应用CFB锅炉进行石煤资源综合利用初探

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1、湖南电力第32卷第3期HUNANELECTRICPOWER2012年6月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2012．03．015应用CFB锅炉进行石煤资源综合利用初探陈军武，王正华，张珊。张力(湖南省电力勘测设计院，湖南长沙410007)摘要：介绍石煤资源性质、分布状态以及目前石煤资源利用存在的问题，重点对应用CFB锅炉燃用石煤进行资源综合利用的关键问题，如燃料的选择、工程规模的确定、冷渣器系统以及脱硫系统等关键辅助设备的选择等进行探索。并介绍一例湖南省某石煤综合利用工程可行性研究成果。关键词：石煤；CFB；

2、综合利用中图分类号：X752文献标识码：B文章编号：1008—0198(2012)03—0048—03石煤资源特性及其利用现状2利用CFB锅炉进行石煤综合利用索石煤是一种含炭量少、发热值低的劣质无烟煤，其低位发热量为3349～9209kJ／kg，又是一石煤资源综合利用包括热量利用及稀有金属提种低品位多金属共生矿(以伴生钒为主)，其含取，都需要煅烧。选择经济合理的燃烧技术是石煤V：O品位多为0．3％～1．O％，约70％的石煤V，O综合利用的关键。目前石煤的焙烧设备主要是平品位在0．8％以下。它的主要特性为灰分高、密度窑、多层焙烧炉和流

3、化床炉。比较而言，循环流化大、发热量低、结构致密、着火点高、不易燃烧和床锅炉(CFB)焙烧转化率较高，操作条件较好，难以燃尽、较硬难磨。我国石煤储量十分丰富，广可以连续生产，指标比较稳定，可综合利用热能，泛分布于湖南、广西、浙江、江西、湖北等南方数烟气易于集中处理，更适合规模化应用。而且省。据煤炭部资料统计，我国目前石煤资源储量约CFB锅炉是一种低温洁净燃烧技术，具有燃料适应618亿t，其中湖南的储量为187亿t，约占全国的性广泛、燃烧效率高、污染物排放少等突出优点。1／3。我国石煤伴生钒资源丰富，其中VO≥我国目前300MW等级C

4、FB锅炉已有50余台投产，0．5％的石煤中VO资源量为77075kt，是我国钒技术已较成熟。钛磁铁矿中V：O资源量的2．7倍。因此，从石煤2．1燃料的选择分析中提钒成为我国利用钒资源的一个重要发展方从燃料着火并稳定燃烧的角度看，大部分石煤向⋯。采用CFB燃烧方式能够实现稳定燃烧。理论上，长期以来，我国石煤资源因热值低、含V，O只要燃料的热值大于5541kJ／kg，大于加热燃料本品位低而得不到有效利用。目前石煤资源利用的方身和燃烧所需空气至着火温度所需热量，保证锅炉式主要有：作为燃料烧制砖块与石灰；少量VO密相区燃烧温度，就可以采用C

5、FB锅炉进行燃品位0．8％以上的石煤资源用于提钒。其开发利用烧。但是纯烧石煤会带来以下问题：普遍存在开采规模小、开发利用方式粗放单一、资(1)锅炉效率不高：由于灰渣量较大，纯烧源综合利用程度低、浪费大、环境污染严重等问石煤排渣热损失较大(经估算达到4％以上)。题。(2)受热面的磨损问题突出：由于石煤热值因此，探索石煤资源综合利用的有效途径，充低、灰分较高，较常规燃用12588kJ／kg燃料的分利用其热资源，充分提取其伴生金属，做到资源CFB锅炉，燃料量供应量增加了2倍，在风量一定效益最大化，是石煤资源开发需解决的迫切问题。的情况下，

6、炉膛内部、尾部烟道物料及灰浓度都相收稿日期：2011—06—28改回日期：2012-03—16·48·第32卷第3期陈军武等：应用CFB锅炉进行石煤资源综合利用初探2012年6月应成比例增加，根据研究，物料对管壁的磨损速率煤和炉内混煤2种不同方案中择优选择。与其流速的3次方成正比，与其浓度成正比，受锅炉排渣系统的关键是冷渣器设置方案。燃用热面的磨损问题将变得非常严重。虽然现在大型石煤这样低热值的燃料，锅炉排渣对冷渣器技术就CFB锅炉炉内及尾部受热面采取了防磨措施，各受是一种挑战，要求冷渣器容量大、占地小。冷渣器热面的磨损问题仍会非常

7、突出，锅炉的安全和使用的冷却方式对锅炉效率及热力系统都有较大影响，寿命将受到较大影响。直接布置部分锅炉受热面，以吸收部分底渣热量以(3)锅炉进料与排渣系统压力较大：由于锅降低排渣温度，不但能有效地提高锅炉效率，而且炉的“吞吐量”较一般CFB锅炉增大较多，以能减少对热力系统的影响。所以，在工程燃料及机300MW等级CFB锅炉为例，纯烧石煤燃料用量高组容量确定之前，应考虑冷渣系统的处理方式和能达600t／h，底渣排放量达280t／h，需要8～lO台力。在确定之后应优化机组冷渣系统，充分考虑其最先进的40t／h容量冷渣器。在CFB锅炉底层

8、布对锅炉及汽轮机热力系统的影响。置8～lO台大容量冷渣器存在较大困难。另一方2．3．2烟气脱硫系统面，冷渣器需要大量的冷却介质，初步估算，需要CFB燃烧技术有一定的自脱硫能力，在炉内添冷却水量达1000t／h，冷却风量20万Nm／h以