| 摘 要： | 煤泥是煤炭加工的一个主要副产物,它难以存储,容易造成严重的环境污染。我国煤泥产量大,但是综合利用率较低,煤泥的清洁规模化消纳对我国的低碳发展有重要意义。循环流化床(CFB)燃烧技术具有燃料适应性广的特点,有规模化消纳煤泥的潜能,若能在燃用煤泥的情况下保证CFB锅炉机组的稳定运行,发电成本将会大幅降低。历经30余年的研发,CFB锅炉在我国现已广泛应用于煤泥的燃烧,处于世界领先地位。目前在中小机组上已经可以实现大比例掺烧或者全燃煤泥的运行,掌握了煤泥CFB燃烧的关键技术,带来了显著的社会效益和经济效益。100 MW级CFB锅炉可实现全燃煤泥的满负荷稳定;300 MW级CFB锅炉在满负荷时最大掺烧比可达84%,在中低负荷时可实现全燃煤泥运行;超临界CFB锅炉机组在进行低、中比例掺烧煤泥实践。燃用煤泥对CFB锅炉机组的影响是煤泥规模化清洁消纳工程应用的关键研究方向。在运行参数方面,由于燃用煤泥含水量高,造成床温降低和尾部烟道中烟气温度、流量和流速的改变,可通过加大引风机的功率维持系统正常的运行;因煤泥颗粒较细,含灰量大,容易随高温烟气进入尾部烟道,实际运行中通过配合调整给料方式、煤泥粒度、锅炉负荷等工况,可有效降低CFB锅炉排渣量,且可能存在一个最佳的掺烧比,使锅炉整体效率达到最高;此外,掺烧煤泥引发的床温影响了炉内脱硫效率,在实际运行中,通过综合调整一次风量,二次风量,石灰石的钙硫比等多个运行参数,减少污染排放量。在运行问题方面:对于燃用煤泥流动性较差,现一般采用达到兆帕级的高压泵施加输运压力,和通过多个并联的给料口同时给料等方式应对;同时,燃用高灰分煤泥会引起循环流率的显著提升,造成炉膛内床压大幅波动,普遍采取从炉顶给入炉膛,形成煤泥颗粒团和注意保持床存量等方式处理;另外,燃用高灰分煤泥会造成CFB锅炉烟气中粉尘浓度较高,尾部受热面积灰严重,过热器/再热器的金属管壁温度升高,会带来过热超温隐患。在经济性方面:燃用煤泥运行时引风机电耗增大会提高部分发电成本,但是掺烧煤泥以及增大煤泥掺烧比可以节约入炉原煤,减少燃料的成本;同时,若机组能稳定运行,可避免频繁的停机与检修,总体上发电成本将会显著降低。未来,更加高效清洁地消纳煤泥和煤矸石将是提高煤炭利用水平的重要工程实践,因此,有关煤泥清洁规模化利用的研究与工程实践的发展应该主要体现在以下三个方面:第一,燃烧煤泥机组的大容量、高参数发展是CFB燃烧技术进一步发展的方向;第二,提升单个锅炉的燃料灵活性,在燃料热值、含水量、含灰量等参数大范围波动时均能保证锅炉的稳定运行;第三,满足煤泥消纳的需求,适时建设大容量高参数CFB锅炉坑口电站,实现在煤炭产地就地规模化消纳煤泥及其它煤炭洗选加工产生的低热值燃料。
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