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摘要 循环流化床锅炉是具备高效洁净燃烧技术的锅炉，在实际工业应用中彰显出十分明显的优势，是矿区未来发展的一大趋势。由于循环流化床锅炉本身的应用不但受到矿区自然环境因素的影响，而且与场地供热方案及设备息息相关，如何确定循环流化床锅炉的实际适用性成为当前面临的主要任务。本文以常兴煤矿为试验点，结合矿区实地的自然环境因素和场地供热设备，具体分析并总结了循环流化床锅炉实际应用方案在常兴煤矿的适用性。
关键词 循环流化床锅炉 适用性 优势
中图分类号： TK22 文献标识码：A
Comprehensive Review on Applicability of Circulating
Fluidized Bed Boiler in Changxing Mine
WANG Juan
(Beijing Huayu Engineering Co., Ltd., Coal Science and Industry Group, Beijing 100120)
AbstractThe circulating fluidized bed boiler is an effective clean combustion technology which has a very obvious advantage in the actual industrial applications,and is a big trend in the futural boiler development area.As the circulating fluidized bed boiler applications are affected by the natural environment of the miming area and has a tight relationship with the heating scheme and equipment,how to determine the applicability has currently become the main task. This paper takes Changxing mine as the test point andanalyses the applicability of the circulating fluidized bed boiler used in Changxing mine from natural environmental and heating equipmental aspects.
Key wordscirculating fluidized bed boiler; applicability; advantage
1 常兴煤矿供热概况
山西潞安集团蒲县常兴煤业有限公司常兴煤矿兼并重组整合项目，为资源整合矿井。位于普贤县城东北直线距离50km处的马武村一带。常兴煤矿设计生产能力为0.90Mt/a。整合前的基础设施均无法再次利用，需重新建设新的锅炉房。
工业场地采用锅炉房集中供热，冬季总热负荷为16111kW，夏季总负荷为3000kW；选取3台7.0MW的热水锅炉，单台供热量为7000kW，总供热量为21000kW。采暖期运行3台锅炉，为矿井及选煤厂建筑物采暖、浴室换热、井筒防冻等供热；非采暖期运行1台，为浴室换热与洗衣房提供热源。本设计所选风机均变频调速，夏季可根据供热量变化自行调整，节约能源。
2 工业场地供热设备
2.1 锅炉房设备选型依据
本矿生产的原煤为中硫、高发热量的焦煤，经济利用价值较高，开采后全部进入选煤厂，不适宜用作锅炉房燃用煤。出于节能性考虑，在尽量少外购煤的情况下，锅炉房应充分利用选煤厂洗剩的中煤作为燃料。中煤的煤质工业分析如下：灰分（Ad）：59.64%；挥发分（Vdaf）：36.07%；全硫（St.d）：0.50%；发热量(Qgr.d）：2000kcal/kg，粒度为40mm以下。煤种为中硫、高灰、低发热量的混合重介中煤。中煤的发热量较低，作为锅炉房燃用煤，必须混合一些外购煤用作锅炉房燃料。
2.2 锅炉房炉型的选择
由于本矿的原煤焦结性很强，即便是洗选下来的中煤，我们也不能保证其结焦率很低，所以本矿不适宜选用常规矿井使用较普遍的链条锅炉。本文着重分析新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉对常兴煤矿的适用性比较。
新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉均是具备高效洁净燃烧技术的锅炉。本文从新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉在投资成本、燃料制备等方面对两种锅炉进行分析比较。
2.2.1 成本分析
以7MW（10T/h）新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉为例，新型高效煤粉锅炉相对循环流化床锅炉燃烧效率及热效率稍高一些，但其制粉系统、尾部烟气处理复杂，设备初投资成本要高出很多。每台新型煤粉锅炉的造价大概是循环流化床锅炉的2.5~3倍。
新型煤粉锅炉对煤粉的煤质要求相对严格很多，要求燃烧用煤的低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，本矿选煤厂洗选下来的中煤远远不能够满足燃烧要求，必须外购低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右的煤粉，这对于本就是煤炭生产者的常兴煤矿来说，无疑是增加了额外的一笔燃料投资成本。
循环流化床锅炉燃用煤只需保证发热量＞3000kcal/kg，在使用本矿生产的中煤的基础上，外购一些贫煤混合后作为锅炉房的燃用煤，即可满足燃烧要求。
如表1所示，尽管新型煤粉锅炉比循环流化床锅炉更节省燃料，但其燃料发热值要求高，相应煤价也要高很多，对于普通用户来说，燃料消耗成本二者均衡。但是对于常兴煤矿来说，使用循环流化床锅炉的燃料成本远远低于新型高效煤粉锅炉。综合比较前期投资成本及后期燃料成本，选取循环流化床高温热水锅炉比较因地制宜。
表17MW（10T/h）循环流化床锅炉与新型煤粉工业锅炉相比的节煤量
2.2.2 燃料制备
新型高效煤粉锅炉对燃料的要求比较高，一般要求煤粉的低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，水份≤5%， 灰份≤25% ，硫分≤5%，挥发份≥25%。煤粉粒度在200目以下。循环流化床锅炉对燃料的适应性就比较广。粒度要求0-13mm（0~2 mm≤20％），且燃煤的水分、灰分、挥发分等条件对燃烧影响均不大。如烟煤、贫煤、无烟煤甚至煤矸石都可以作为循环流化床锅炉的燃料。
对于燃料制备系统，二者最大的区别是成品煤的粒度大小之别。新型煤粉锅炉燃煤的粒径要远远细于循环流化床锅炉。相应的制粉工艺也要复杂很多。
新型煤粉锅炉分为炉前制粉式和集中供粉式两种工艺。炉前制粉式即在炉前增设了制粉系统，而且制粉系统所占场地与锅炉房占地差不多，尽管省去了堆煤场地，但是却增加了制粉场地。对于场地非常局限的常兴煤矿，炉前制粉式煤粉锅炉在节省场地方面并不比循环流化床锅炉占优势。而集中供粉式煤粉锅炉，就是由煤粉罐车定时按量配送锅炉房所需煤粉，省去了堆煤场地，但是常兴煤矿地处山区，遇到雨雪等恶劣天气时，交通受阻就会影响锅炉房煤粉的正常供给，从而影响锅炉房运行。而循环流化床锅炉就避免了以上矛盾的发生。对于自产煤炭的常兴煤矿工业场地来说，应着重考虑循环流化床锅炉。
综上所述，常兴煤矿工业场地选用3台SHXF7.0-1.0/115/70-P的循环流化床热水锅炉，热媒温度为110/70℃。
2.3 锅炉房工艺方案简述
锅炉房上煤在经过除铁器后进入炉前煤仓，采用斗式提升机联合上煤。除渣采用水冷却式滚筒冷渣机冷却后，落入渣沟，由水流冲至灰渣池，晾晒后再由龙门抓斗机抓入汽车拉走。
由于锅炉燃料的灰分含量较高,为了达到大气排放环保要求，锅炉烟气除尘采用二级除尘，以提高除尘效率。一级除尘采用布袋除尘器，除尘效率能达95%~99%；二级除尘采用文丘里管麻石水膜除尘器，除尘效率能达到90%~98%，两级除尘器的总除尘效率为99.95%，即可满足环保排放标准要求。为了节能节水，灰水分离器所用灰水为循环利用。脱硫效率为60%，即可满足大气环保排放要求。
锅炉房循环水泵设置4台，采暖期3用1备，采用变频调速补水设备进行定压，补水泵为2台，1用1备。循环水系统补水要求软化、除氧，软化采用全自动软水器，除氧采用常温过滤式除氧器，设一个软化水箱和一个除氧水箱。另设一台除氧水泵，从而避免除氧压力不足造成除氧不彻底的现象。
关键词 循环流化床锅炉 适用性 优势
中图分类号： TK22 文献标识码：A
Comprehensive Review on Applicability of Circulating
Fluidized Bed Boiler in Changxing Mine
WANG Juan
(Beijing Huayu Engineering Co., Ltd., Coal Science and Industry Group, Beijing 100120)
AbstractThe circulating fluidized bed boiler is an effective clean combustion technology which has a very obvious advantage in the actual industrial applications,and is a big trend in the futural boiler development area.As the circulating fluidized bed boiler applications are affected by the natural environment of the miming area and has a tight relationship with the heating scheme and equipment,how to determine the applicability has currently become the main task. This paper takes Changxing mine as the test point andanalyses the applicability of the circulating fluidized bed boiler used in Changxing mine from natural environmental and heating equipmental aspects.
Key wordscirculating fluidized bed boiler; applicability; advantage
1 常兴煤矿供热概况
山西潞安集团蒲县常兴煤业有限公司常兴煤矿兼并重组整合项目，为资源整合矿井。位于普贤县城东北直线距离50km处的马武村一带。常兴煤矿设计生产能力为0.90Mt/a。整合前的基础设施均无法再次利用，需重新建设新的锅炉房。
工业场地采用锅炉房集中供热，冬季总热负荷为16111kW，夏季总负荷为3000kW；选取3台7.0MW的热水锅炉，单台供热量为7000kW，总供热量为21000kW。采暖期运行3台锅炉，为矿井及选煤厂建筑物采暖、浴室换热、井筒防冻等供热；非采暖期运行1台，为浴室换热与洗衣房提供热源。本设计所选风机均变频调速，夏季可根据供热量变化自行调整，节约能源。
2 工业场地供热设备
2.1 锅炉房设备选型依据
本矿生产的原煤为中硫、高发热量的焦煤，经济利用价值较高，开采后全部进入选煤厂，不适宜用作锅炉房燃用煤。出于节能性考虑，在尽量少外购煤的情况下，锅炉房应充分利用选煤厂洗剩的中煤作为燃料。中煤的煤质工业分析如下：灰分（Ad）：59.64%；挥发分（Vdaf）：36.07%；全硫（St.d）：0.50%；发热量(Qgr.d）：2000kcal/kg，粒度为40mm以下。煤种为中硫、高灰、低发热量的混合重介中煤。中煤的发热量较低，作为锅炉房燃用煤，必须混合一些外购煤用作锅炉房燃料。
2.2 锅炉房炉型的选择
由于本矿的原煤焦结性很强，即便是洗选下来的中煤，我们也不能保证其结焦率很低，所以本矿不适宜选用常规矿井使用较普遍的链条锅炉。本文着重分析新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉对常兴煤矿的适用性比较。
新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉均是具备高效洁净燃烧技术的锅炉。本文从新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉在投资成本、燃料制备等方面对两种锅炉进行分析比较。
2.2.1 成本分析
以7MW（10T/h）新型高效煤粉锅炉与循环流化床锅炉为例，新型高效煤粉锅炉相对循环流化床锅炉燃烧效率及热效率稍高一些，但其制粉系统、尾部烟气处理复杂，设备初投资成本要高出很多。每台新型煤粉锅炉的造价大概是循环流化床锅炉的2.5~3倍。
新型煤粉锅炉对煤粉的煤质要求相对严格很多，要求燃烧用煤的低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，本矿选煤厂洗选下来的中煤远远不能够满足燃烧要求，必须外购低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右的煤粉，这对于本就是煤炭生产者的常兴煤矿来说，无疑是增加了额外的一笔燃料投资成本。
循环流化床锅炉燃用煤只需保证发热量＞3000kcal/kg，在使用本矿生产的中煤的基础上，外购一些贫煤混合后作为锅炉房的燃用煤，即可满足燃烧要求。
如表1所示，尽管新型煤粉锅炉比循环流化床锅炉更节省燃料，但其燃料发热值要求高，相应煤价也要高很多，对于普通用户来说，燃料消耗成本二者均衡。但是对于常兴煤矿来说，使用循环流化床锅炉的燃料成本远远低于新型高效煤粉锅炉。综合比较前期投资成本及后期燃料成本，选取循环流化床高温热水锅炉比较因地制宜。
表17MW（10T/h）循环流化床锅炉与新型煤粉工业锅炉相比的节煤量
2.2.2 燃料制备
新型高效煤粉锅炉对燃料的要求比较高，一般要求煤粉的低位发热量在25.12MJ/kg(6000cal/kg)左右，水份≤5%， 灰份≤25% ，硫分≤5%，挥发份≥25%。煤粉粒度在200目以下。循环流化床锅炉对燃料的适应性就比较广。粒度要求0-13mm（0~2 mm≤20％），且燃煤的水分、灰分、挥发分等条件对燃烧影响均不大。如烟煤、贫煤、无烟煤甚至煤矸石都可以作为循环流化床锅炉的燃料。
对于燃料制备系统，二者最大的区别是成品煤的粒度大小之别。新型煤粉锅炉燃煤的粒径要远远细于循环流化床锅炉。相应的制粉工艺也要复杂很多。
新型煤粉锅炉分为炉前制粉式和集中供粉式两种工艺。炉前制粉式即在炉前增设了制粉系统，而且制粉系统所占场地与锅炉房占地差不多，尽管省去了堆煤场地，但是却增加了制粉场地。对于场地非常局限的常兴煤矿，炉前制粉式煤粉锅炉在节省场地方面并不比循环流化床锅炉占优势。而集中供粉式煤粉锅炉，就是由煤粉罐车定时按量配送锅炉房所需煤粉，省去了堆煤场地，但是常兴煤矿地处山区，遇到雨雪等恶劣天气时，交通受阻就会影响锅炉房煤粉的正常供给，从而影响锅炉房运行。而循环流化床锅炉就避免了以上矛盾的发生。对于自产煤炭的常兴煤矿工业场地来说，应着重考虑循环流化床锅炉。
综上所述，常兴煤矿工业场地选用3台SHXF7.0-1.0/115/70-P的循环流化床热水锅炉，热媒温度为110/70℃。
2.3 锅炉房工艺方案简述
锅炉房上煤在经过除铁器后进入炉前煤仓，采用斗式提升机联合上煤。除渣采用水冷却式滚筒冷渣机冷却后，落入渣沟，由水流冲至灰渣池，晾晒后再由龙门抓斗机抓入汽车拉走。
由于锅炉燃料的灰分含量较高,为了达到大气排放环保要求，锅炉烟气除尘采用二级除尘，以提高除尘效率。一级除尘采用布袋除尘器，除尘效率能达95%~99%；二级除尘采用文丘里管麻石水膜除尘器，除尘效率能达到90%~98%，两级除尘器的总除尘效率为99.95%，即可满足环保排放标准要求。为了节能节水，灰水分离器所用灰水为循环利用。脱硫效率为60%，即可满足大气环保排放要求。
锅炉房循环水泵设置4台，采暖期3用1备，采用变频调速补水设备进行定压，补水泵为2台，1用1备。循环水系统补水要求软化、除氧，软化采用全自动软水器，除氧采用常温过滤式除氧器，设一个软化水箱和一个除氧水箱。另设一台除氧水泵，从而避免除氧压力不足造成除氧不彻底的现象。