引言某项目410 t/h超高压循环流化床锅炉，锅炉原设计燃料为高挥发分烟煤，锅炉运行状态良好。由于当地环保要求全面禁煤，同时该项目自产的大量石油焦不能外销，电厂通过改造实现锅炉纯烧石油焦，既可以适应当地的环保要求，又能充分利用自产的石油焦，避免造成资源浪费。本文通过对由纯烧煤改为纯烧石油焦改造项目进行分析，为后续纯烧或掺烧石油焦项目的设计提供参考。1锅炉方案锅炉主要蒸汽参数为：主蒸汽流量410 t/h；主蒸汽压力12.7 MPa；主蒸汽温度540 ℃；给水温度220 ℃。锅炉设计煤质参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.009.T001表1锅炉设计煤质参数项目煤质入炉煤石油焦全水分/%12.712.0收到基灰分/%6.310.34干燥无灰基挥发分/%——收到基碳/%66.5578.17收到基氢/%3.883.16收到基氧/%9.40收到基氮/%0.951.30全硫/%0.215.03收到基低位发热量/（kJ/kg）25 60030 490锅炉为高温超高压参数，自然循环、单汽包不带再热、全钢架悬吊结构、采用循环流化床（CFB）燃烧方式。锅炉由一个四面墙膜式水冷壁围成的炉膛、两台蒸汽冷却式的旋风分离器以及一个由蒸汽冷却包墙包覆的尾部竖井3部分组成。炉膛内布置两种屏式受热面，包括屏式过热器管屏和水冷蒸发屏。炉膛和尾部竖井之间布置两台蒸汽冷却式旋风分离器，分离器下部各布置一台回料器。尾部竖井烟道中，从上到下依次布置高温过热器蛇形管、低温过热器蛇形管、鳍片管省煤器，最下方是管式空气预热器。锅炉主视图如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.009.F001图1锅炉主视图2锅炉针对性改造及运行特性2.1石油焦燃料特点及CFB燃烧难点分析石油焦是由原油经蒸馏、分离、热裂过程转化而成。石油焦的含碳量一般在90%~97%，含氢量在1.5%~8%，另外还含有氮、氯、硫以及重金属化合物等，石油焦的热值是煤的1.5~2倍。典型石油焦的成分分析如表2所示。由于石油焦是炼油工业的副产品，灰分含量极低，一般都低于1％。水分含量随切焦工艺的不同有所差别，一般也低于10％。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.009.T002表2典型石油焦的成分分析项目数值水分/%3~12灰分/%0.2~3.0硫分/%1.5~6.0固定碳/%70~90挥发分/%10~20低位热值/（kJ/kg）30 124~36 401石油焦与常规的动力煤相比，燃料级石油焦具有热值高、灰分低、难着火、难燃尽等特点。影响循环流化床锅炉设计及运行的主要因素包括：（1）低挥发分；（2）低灰分；（3）氮和硫分；（4）燃料粒度对燃烧；（5）石油焦玷污、腐蚀风险的影响；（6）石油焦热值的影响。2.2纯烧石油焦对锅炉所做针对性改造（1）炉膛受热面改造。为控制污染物排放，通过炉内增设水冷受热面面积，适当降低床温。同时纯烧石油焦，炉内灰浓度降低，炉内受热面换热系数降低，屏过换热能力下降，考虑增加过热器换热面积。屏式过热器改造示意图如图2所示。（2）床上助燃油枪系统。石油焦的着火特性差，仅采用床下点火系统，启动时间更长，因此需增设一套床上助燃系统。（3）回料器充气系统改造。石油焦中的重金属增加灰的烧结和团聚而积灰，容易引起回料系统的堵塞，因此回料器进行改造，增加一套充气管路。（4）石灰石入炉系统改造。采用回料器的返料腿加入脱硫石灰石的方式，石灰石加入后与循环灰能够得到有效的混合，有效提高石灰石炉内的扩散混合能力，提高石灰石的利用效率。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.009.F002图2屏式过热器改造示意图2.3锅炉改造后运行特性锅炉完成纯烧石油焦针对性改造后，从锅炉实际运行结果看，锅炉在多个运行工况下均能安全、稳定运行，主蒸汽出口参数达到改造设计要求。锅炉满负荷时，烟气侧和蒸汽侧温度分布总体与锅炉设计值基本吻合。改造后锅炉的燃料适应性较好，同时也说明改造后锅炉热力模型搭建具有合理性。3结语本项目的CFB 锅炉通过一系列针对性改造后，锅炉由原设计纯燃煤改为纯烧石油焦。运行结果表明，锅炉运行稳定，锅炉蒸汽参数、污染物排放等指标能达到改造设计要求。该项目的成功运行，为后续同类型以及其他纯烧石油焦CFB 锅炉的设计和运行提供参考。