵改造,对给煤机本体、落煤管结构、强制播煤风等系统进行重新设计,改造后未发生落煤管堵煤的情况,从源头上解决了锅炉给煤不稳定的问题,实现了装置平稳供汽、烟气环保达标的目标。


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