煤粉工业锅炉是经过精选、洗煤、烘干、精磨等工艺处理后的粒度在200目以下的烟煤,采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、水管(或锅壳)式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术的工业锅炉,使锅炉达到高效运行和洁净排放。【蓝天郎凤娥的官网】
煤粉燃烧技术是先进的燃煤技术,具有很多显著的优点,包括燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等,已广泛应用于大型电站锅炉。
郎凤娥介绍说:相对比大型电站常用的循环流化床锅炉,煤粉锅炉具有突出的优势:1)循环流化床锅炉风机电耗大、烟风道阻力高。相对于煤粉锅炉,流化床锅炉一次风机、二次风机、流化风机压头高;流化床独有的布风板装置和飞灰再循环燃烧系统使送风系统的阻力远大于煤粉锅炉送风的阻力,煤粉炉送风机风压一般在2KPa以下,而流化床锅炉的送风机风压一般运行在10KPa以上,电耗大,噪音高,震动大。一般循环流化床锅炉用电比率比煤粉炉至少高4～5%以上。
2)锅炉部件的磨损较严重。由于流化床锅炉内的物料成高浓度、高风速的特点,故锅炉部件的磨损比较严重。虽然采取了耐火耐磨浇注料处理、喷涂处理、密稀相区让管等防磨措施处理,但实际运行中循环流化床炉膛内的受热面磨损速度仍远大于煤粉锅炉。某企业流化床锅炉在运行一年半后出现首次炉膛内屏式过热器爆管,对过渡区水冷壁进行测厚,φ60×6与φ51×6的20G/GB5310的水冷壁管,部分水冷壁管磨损的壁厚减薄量为1.5mm,占到壁厚的25%,已接近减薄量为大于原厚度30%水冷壁管更换标准。密稀相区交界处的管壁磨损处理修复要比煤粉炉难度大得多。3)耐火耐磨层磨损、开裂和脱落是流化床锅炉比较棘手的问题。流化床锅炉使用耐火材料的部位和数量比煤粉炉要多许多。而由于耐火耐磨材料选择不当,或者施工工艺不合理,或者烘炉和点火启动中温度控制不当,升温、降温过快,导致耐火材料中蒸发水汽不能及时排出,或者热应力过大,造成耐火材料内衬破裂和脱落。密相区内耐火材料的的脱落将破坏正常的床料流化工况,造成床料结渣。分离器、料腿及返料阀系统耐火材料的的脱落将堵塞返料系统结渣,物料循环破坏,循环流化床锅炉变成鼓泡流化床锅炉,蒸发量无法维持,被迫停炉。而在煤粉锅炉中不存在这个问题,因煤粉锅炉冷灰斗耐火材料的脱落及结渣而影响停炉的事故很少见。
4)点火启动时间长。循环流化床锅炉点火启动时间除受汽包升温速率的影响外,还受到耐火防磨层内衬材料温升和能承受的热应力限制。温升过快,耐火防磨层内衬材料热应力将超过允许热应力出现开裂。所以,对循环流化床锅炉点火启动时间和升温速率有严格要求。汽冷旋风分离器的循环流化床锅炉从冷态启动到带满负荷的时间一般控制在6～8小时。而煤粉锅炉因无大面积的耐火防磨内衬材料,点火启动只考虑汽包升温速率,点火时间相对较短,冷态在5～6小时就可达到设计负荷。
5)循环流化床锅炉对燃料适应性广,但对燃煤粒径要求严格。循环流化床锅炉燃煤粒径一般在0～10mm之间,平均粒径在2.5～3.5mm之间,如果达不到这个要求,将带来运行中的不良后果,锅炉达不到设计蒸发量,主汽温度难以保证,灰渣含碳量高,受热面磨损严重。
6)N2O生成量较煤粉炉高。与高温煤粉炉燃烧过程相比较,循环流化床锅炉燃烧温度较低,NOX(NO、NO2等氮氧化物的总称)生成量较少,但N2O的生成量较大,,它俗称“笑气”,是一种强温室效应气体,对大气臭氧层具有破坏作用,导致紫外线直接照射到地球上,引发皮肤癌。目前国际上对“笑气”排放比较关注。7)循环流化床锅炉尾部受热面的磨损比煤粉炉大。循环流化床锅炉的飞灰份额比煤粉炉小,但飞灰粒径比煤粉炉大得多,在运行中如果分离器效果差或烟气流速大,将导致过热器、省煤器等受热面磨损严重。.
8)循环流化床锅炉的核心部件风帽较易磨损。风帽通风孔之间的横向冲刷,及高速床料对风帽的磨损容易引起风室漏渣、流化效果恶化、结焦、沟流现象,影响锅炉负荷。而风帽的维修异常困难,需要先清除布风板上几十吨的惰性床料,然后又回装,检修周期长,劳动力需求大。煤粉炉就不存在这个问题。
9)运行维护费用较高,运行周期短。循环流化床锅炉本体,包括耐火防磨层,金属受热面和风帽磨损严重,导致流化床日常维修费用较煤粉炉高。由于本体及辅机事故比煤粉炉多,循环流化床锅炉连续累计运行时间比煤粉炉短,煤粉炉年运行时间可以达到8000h/y以上,而流化床几乎不可能,有记录循环流化床锅炉运行过180天!对适应化工系统安全、稳定、长周期运行的要求有一定的差距。
10)循环流化床锅炉实现自动化控制难度大。循环流化床锅炉的燃烧系统较煤粉炉复杂得多,对床压的控制、床温的控制、返料系统风量的控制,都是煤粉锅炉所没有的,加之炉内磨损严重,压力、温度测点连续投运可靠性无法保证,自动化控制较煤粉炉难得多,风烟系统自动控制能达到单冲量自动控制就不错了,而煤粉炉通过调试可以达到燃烧系统自动控制,减少了操作人员的工作量。这是循环流化床锅炉所不具备的,蓝天郎凤娥介绍说。
郎凤娥,山西省忻州市人,她放弃了小县城的教师工作,用四年时间研发新型高效煤粉工业锅炉系统技术,并推向市场,填补了我国煤粉锅炉小型化难的技术空白。郎凤娥个人简介,郎凤娥同志出生于1961年1月,山西省忻州市人,中共党员,本科学历,高级工程师,郎凤娥任山西蓝天环保设备有限公司董事长。郎凤娥以过人的坚持和毅力,以女人特有的直觉和独特视角,一手打造了全国首屈一指的新型高效节能环保煤粉锅炉一体化能源解决服务商。
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