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技術文章

鏈條鍋爐改循環流化床鍋爐
 循環流化床鍋爐熱效率高、煤種適應性強、污染少，已被人們普遍公認。將現有的鏈條鍋爐改為循環流化床鍋爐，其原鍋爐的鍋筒、對流管、過熱器、省煤器、空予器、鋼架可基本不作改動，只需改動爐膛部份的受熱面、主燃燒設備、部份爐墻、鼓引風機、制煤系統。湖南省節能中心與清華大學合作開發的免維修U型高溫分離器的循環流化床鍋爐，已成功地應用在衡東火電廠、桑植電廠、衡陽二七二廠、重慶澎水電廠、辰溪縣火電廠、漣源鋼鐵廠，河南省登封電廠等近400家單位鍋爐上，取得了令人滿意的效果。




一、    改前改后的經濟效益分析



1、衡東火電廠




衡東火電廠原是兩臺北京鍋爐廠生產的SZL20—400/25型鏈條鍋爐，配3000kW發電機組，設計煤種為無煙煤，而實際燃燒用的Ⅲ類煙煤，當地的無煙煤發熱量≥5000kcal/kg，每噸價為140元左右，當地沒有煙煤，煙煤進廠價為每噸260元/t。96年衡東火電廠將兩臺鏈條鍋爐改為循環流化床鍋爐后，再不從外地購進煙煤，而是燃用當地的無煙煤，摻燒原鏈條爐的爐渣，入爐煤發熱量在3000kcal/kg左右，發電耗標煤由原來的1000g/kWh下降到680g/kWh。由此每度電節約的成本為：




（1）每kWh節約標煤  1000－680＝320g




每g標煤計價  3×10－2   分/g




（原煤按260元/t計價，發熱量為5500kcal/kg）




即每kWh節約320×3×10－2＝9.6分




（2）無煙煤與煙煤的差價




無煙煤發熱量5000kcal/kg  （每噸價140元）




煙煤發熱量5500kcal/kg    （每噸價260元）




無煙煤折標煤0.02分/g，煙煤折標煤0.03分/g




煤價差，每kWh節約 680×0.01＝6.8分/kWh




（3）按發熱量計算，摻燒三分之一的爐渣。




每kWh節約量為4.4 分/kWh




三項之和每kWh小時節約20.88 分/kWh




每臺改造總投資為120萬元，滿負荷運行1915小時即可回收投資。




2、重慶澎水火電廠




澎水火電廠原是北京鍋爐廠生產的DZL35—450/39型鍋爐，配6000kW的發電機組，改前改后煤種沒有變化，都是當地貧煙，發熱量為5600kcal/kg，每噸價120元/t,也沒有摻燒爐渣，只有依*節能來償還投資，改前發電耗標煤為1100g / kWh，改后為650g/kWh。




改后每kWh節標煤1100－650＝450g/kWh




每g標煤折價為1.5×10-2 分/g




每kWh節標煤折價6.75 分/kWh




總投資240萬元，滿負荷運行5925小時即可回收投資。




3、辰溪縣火電廠




辰溪縣火電廠原是濟南鍋爐廠的DZP35 — 39/450拋煤機鏈條爐。改前燃用當地煙煤，發熱量5000kcal/kg，煤價160元/t。改后燃用當地煤矸石，發熱量1800 kcal/kg，進廠價18元/t配當地劣質煙煤，發熱量4100kWh/kg,進廠價120元/t ，入爐煤發熱量2950 kcal/kg，均價69元/t ，原發電耗標煤780g/kWh，改后為620g/kWh。




(1)              每kWh小時節標煤780－620＝180g/kWh




每g標煤價0.022 分/g




每kWh節煤折幣3.96 分/g




(2)  改前每g標煤價0.022分，改后為0.016 分/g




    每g煤價差為0.006 分/g




    每kWh節約3.72 分/kWh




兩項合計，每kWh節約成本7.68 分/kWh




總投資為270萬元，滿負荷運行5869小時，即可收回成本。




辰溪縣火電廠改為循環流化床鍋爐后，每年每臺爐可利用煤矸石2.7萬噸，其爐渣又可做水泥的摻合料，真正做到了資源綜合利用，享受國家資源綜合利用的優惠政策。




二、改造與更新比較



改造的循環流化床鍋爐是根據各個具體不同情況，不同煤種單獨設計的，而新買的循環流化床鍋爐是統一定型設計、制造的，針對性不強，因此，從技術參數上改造的都優于更新的。




衡東火電廠原鍋爐出力20t/h，配3000kWh機組，改后其*大出力為4000kW，飛灰含碳量在8％以下，爐渣含碳量在2％以下。




澎水火電廠鍋爐原出力35t/h，配6000kWh機組，改后*大出力為7000kW。飛灰含碳量在8％以下，爐渣含碳量在1％以下。




辰溪縣火電廠,鍋爐原出力35t/h，配6000kWh機組，改后*大出力為8500kW。飛灰含碳量在7％以下，爐渣含碳量在2％以下。而更新的循環流化床鍋爐普遍出力不足，飛灰含碳量在10％以上。




改造與更新的投資比較



20t/h鍋爐改造總投資120萬，它包括了輔機、制煤、安裝，整個工程。買一臺新的20t/h循環流化床鍋爐，本體價為110萬元，但將輔機、制煤、安裝全系統總計在內將達到250萬元（不包括土建），改造費用則還不到更新的50％。




35t/h鍋爐改造總投資270萬元，它包括了輔機、制煤、安裝，整個工程。買一臺新的35t/h鍋爐，本體價為230萬元，如包括輔機、制煤、安裝總投資將超過460萬元，改造則費用不到更新的60％。




三、互創開發的流化床技術與其它流化床技術的比較



互創開發的循環流化床技術不僅熱效率高（﹥80％），出力足（一般都具有超負荷10％以上能力），飛灰含碳量低（﹤8％）；而且在結構上也有獨特之處。




循環流化床鍋爐的關鍵技術為分離器與返料器。分離器有高溫分離與中溫分離兩大類，高溫分離就是要在850－950℃的煙氣中將煙氣中的飛灰分離下來，再回送到爐膛燃燒。這種分離器，通常是采用特殊的價格昂貴的耐熱不銹鋼制成。一臺35t/h的高溫分離器，價值達40萬元左右，而且壽命不長，一般不超過3年。我們開發的是免維修的U型分離器，其造價不到不銹鋼分離器的五分之一，而且壽命與鍋爐壽命相等，不用維修。因U型分離器分離效率較低，一般只有70－75％，在鍋爐的過熱器出口又增加**中溫分離器，中溫分離器處的煙氣只有500－600℃，不需要特殊材料，價格較低，壽命可達5年以上。中溫分離器采用多管分離，分離效率在90％以上。這樣，采用兩級分離的辦法，既保證了分離效率，又降低了分離器的成本，延長了分離器的壽命。




目前，國內眾多的高溫分離器，高溫返器存在兩大難題。一是灰道內結焦，運行時間不長；二是灰位無法控制，容易造成煙氣短路，回送不了。我們在灰道內進行了特殊的結構處理，使得灰道不結焦。灰位過高，容易造成飛道結焦；灰位過低造成煙氣短路，不能回送。如何控制飛位，也是循環流化床鍋爐的一個技術難題。我們采用模糊數學的觀點，利用溫度控制的方法，即在試運行階段，由灰道的溫度，標出對應的灰位的高度。在實際運行中，只要控制灰道中的溫度即可控制灰位的高度了。




日前，我公司利用委托加工的辦法，與鍋爐廠合作，生產了10-130t/h的U型分離器的循環流化床鍋爐。




循環流化床鍋爐盡管煤種適應性廣，熱效率高，有明顯的經濟效益。但也不是萬能的，任何一個問題都有兩面性。它的*大缺點是負荷調節不如鏈條爐，特別是負荷低于50％時運行不穩定。因此，鏈條爐改循環流化床鍋爐要因地制宜，根據用戶的實際情況，才能取得*好的效益。