全燒石油焦cfb鍋爐運(yùn)行分析

1、全燒石油焦全燒石油焦CFBCFB鍋爐運(yùn)行分析鍋爐運(yùn)行分析鄭偉軍鄭偉軍中國石化鎮(zhèn)海煉化公司公用工程部摘要分析了全燒石油焦CFB鍋爐運(yùn)行中優(yōu)勢所在，對運(yùn)行前期存在問題的解決；鍋爐運(yùn)行可靠性大大提高。介紹了作為以焦化為重油加工路線的石油化工企業(yè)，選擇全燒石油焦CFB鍋爐作為工廠蒸汽鍋爐在生產(chǎn)技術(shù)還應(yīng)著重解決的幾個(gè)問題。關(guān)鍵詞CFB鍋爐石油焦運(yùn)行分析1概述鎮(zhèn)海煉化公司公用工程部2臺(tái)220thCFB循環(huán)流化床鍋爐，從美國FOSTERWHEELER

2、公司引進(jìn)，1999年建成投產(chǎn)，1999年11月2臺(tái)CFB鍋爐通過寧波市勞動(dòng)局驗(yàn)收，同年12月由上海電力成套所進(jìn)行了性能測試。CFB鍋爐以延遲焦化裝置副產(chǎn)品—高硫石油焦作為燃料，是國內(nèi)第一次引進(jìn)全燒石油焦的CFB鍋爐。鍋爐是由膜式水冷壁爐膛、汽冷高溫旋風(fēng)分離器、J閥和尾部豎井等組成，在爐膛下部還原區(qū)布置有燃料、石灰石、旋風(fēng)分離器回料進(jìn)口和二次風(fēng)噴嘴，并敷設(shè)了耐磨耐火襯里，在爐膛上部與前墻垂直布置有2片蒸發(fā)屏和4片屏式一級(jí)過熱器，在尾部豎井

3、煙道布置有二級(jí)過熱器和三級(jí)過熱器、省煤器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，在一級(jí)二級(jí)過熱器和二級(jí)三級(jí)過熱器之間分別布置有一級(jí)和二級(jí)噴水減溫器，通過噴水減溫器可以控制鍋爐過熱器溫度。鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。表1鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)值參數(shù)設(shè)計(jì)值額定蒸發(fā)量(MCR)（th1）220屏過出口溫度℃375過熱蒸汽溫度℃540包墻管過熱器出口溫度℃400過熱蒸汽壓力MPa9.81二級(jí)過熱器出口溫度℃514汽包壓力MPa11.12爐膛出口煙氣溫度℃

4、871給水溫℃215旋風(fēng)筒出口煙溫℃843運(yùn)行水容積m353.36三級(jí)過熱器出口煙℃779水壓試驗(yàn)水容積m392.64二級(jí)過熱器出口煙溫℃558冷風(fēng)溫度℃20省煤器出口煙溫℃290熱風(fēng)溫度℃209底渣飛灰6535排煙溫度℃143NOx排放量（mgm3）200鍋爐效率，%90.36SO2排放量（mgm3）771脫硫率，%91O2量，%3.84CaS（molmol1）1.97燃料量（kgs1）5.15一次風(fēng)量總風(fēng)量，%71.85石灰石量（k

5、gs1）1.54二次風(fēng)量總風(fēng)量，%26.67灰渣總量（kgs1）1.52省煤器出口水溫℃295總煙氣量（kgs1）80.6鍋爐的負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，2臺(tái)鍋爐在1999年12月和2000年1月進(jìn)行了性能測試，鍋爐的負(fù)荷可從40%MCR到110%下穩(wěn)定運(yùn)行，在40%MCR負(fù)荷下鍋爐的主汽溫度只有503℃，但鍋爐仍能在不加輔助燃料的情況下穩(wěn)定運(yùn)行，表現(xiàn)出較好的低負(fù)荷穩(wěn)定性，具體測試數(shù)據(jù)見表2。表2鍋爐性能測試數(shù)據(jù)項(xiàng)目110%MCR100%MCR70

6、%MCR40%MCR主汽流量（kgs1）66.8460.5442.0323.87主汽壓力MPa9.329.199.119.18主汽溫度℃538.13537.97538.11503.77汽包壓力MPa10.4610.169.649.39爐內(nèi)防磨是CFB鍋爐一個(gè)不可回避的技術(shù)難題。作為全燒石油焦CFB鍋爐床料的特性與煤粉CFB鍋爐床料的特性不同，石油焦的灰份不到1%，決定了石油焦CFB鍋爐床料的主要成份是石灰石鍛燒物CaO及其脫硫后的硫酸鹽

7、CaSO4，其它氧化物的含量很少，因此硬度低、稀相區(qū)床料濃度低、床料粒徑相對較細(xì)，而煤粉CFB鍋爐由于煤矸石的存在床料硬度大、稀相區(qū)床料濃度高且粒徑相對較粗；鎮(zhèn)海煉化公司的兩臺(tái)CFB鍋爐防磨設(shè)計(jì)中普遍采用摩根公司的MFLO自流澆注料，襯里養(yǎng)護(hù)后平整、接縫過渡光滑，施工質(zhì)量好，另外水冷壁管的對焊縫質(zhì)量好，焊接后又進(jìn)行全面修理，做到光滑過渡。與國內(nèi)其它的煤粉循環(huán)流化床鍋爐相比，在爐內(nèi)防磨損這個(gè)關(guān)鍵技術(shù)上鎮(zhèn)海煉化公司的全燒石油焦CFB鍋爐有著

8、十分明顯的優(yōu)勢，為CFB鍋爐的長周期運(yùn)行創(chuàng)造了條件，同時(shí)鍋爐本體的故障率低，檢修時(shí)間短，這大大節(jié)省了檢修費(fèi)用。[1]根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一些燒煤CFB鍋爐在摻燒一定比例的石油焦后，鍋爐的磨損有了較大的改善，鍋爐的灰渣系統(tǒng)運(yùn)行狀況也更加穩(wěn)定。如石油焦煤比例達(dá)到2：1后，鍋爐運(yùn)行狀況更優(yōu)。3運(yùn)行穩(wěn)定性好，運(yùn)行周期長鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性好，長周期運(yùn)行水平高，1號(hào)CFB鍋爐在2001年7月13日到2002年1月21日連續(xù)運(yùn)行了193天，2號(hào)CFB在2001年

9、9月20日到2002年10月9日連續(xù)運(yùn)行時(shí)間更是達(dá)到了385天，1號(hào)CFB鍋爐在2003年4月8日到2004年5月30日連續(xù)運(yùn)行420天。2002年以后鍋爐的年可用率更是達(dá)到了95%以上，達(dá)到常規(guī)PC鍋爐的運(yùn)行水平。國內(nèi)外大中型CFB鍋爐要做到長周期運(yùn)行必需在鍋爐設(shè)備上解決二個(gè)主要問題，一是解決CFB鍋爐的爐內(nèi)的磨損問題，二是解決鍋爐三大主力風(fēng)機(jī)的長周期運(yùn)行。全燒石油焦的CFB鍋爐在生產(chǎn)技術(shù)上還需解決J閥堵塞、布風(fēng)板漏料等問題，這在CF

10、B鍋爐的運(yùn)行中可以采取一些必要的措施加以控制，如減少熱啟動(dòng)次數(shù)和提高鍋爐負(fù)荷可以減少布風(fēng)板漏料，加強(qiáng)J閥吹堵操作可以控制J閥結(jié)焦等，在2001年前主要停爐的原因是布風(fēng)板漏料和J閥堵塞，另外還會(huì)因熱工儀表測點(diǎn)故障引起鍋爐跳車，2002年以后未發(fā)生一次因鍋爐設(shè)備引起的強(qiáng)迫停爐。運(yùn)行時(shí)間見表4。表4鍋爐行時(shí)間統(tǒng)計(jì)表1號(hào)爐2號(hào)爐時(shí)間最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間h非計(jì)劃停工次數(shù)次年累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)h年可用率，%最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間h非計(jì)劃停工次數(shù)次年累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)h年

11、可用率，%2000年18453817193.2823954758586.592001年37300787589.9032381789890.162002年46092829794.7167560851897.242003年53180850397.0737061844896.442004年100451854797.3071041850696.84注：跨年度時(shí)計(jì)入下一年度；連續(xù)運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)時(shí)不管何原因鍋爐供汽中斷即統(tǒng)計(jì)一次。4環(huán)保性能好以高硫石

12、油焦作為燃料的CFB鍋爐，在燃燒過程產(chǎn)生大量的二氧化硫，要求鍋爐具有較好的脫硫環(huán)保性能。在石油焦硫含量高達(dá)4.5%時(shí)，在保證CaS摩爾比為2的前提下鍋爐的二氧化硫排放仍在450mgm3以下；但當(dāng)石油焦的硫含量進(jìn)一步上升時(shí)，石灰石量的需大量加入，仍能保證排放，但往往因石灰石系統(tǒng)跟不上，使排放超標(biāo)（高硫石油焦作為火電廠的燃料可作為資源綜合利用火力發(fā)電鍋爐，二氧化硫的排放標(biāo)準(zhǔn)為低于800mgm3）。CFB鍋爐還因燃燒溫度低（小于1000℃）[

13、2][3]，NOx的排放量也能達(dá)到國家環(huán)境排放要求。5經(jīng)濟(jì)性好石油焦作為煉油的副產(chǎn)品，不需要進(jìn)行燃料長途運(yùn)輸，不需支付運(yùn)輸費(fèi)，煉化企業(yè)也不用為高硫石油焦的出廠發(fā)愁。國外首次使用高硫石油焦作CFB鍋爐也是從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)保上考慮的[4]。鍋爐運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表5。表5鍋爐運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指標(biāo)值2000年2001年2002年2003年2004年供電標(biāo)煤單耗（gkWh1）519.24480.65467.06457.58423.14供熱標(biāo)