隨著國家環(huán)保治理的深入,我國的能源消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化,煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占比逐步下降。對煤炭的使用方式也提出了更高的要求:清潔高效利用,實現(xiàn)超低排放。我公司于2006年開始對高效低排煤粉鍋爐進(jìn)行研發(fā),2011年開始重點研發(fā)角管式高效低排煤粉鍋爐,煤炭清潔高效利用的燃燒技術(shù)已走在。
本文對我公司研發(fā)并投運(yùn)的角管式煤粉鍋爐作一簡要介紹。
一.高效低排角管式煤粉鍋爐技術(shù)簡介和主要優(yōu)點
1.高效低排角管式煤粉鍋爐技術(shù)是我公司和上海理工大學(xué)深度合作,根據(jù)煤粉燃燒特性,結(jié)合角管式鍋爐結(jié)構(gòu)研發(fā)而成。鍋爐本體采用典型角管鍋爐結(jié)構(gòu)形式。鍋爐本體不需要鋼架支撐,全部由膜式壁及多根大直徑下降
管構(gòu)成一個整體框架。鍋爐本體受熱面由爐膛輻射受熱面及旗式對流受熱面組成;尾部采用煙道井結(jié)構(gòu),布置省煤器及空氣預(yù)熱器;對于過熱蒸汽鍋爐,過熱器可以布置在對流煙道井內(nèi)。
下圖:典型角管式煤粉鍋爐
2.高效低排角管式煤粉鍋爐的主要優(yōu)點
(1)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)與燃燒器一對一設(shè)計,同時結(jié)合已運(yùn)行鍋爐實際經(jīng)驗選取合理的爐膛容積熱負(fù)荷及斷面熱負(fù)荷,能保證煤粉*充分燃燒,無結(jié)焦,實現(xiàn)NOx的低生成。
(2) 鍋爐水循環(huán)安全可靠由于鍋爐本體采用角管鍋爐結(jié)構(gòu)形式。多根大直徑下降管流通面積大,下降管流動阻力小,提高了循環(huán)有效壓頭,水循環(huán)可靠。配合干式集氣管及回流式下降管,有利于提高蒸汽品質(zhì)。
(3)結(jié)合煙氣再循環(huán)技術(shù)結(jié)合煙氣再循環(huán)技術(shù)進(jìn)行爐膛優(yōu)化設(shè)計有利于減少煤粉燃燒時原始NOx的產(chǎn)生。
(4)角管自支撐,無須本體鋼架,總金屬耗量小,鍋爐采用膜式壁,保溫密封性能好,外形美觀。
(5)角管式煤粉鍋爐解決了煤粉燃燒設(shè)備適應(yīng)性差,運(yùn)行穩(wěn)定性不好的問題,克服了由于鍋殼式及D型煤粉鍋爐由于制造、運(yùn)輸及結(jié)構(gòu)原因的造成的容量較小的問題。
二、高效低排煤粉鍋爐特點及效率和排放指標(biāo):
(1)工作環(huán)境良好,全系統(tǒng)密閉運(yùn)行,自動上煤,集中排灰,無粉塵跑冒。
(2)鍋爐起停簡單,可實現(xiàn)即開即停,靈活方便。
(3)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng),30%~110%符合能夠穩(wěn)定燃燒。當(dāng)配置雙燃燒器時,安全穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)荷范圍可擴(kuò)展至15%~110%。
(4)測控水平高,自動監(jiān)控、調(diào)整運(yùn)行參數(shù),使系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài),同時降低了勞動強(qiáng)度及人為因素對鍋爐運(yùn)行的影響。
(5)高效節(jié)能,煤粉燃燒充分、鍋爐換熱效果好、空氣過剩系數(shù)小、系統(tǒng)熱效率高。高效低排煤粉鍋爐煤粉燃盡率高達(dá)98%以上,系統(tǒng)熱效率可達(dá)到90%~92%以上。對功率較大的用電設(shè)備采用變頻器,節(jié)電。
(6)超低排放,高效低排煤粉鍋爐,燃燒器采用分級送風(fēng)、分級燃燒,輔以循環(huán)風(fēng)技術(shù),保證燃燒區(qū)域溫度場均衡,避免局部高溫,從源頭上NOx原始排放控制在200mg/m3以下。采用SCR+SNCR脫硝技術(shù)、布袋除塵+FGD煙氣脫硫技術(shù),可將最終煙氣排放控制在超低排放限值以下(塵10mg/m3,硫35mg/m3,NOx 50mg/m3)。
(7)節(jié)約用地,取消了煤場渣場,節(jié)約用地與投資
三、百尺竿頭,更進(jìn)一步
華源鍋爐始終堅持走在國家節(jié)能減排前列,面對煤粉鍋爐已經(jīng)取得的成就,華源人仍不滿足。2016年,我公司與工程熱物理研究所就煤粉鍋爐燃燒技術(shù)及系統(tǒng)深耕合作,研發(fā)的煤粉燃燒系統(tǒng)能夠根據(jù)不同煤質(zhì)條件采用不同的燃燒技術(shù),煤種適應(yīng)性涵蓋氣化殘?zhí)?、蘭碳、粉煤灰、無煙煤、II類煙煤、III類煙煤等;75t/h-260t/h的燃煤、燃水煤漿、以及燃煤泥的循環(huán)流化床鍋爐,采用污染物控制技術(shù)脫硫和*循環(huán)流化床燃燒新技術(shù),有效實現(xiàn)了爐內(nèi)技術(shù)脫硫,且原始NOx排放濃度100mg/Nm3。這可以說在原有基礎(chǔ)上又向前邁了一大步,具有積極的作用。
四、高效低排角管式煤粉鍋爐的工程應(yīng)用
我公司高效低排角管式煤粉鍋爐技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于14MW~116MW熱水鍋爐,20t/h~260t/h蒸汽鍋爐,鍋爐結(jié)構(gòu)形式包括燃燒器頂置、底置、側(cè)置、對沖布置等多種方式。已廣泛應(yīng)用于大型企業(yè)、工業(yè)園區(qū)供熱及城市供暖,并實現(xiàn)了尾氣的超低排放。用戶涵蓋區(qū)域供熱中心、石油化工行業(yè)、建筑板材加工、食品紡織行業(yè)、造紙行業(yè)等不同領(lǐng)域。
五、高效低排角管式煤粉鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益
以1臺30T/h角管式鍋爐為例,比傳統(tǒng)燃煤鍋爐每年可為國家節(jié)約煤7000噸以上,為大氣污染減排二氧化硫98噸、氮氧化物120噸,節(jié)能減排。高效低排角管式煤粉鍋爐與傳統(tǒng)燃煤鍋爐相比,將給用戶節(jié)能減排和國家的保護(hù)環(huán)境帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。
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