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410t/h循环流化床锅炉原煤仓堵煤问题改造探讨
发布时间：2013-06-02 07:53 来源：未知
1、概况
茂名石化分公司动力厂2台410Uh循环流化床(CFB)锅炉是茂名石化100万吨／年乙烯改造的配套项目。主要设备包括2台410t/h循环流化床锅炉、1台40MW双抽冷凝式汽轮机和1台50MW发电机。锅炉主燃料为贵州煤，同时考虑渗烧部分石油焦，为此锅炉设计燃料为100%贵州煤，校核燃料为70%贵州煤+30%石油焦。点火燃料用轻柴油，采用炉内添加石灰石进行脱硫。燃料通过铁路运输在卸煤槽卸下，然后通过输送带进入干煤棚存放，经过筛选、破碎，最后通过栈桥输送到炉前煤仓。CFB锅炉主要向茂名石化公司100万吨／年乙烯等化工装置提供超高压蒸汽（12.5Mpa/530℃）、高压蒸汽（4.3Mpa/390℃）、中压蒸汽（1.7Mpa/290℃）、超高压锅炉给水、高压锅炉给水。富余的蒸汽将提供给热电二车间一台40MW汽轮发电机组和热电一车间的两台25MW汽轮发电机组发电。
2台410t/h循环流化床锅炉于2004年4月18日开工建设。1#CFB锅炉2005年12月28日试运行，2#CFB锅炉2006年2月28日试运行。自锅炉试运行以来，原煤仓经常发生堵煤、搭桥现象，特别是阴雨天，煤的表面水分较高时更加严重，成为制约装置安全稳定运行的最大瓶颈。
2、现状
煤前仓的频繁堵煤，造成了2台CFB锅炉8台给煤机几乎同时断煤，处理恢复不及时的，导致锅炉低温MFI'保护动作，锅炉跳停。为平衡锅炉汽压，在床温波动情况下，需频繁启停放空阀，造成锅炉启动放空排汽损耗大，锅炉效率低。表l和表2是煤仓改造前，锅炉煤仓堵煤和锅炉放空情况统计。
3、改造前的原煤仓设计简介
茂名石化分公司动力厂2台CFB锅炉由FosterWheeler公司设计、制造，采用棱台形四分水、泥钢混合式结构。煤仓、炉前封闭式皮带给煤系统，四台给煤机进出口均设气动煤闸阀，并各引一路压力风送入给煤机防止炉火反窜。煤仓内壁衬2.OOmm厚不锈钢板，煤仓东西向与水平夹角分别为75.670、84.530、78.690、81.490，南北向与水平夹角分别为73.860、71,150，下部接小煤斗，煤仓上口为7100x3800mm，煤仓出口为900x460mm的矩形截面，高度10.50米，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
改造前采用的防堵措施：煤仓东西方位上各设置一台疏松机，北方位上各安装一台空气炮。原煤仓设计示意图见图1。
4、原煤仓堵煤原因分析
①原煤仓设计结构的分析
原煤仓呈棱台形，上口大，下口小，高径比太大。物料自上而下靠自重下落。下落的物料由于在方形容器内流动，故愈向下流动，面积愈小，对物料本身就形成挤压，摩擦系数增加是造成堵塞的主要原因。
②给煤机内部压力平衡的分析
因为CFB锅炉的给煤机为压力式，为防止炉膛热烟气倒灌，给煤机采用一次风进行密封，压力为2-4kPa，在煤斗内会形成上托力，抵消了煤斗原煤的部分下滑力，这也是形成堵煤的因素之一。
③煤的表面水分问题的分析
样煤的表面水分设计为8.46%，此含水量在茂名地区属于正常含水量。设计要求贮煤场必须全部设置干煤棚，防止煤在贮存期间雨水的浸入。茂名分公司动力厂CFB锅炉干煤棚分南、北千煤棚，煤棚全长156米，宽33米。由于压缩投资，原设计煤棚只盖了78米，因此，部分原煤露天存放或被雨淋湿，也是形成堵煤的原因之一。
④燃煤粒径问题的分析
原煤粒径的大小，也会造成煤仓堵煤。因为煤粒度过细，煤粒之间相互作用增大，加速了煤在煤仓搭桥及板结。对2006年6、7月份人厂原煤的粒度统计见表3。
从表3可见，入厂煤粒度小于0.45mm的平均比例为28.2%，为人炉煤粒度要求上限的1.82倍。粒度偏小的原煤再经过破碎机的破碎挤压后，煤粒度就会变得更细，可见，入厂煤粒径偏小，增加了堵煤的机率。
⑤解决问题的方向
通过对影响原煤仓堵煤的因素分析，燃煤粒径，从工艺系统及供应等因素考虑，进一步采取措施较困难。燃煤表面水分的改进，可采取补齐干煤棚的屋面来解决，项目已列入公司技改计划。锅炉厂家不同意改造落煤管工艺流程，因此改造的重点应放在对原煤仓结构的改进上，如减少煤斗壁的阻力、增加煤的流动性、加大出口煤斗的尺寸等。东糖电厂等单位原煤仓的改造，证明此方向是可行的，可取得较好的效果。
5、改造的措施及效果
(1)改造措施
经过调研和分析，对2台410t/h循环流化床锅炉煤仓轮换进行了改造。改造的措施如下。
①在原煤仓标高26米处截除原煤仓下部分，改成喇叭段，增设二级缓冲煤斗。考虑到原煤的腐蚀性以及增加原煤流动性，决定在喇叭段、二级缓冲斗内壁上内衬5mm厚不锈钢板。
②增大给煤机入料口的尺寸。给煤机人口尺寸由原来的900mmx460mm增大到1200mmx800mm。另外，由于煤斗下料中心发生位移，给煤机入口皮带托辊数量，由3根增加到5根。
③煤仓内混凝土表面全部刷环氧树脂涂层防牯处理，增加原煤人口处流动性。
④拆除给煤机入口气动闸门，更换为插杆阀。
⑤重新安装75L型空气炮，保证每台给煤机煤仓南北方位有2台空气炮，并调整了空气炮出气咀角度，实现统一气源，远程控制。
⑥疏松机材质全部更换为不锈钢，确保运行中不出现折断现象。
改造后的原煤仓示意图见图2。
(2)改造后的效果
改造后的1#、2#CFB锅炉堵煤现象大大地改善，特别是对水份比较大的燃煤效果更加显著，堵煤只是偶尔现象，可以保持煤斗较长时间不堵煤。锅炉放空量也大大降低，同时改变了CFB锅炉不能全烧原煤的现状。改造取得了预期目标。
①造后堵煤次数和放空量
改造后堵煤次数和放空量统计分别见表4和表5。
②经济效益煤仓改造后，锅炉启动放空量由原来的18.5吨／小时下降为2.47吨／小时，节约蒸汽16.03吨／小时，按锅炉一年运行8000小时计，每吨蒸汽成本100元计算，一年可节约蒸汽成本近1300万元。
③社会效益
2台410t/h循环流化床锅炉煤仓的成功改造，大大地提高了CFB锅炉运行可靠性，为茂名石化分公司动力厂2006年全年实现节油20万吨，直接创造效益2.08亿元做出了积极贡献。也为2007年炼油项目CFB锅炉的设计选型提供了有益参考。
6、结束语
茂名石化分公司动力厂2台410t/h循环流化床锅炉长周期运行，表明原煤仓的改造是成功的，可以得出以下结论。
①煤仓线型应尽量采用等截面变化率的双曲线或近似双曲线煤斗。
②给煤机人料口的尺寸应尽量放大。
③在给煤机上部设置敞开的缓冲煤斗，直接通煤效果更好。
④在缓冲煤斗上各安装。2台疏松机或振打器，提高通煤效果。
⑤建议大型循环流化床锅炉的煤仓内衬设计时采用耐磨金属板，厚度不小于5mm，煤仓与内衬板采用塞焊，焊点处应磨平修正，以减少内衬板变形、脱落等缺陷，增加煤的流动速度。
⑥建议大型循环流化床锅炉设计时增设给煤机出口气力密封装置，压住炉烟反窜，消除或减小给煤机内部密封压力，以增加煤斗燃煤的下滑速度。
⑦建议原煤仓设计时，适当缩小有效容积，上煤总量最好按锅炉满负荷运行所需5-6小时考虑，也就是。“勤上煤，少上煤”的原则。
