循环流化床锅炉燃料煤应用现状、问题及解决方案——以兖矿鲁南化
你机械化工科技风2017年3月上D01：10.19392/https://www.wendangku.net/doc/f58122104.html,ki.l671-7341.201705139
循环流化床锅炉燃料煤应用现状、问题及解决方案
—以兖矿鲁南化工有限公司为例郑仰峰1李兴发1张吉东1商一冰2申梦洁2刘洋1
1.山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590;
2.山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590
摘要：为了更全面的了解煤化工企业，本文以兖矿鲁南化工有限公司为例，对煤化工企业锅炉燃料煤的现状和技术进行研究。通过分析锅炉燃料煤的采购使用情况，锅炉的型号，锅炉燃料煤设计煤质状况，锅炉蒸汽曲线，锅炉燃烧洗混煤出现的问题及解决方案，得出现在煤化工企业锅炉燃煤的现状，以及燃烧洗混煤的优化技术。以此为现在的煤化工企业解决锅炉燃煤问题，尤其是燃烧洗混煤提供技术参考e 关键词：煤化工;锅炉燃料煤;循环流化床;蒸汽指标；洗混煤
1概述
我国的能源结构是“富煤、贫油、少气'在能源消费中，煤炭所占比 重能达到60%。利用煤炭最主要的形式是燃烧，现在国内多使用循环流 化床锅炉来燃烧煤炭而许多企业为节省成本,多采用劣质煤或泥煤 进行掺烧，在此过程中如果盲目使用混煤,可能会造成循环流化床锅炉 的损毁，导致企业的停丁停产，给企业带来经济损失，因此对循环流化 床锅炉燃料煤的研究显得尤为重要。
本文以兖矿鲁南化工有限公司为例，X t煤化工介业循环流化床锅 炉燃料煤的使用情况，出现的问题及解决方案进行研究，#出一套合理 使用洗混煤的模式。此研究内容可为其他使用循环流化床锅炉的煤化 工企业提供经验参考s
2兖矿鲁南化工有限公司2013年-2015年份锅炉燃料煤的采购 和使用情况
2.1公司2013年-2015年锅炉燃料煤采购和热值情况分析
自2013年-2015年，该公KJ采购了大M的锅炉燃料煤，用于循环 流化床锅炉的燃烧，以此为整个生产系统提供动力。锅炉燃料煤具体 的采购情况可见表1，根据表1分析，从M上来狞，在2013年-2015 年期间，采购的锅炉燃料煤的i l l和热值都在逐年增加,但是热值全部 都稍高于么<司对于锅炉燃料媒的设计热值(4830大卡）。燃烧热值远 低于设计锅炉煤热值的煤炭时，可能会降低密相区温度，影响燃烧，而 且低热值煤炭的折算灰分和折算水分比较高，会占用炉内燃烧份额，降低锅炉的效率;燃烧远比设计锅炉燃料煤热伯高的煤炭，炉内温度 过高，会有结焦的风险公司采购的锅炉燃料煤热值略大于设计锅 炉煤煤质的热值，采购的煤炭合理，同时也为掺烧劣质锅炉煤提供了 条件。
表 1 2013年-2015年锅炉燃料煤采购情况
年份锅炉燃料煤（万吨）锅炉燃料煤热值C大卡:）
2013 年60. 145020
2014 年67.785120
2015 年75.405220
2.2公司2013年-2015年消耗锅炉燃料煤情况分析
公司采购的锅炉燃料煤全部用于锅炉燃烧，用来供热电和蒸汽，在 生产过程中，吨煤产量这个指标很虽要，它n丨以将锅炉燃料煤的热值，转变成耑要的产品，叩足将锅炉燃料煤的热能转化成电能和蒸汽能。根 据表2,消耗一吨锅炉燃料煤,大约可以得到150kg的热电蒸汽,锅炉燃 料煤的热值在小范围内波动，对此没有影响。
表2 2013年-2015年锅炉燃料煤消耗情况
年份热电一蒸汽耗煤（kg/t)热电二蒸汽耗煤（kg/t)
2013 年152151
2014 年154150
2015 年150151
3兖矿鲁南化工有限公司使用劣质锅炉煤情况分析
3.1公司现有锅炉概况
公司自2002年-2011年期间，共安裝了循环流化床锅炉8台，其 中有3.8MPa压力等级的锅炉4台，具体又分为产汽M为75t/h烟囱座 为120m的两台，产汽M为130t/h烟函座150m的两台；另外四台锅炉 是9.8MPa)l(力等级，其中产汽M为130t/h烟囱座为150m的有叫台，产 汽量为260t/h烟囱座为150m的一台，产汽?量为260t/h烟囱座为90m 的有一台具体情况见表I
公司为配合锅炉运行，安装了 2台汽轮发电机组，循环流化床锅炉 每年可使用锅炉燃料煤约70万吨a
表3兖矿鲁南化工有限公司锅炉类型统计
锅炉崔.号数量（合）产汽量
Ct/h)安装时间烟囱（座）
循环流化床
LG75/3. 82-M6
%752002 年.X/120m
循环流化床
HG-130/9. 8-L
21302005 年1/150m
循环流化床
UG-130/3. 8M17
21302007 年l/150m
循环流化床
UG-2W/9, 8M2
12602007 年1/150m
循环流化床
UG-260/9. 8M2
12602011 年l/90ra
3.2兖矿鲁南化工有限公司生产装置对锅炉蒸汽指标的要求
公司的锅炉在生产运行中和发电厂锅炉所起的作用有根本的差 别，整个公KJ化丁装置的动力都是通过循环流化床锅炉燃烧煤炭来提 供，锅炉的稳定性对整个生产系统起着至关茧要的作用。循环流化床锅 炉日常主要作为公nJ空分、介成装置的!k:缩汽轮机驱动装置，此过程对 锅炉蒸汽压力、温度指标要求较为严格，严禁出现锅炉负荷大的波动，否则空分、合成汽轮机容易联锁跳车。
公司貝前存在两种3.8Mpa蒸汽jk力系统，一种靠多台3.8Mpa压力 等级的锅炉加减负荷进行力调甘，但是，这种方式;力波动很大，见 簡1蒸汽压力曲线，蒸汽压力调控困难;另一种是从9.8Mpa蒸汽力管M减W来进行历力调控，此种方式蒸汽管网压力比较稳定，见图2蒸 汽乐力Uli线，蒸汽压力调控容易。
图1第一种3.8M p a蒸汽压力曲
线
科技风2017年3月上机械化工4
图2第二种9.8M p a蒸汽压力曲线
3.3循环流化床锅炉设计燃煤煤质情况
公司设计的锅炉燃煤是烟煤,根据表4可以看出，设计煤的热值不
是很高，为4830大卡，略低于公司采购的锅炉燃料煤，这种煤炭燃烧可
以得到53.03%的基碳,6.95%的全水分,6.61%的基氣，3.30%的基氢，
0.98%的基M,0.43%的基硫,28.70%的灰分0
设计煤屮含M最高的足碳，含M最低的是硫，设计煤含水分在10%
以下[11…非常利于在锅炉中燃烧，不会造成锅炉管道堵塞。灰分远低于
51.27颂'可以掺烧部分劣质锅炉煤，不至于灰分含M过高，锅炉内燃烧
产生的烟气屮飞灰总剧增加，加重锅炉的水冷壁的磨损[%从而可以保
护锅炉，延长锅炉使用#命。
表4锅炉燃料煤煤质设计情况
设计燃煤煤质烟煤（粒度范围〇~l〇m m，50%切割粒径）
发热量20. 22I J/K g(4830 大卡）
全水分6. 95%
挥发份23. 05%
灰分28. 70%
收到的基碳53. 03%
收到的基每3. 30%
收到的基硫0. 43%
收到的基氧6. 61%
收到的基氮0. 98%
4锅炉燃烧洗混煤带来的问题
1) 当盼,该公司使用的洗混煤(锅炉燃料煤和劣质锅炉煤)热值在 4700?5000大卡，含水量在7%左右，灰分低于35%,碳、氢、氧、硫的含
M均符介循环流化床锅炉设计煤质的情况。而在2013年-2015年期间，
公司使用的锅炉煤部分为各大煤矿的洗混煤,水分在12%左厶，屮于洗
混煤中掺加部分洗精煤粉，含水111和粘度比较大，很容易造成粘壁，随
后粘结成团产生收口，发生架桥情况，致使落煤槽堵煤，还可能在落煤
管的折流板上产生粘结积累，发生落煤管堵迤，导致锅炉断煤熄火[5]，这
时就：要大M的人力物力去疏通管道，严車影响了公n]的生产，给公rfj
带来损失。
2)该公司的260吨流化床锅炉运行周期在100夫左右，循环流化 床锅炉掺烧洗混煤或煤泥会增加对苏的磨损：公为降低采购成本，协
同煤化供销公司采购了部分_硫低热倂的煤炭(硫含M 1.3%,发热11
4000大卡，灰分42.01%)和采购的锅炉燃料煤进行1:4比例掺烧使用，
但是，由于低热值煤的灰分在40%左右,灰分含量过高，热值过低，就要
增加锅炉煤的输送M，结果在锅炉煤燃烧过程中,烟气中的飞灰浓度剧
增,增加了对锅炉水冷壁的磨损[4]，结果发现锅炉水冷壁磨损严重& 5兖矿鲁南化工有限公司锅炉燃烧洗混煤的解决方案
1)在使用含水分比较大的洗混煤之前,需要解决煤湿问题。首先是利用当地的魏庄媒场(可存煤2万吨)进行晾晒，然后再将
晾晒后的锅炉煤倒运到干煤棚(存煤2万吨)进行使用。如果是在夏季、
冬季遇到连阴雨天气，导致晾晒时间很长,无法保证现场有足够的干煤
炭，此时可以通过掺烧一部分气化煤来保证锅炉的正常运行。
而后是充分利用场内的空间，对场内进行湿煤晾晒的地方进改
造，加装上干煤棚。
S后是公W要求煤矿企业对洗混煤进行预处理，对煤炭水分加以
控制,如果将洗混煤的水分控制在8%以下再运送到公司，则对掺烧非
常有利。
2) 对循环流化床锅炉的上料装置进行改造，由于洗混煤的热值 低,锅炉的输送煤111?就会相丨、V:的增加，所以，需要对煤炭运输系统进行
扩容，公司针对输煤系统皮带较小的问题，进行了皮带改造，扩大了皮
带的宽度。经过改造后煤炭输送能力大幅度增加，解决了输送量小的
问题。
3)公司注茧科学研究，加强了和外部交流，共同研究流化床锅炉的 防磨问题，以确保混烧劣质煤后,循环流化床锅炉的运行周期完整。
6结论
1) 公司在2013年-2015年期间，采购的锅炉燃料煤的量和热值都 在逐年增加，热值均大于锅炉燃煤设计煤质的热值，但是锅炉燃料煤吨
煤产量受煤炭热值的影响极小。
2) 公司的8台循环流化床锅炉分3.8MPa和9.8MPa两个)k:力等级,其中3.8M pa)k/j等级的锅炉中，罪多台3.8M paj3l力等级的锅炉加减负
荷进行)1(力调节的锅炉蒸汽)!丨力曲线不稳定，从9.8MPa蒸汽压力管网
减压来进行M力调控的锅炉报力曲线运行稳定。
3)公司设计使用的锅炉煤燃煤煤质中，热值为4830大卡，全水分 为6.95%,灰分为28.70%，碳含M最高，硫含l i i最低，设计情况适合劣质
锅炉煤的混烧。
4) 公司在2013年-2015年期间使用洗混煤，由于洗混煤的含水 量在12%左右，灰分大于40%,造成锅炉管道塘塞，水冷壁磨损严軍，
那么在燃烧前,：要对煤炭进行晾干，降低煤炭食水l i L由于洗混煤的
热值低，要保证足够热量就要加大输送i l l,所以还：要加宽锅炉输送
带的宽度。
5)煤化工企业使用循环流化床锅炉进行煤炭混烧时，混煤的水分 控制在7%s灰分控制在30%，1卜:常利于煤炭在锅炉中的燃烧，会减少对
循环流化床锅炉的损坏&
参考文献：
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作者简介：
郑仰峰(1995-)，男，汉族，山东青岛人，本科，主要从事矿山安全方
面的研究
。