锅炉制粉系统选择及优化

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1、全国化工热工设计技术中心站年会论文集131.锅炉制粉系统选择及优化牟显民中石化集团兰州设计院[内容摘要]燃煤锅炉是按一定的煤种和煤质特性设计和制造的。煤种不同，锅炉的炉型及制粉系统也不相同。本文结合兰化220吨/时高压煤锅炉装置这一具体工程，叙述了制粉系统的选择和优化，并就有关规范条文提出了自己的看法。[关键词]锅炉制粉系统选择优化前言燃煤锅炉作为电站和化工装置的主要供热供汽设备，其炉型各异，相应煤及煤粉的制备系统也各不相同。在兰化20万吨/年乙烯改造工程设计中，根据化工装置的用汽情况，在化工装置建设中设置热效率较高、钢材消

2、耗率较低的220吨/时高温高压煤粉锅炉一台。对于煤粉炉，其炉型和制粉系统的选择与煤质的特性是息息相关的，所选制粉系统的好坏，直接影响到锅炉的安全稳定运行，对整个锅炉系统（电站）的经济性影响较大，特别是为化工装置配备的锅炉系统，在为化工装置保质保量提供蒸汽的同时，还要求锅炉系统尽可能地减少自用蒸汽量和自用电量，以提高锅炉的利用率。本文就是结合兰化20万吨/年乙烯改造工程，通过对煤质的特性分析，叙述了该高压煤粉炉制粉系统的选择，并针对锅炉制粉系统进行了优化。1、煤质特性分析煤质特性主要是指煤的发热量、固定碳、挥发分、灰分、水分、

3、硫分以及灰的组成、灰的熔融特性，此外还包括煤的可磨系数和磨损指数。兰化220吨/时高压煤锅炉装置是20万吨/年乙烯改造工程中的一个子项，该装置中设有一台额定蒸发量为220吨/时锅炉和一台18MW高压抽背式汽轮发电机组。锅炉过热器出口蒸汽压力和温度分别为9.81MPa(G)和540℃。锅炉给水温度为150℃（MCR下）（MCR－MaximumContinualRated最大连续负荷），锅炉的主燃料为煤粉，点火燃料为柴油，助燃燃料为渣油。不掺烧油时，最小稳定负荷不小于50％MCR，在70％MCR以上时保证锅炉过热器出口蒸汽参数。

4、点火油枪按10％MCR设计，渣油油枪按60％MCR设计。燃用煤质如下：·工业分析%(收到基)水分10.30挥发分30.95固定碳49.92灰分8.83全国化工热工设计技术中心站年会论文集131.·元素分析%(收到基)水分10.30H3.85C63.25N0.61O12.41S0.75A8.83·哈氏可磨系数(HGI)69.4·煤的热值(收到基)低热值(HLV)24250kJ/kg（5792kCal/kg）·灰分组成%(质量)SiO241.82Al2O320.41Fe2O39.80SO38.92Na2O2.20K2O0.82C

5、aO7.89MgO5.27·煤灰的熔融性(在弱还原气氛中)变形温度(T1)1238℃软化温度(T2)1288℃熔融温度(T3)1340℃·煤的磨损系数2.2·煤的堆积密度0.7吨/米31.1煤种分析此锅炉燃用的煤种，根据煤质分析结果，参照我国《发电厂锅炉用煤分类标准》（GB7562－87）（VAMST）判定为中挥发分、常水分、低硫烟煤。1.2灰的熔融性分析习惯上称T2为灰的熔点，并根据T2＝1288℃判定所燃用煤种的灰为中熔灰，且由于T3－T1＝1340－1238＝102℃，此值较低，说明灰渣受冷却时由液态变成固态的时间短，

6、即该锅炉宜采用固态排渣，再者T2的值为1288℃，在锅炉本体设计时应注意防止结焦。1.3煤的可磨系数分析国内常用可磨系数来表明煤的机械强度的大小，即煤是否易于被磨成煤粉的特性，此系数本身不是煤的固有特性，其只是表示煤在一特定设备上将其磨成煤粉的难易程度。结合本工程的具体情况，煤质分析资料给出的是哈氏可磨系数HGI＝69.4，换算为KkmBTN＝1.28，属比较难磨的煤种。1.4煤的磨损指数分析全国化工热工设计技术中心站年会论文集131.过去我国常用煤的可磨系数、灰分、含硫量来判断煤在破碎时对金属磨件的磨损程度。根据西安热工研

7、究院对近百种煤全面地进行工业分析、煤质成分分析、矿物质含量分析、可磨系数与磨损指数的测定得出，磨损指数Ke值与可磨系数之间没有规律性可言。实践也进一步证明，煤的可磨系数、灰分、含硫量三项指标不能完全反映煤的磨损特性。为了更科学地分析和确定煤在破碎、输送过程中对磨煤机械和相应系统的磨损程度，必须用煤的磨损指数加以判断。本工程中煤的磨损指数为Ke＝2.2，属磨损性较强的煤种。磨损指数Ke的大小，直接关系到磨煤及输送煤粉部件的工作寿命，特别是在化工系统中，化工工艺流程的连续运行时间要求一般均为8000小时左右，因此，在工程设计中应

8、根据该指数的大小，在制粉系统的设备材料选择中予以重视。1.5煤的结焦特性分析根据煤灰的熔融特性，看不出该煤是结焦性很强的煤种，但根据西安热工研究院综合煤的灰分组成，列举国内绝大多数煤质资料以及甘肃靖远电厂的运行实例，判定本工程所燃用的靖远煤种为国内结焦性很强的煤种，在电力部内要求燃用靖远煤