淺談如何降低130T循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量

【摘要】循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量直接反映鍋爐燃燒的好壞，灰渣含碳量對(duì)鍋爐熱效率有很大影響，也直接影響到灰渣的綜合利用。通過多年的運(yùn)行實(shí)踐，從運(yùn)行調(diào)整方面得出流化床鍋爐的燃煤粒徑、床溫、一次風(fēng)和二次風(fēng)的配比、床壓等因素對(duì)灰渣含碳量的影響。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐；灰渣含碳量；鍋爐熱效率

一、循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、清潔燃燒、適合環(huán)保要求等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛推廣。由于循環(huán)流化床鍋爐在國內(nèi)的研發(fā)起步比較晚，設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面的技術(shù)不太成熟，如磨損嚴(yán)重、灰渣含碳量高等問題，仍制約著鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量的高低，直接反映出鍋爐的燃燒效率，進(jìn)而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、循環(huán)流化床鍋爐燃燒原理

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，煤粒的燃燒是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。經(jīng)過寬篩分、破碎的煤粒被送入爐膛后，與900℃左右的物料強(qiáng)烈混合，當(dāng)煤粒被加熱升溫到一定溫度時(shí)開始析出揮發(fā)份。對(duì)于細(xì)微顆粒，揮發(fā)份析出很快，著火快，故燃盡時(shí)間很短。一般細(xì)顆粒煤從給煤口進(jìn)入爐床，到從爐膛出口飛出爐膛，一個(gè)過程就可燃盡，不需要循環(huán)返送爐內(nèi)再燃燒。但對(duì)于那些較大顆粒，如平均直徑3mm的煤粒，需要近15s的時(shí)間才能析出全部的揮發(fā)份，因此著火慢。且由于大粒徑煤?；境良跔t膛下部，加上密相區(qū)氧量又不足，因此大粒徑煤粒一次循環(huán)是很難燃盡的，故要求其在爐內(nèi)的停留時(shí)間要長的多。

三、循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量高的原因

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中若風(fēng)煤配比不當(dāng)、排渣不均，都有可能把未燃盡的碳粒排掉，造成爐渣含碳量升高。碳顆粒的燃盡時(shí)間與床溫、顆粒直徑有關(guān)。床溫升高，燃盡時(shí)間縮短；碳顆粒直徑加大，燃盡時(shí)間延長。煤粒在循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中，一般直徑為20um以下的焦炭粒子，由于其燃盡時(shí)間小于粒子在燃燒室內(nèi)一次通過的停留時(shí)間，故這些粒子的燃盡度是很高的，它們對(duì)飛灰含碳量的影響可以忽略不計(jì)。對(duì)直徑為50～100um的焦炭粒子，分離器的收集效率不高，大部分顆粒被引風(fēng)機(jī)抽走，導(dǎo)致焦炭粒子在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間小于其燃盡時(shí)間，造成飛灰含碳量升高。而對(duì)直徑200um左右的焦炭粒子，分離器可全部收回實(shí)現(xiàn)其循環(huán)燃燒，故其對(duì)飛灰含碳量的影響也可以忽略不計(jì)。飛灰含碳量高的其他原因，如燃燒室溫度偏低，燃燒室內(nèi)氧量分布不均勻、爐膛負(fù)壓較大等，均會(huì)造成飛灰含碳量增加。

四、降低灰渣含碳量應(yīng)采取的措施

（一）合理控制入爐煤的粒徑。循環(huán)流化床鍋爐的燃料顆粒度直接影響到爐內(nèi)物料流態(tài)化的合理組織，沒有良好的流態(tài)化過程就根本無法保證鍋爐的正常低溫燃燒過程的進(jìn)行，也就談不到其他的一些循環(huán)流化床性能保證和整套機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)流化床鍋爐對(duì)入爐煤粒徑的大小要求范圍比較大，但入爐煤粗細(xì)份額大小影響到灰渣的含碳量，入爐煤粒徑太大，受熱面的磨損加快，縮短運(yùn)行周期，增加檢修次數(shù)。下面是以5mm以下、5--10mm、10mm以上的燃煤粒徑占燃煤份額的80%以上所做的一組實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整其它參數(shù)得到灰渣的最佳含碳量：

（二）合理控制鍋爐床溫。循環(huán)流化床鍋爐床溫應(yīng)根據(jù)燃燒的穩(wěn)定性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及安全性等要求綜合確定。循環(huán)流化床鍋爐燃燒從旋風(fēng)分離器出來的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃燒溫度在800℃以上，床溫最好控制在910℃--950℃之間，物料經(jīng)過稀相區(qū)二次風(fēng)口后，使稀相區(qū)溫度高于800℃；在這一溫度區(qū)間，由于灰的變形溫度一般高于1050℃，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，能夠保證鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行。7F： s2 A3 S（ j8 N2 J8 S7

下面是本廠#3流化床鍋爐調(diào)整床溫時(shí)所跟蹤的一組數(shù)據(jù)：

（三）合理控制一、二次風(fēng)配比。流化床鍋爐料層流化需要基本的最低流化風(fēng)量來保證，這就要求其一次風(fēng)率要高一些，使燃盡和循環(huán)返料所需的二次風(fēng)率受到限制，不利于飛灰含碳量的降低，一次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后通過風(fēng)室布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室，主要是使?fàn)t膛物料流化和密相區(qū)欠氧燃燒，一次風(fēng)量的大小，應(yīng)根據(jù)床溫、稀密相區(qū)燃燒份額、受熱面磨損情況、經(jīng)濟(jì)性綜合確定；二次風(fēng)主要是加強(qiáng)爐內(nèi)物料擾動(dòng)和混合，補(bǔ)充鍋爐燃燒所需的氧量，從而決定了煤粒在爐內(nèi)分布的均勻性和燃燒情況。二次風(fēng)的大小應(yīng)根據(jù)床溫、過量空氣系數(shù)、經(jīng)濟(jì)性綜合確定。一、二次風(fēng)合理配比，不但保證循環(huán)流化床鍋爐高效低污染燃燒，還可保證循環(huán)流化床鍋爐安全運(yùn)行，防止受熱面磨損。循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)和二次風(fēng)配比值一般為6：4、5：5。

（四）合理控制鍋爐的料層差壓。料層差壓對(duì)循環(huán)流化床鍋爐渣的含碳量的高低有很大影響。在鍋爐運(yùn)行燃燒調(diào)整時(shí)，應(yīng)盡量提高料層差壓（130T流化床鍋爐一般維持在9KPa左右），使?fàn)t渣在爐內(nèi)停留的時(shí)間相對(duì)延長，燃燒充分。同時(shí)必須保證在一次風(fēng)量一定的情況下，盡量保持高料層差壓，使?fàn)t渣在爐內(nèi)停留的時(shí)間延長，對(duì)降低爐渣的含碳量很明顯。

結(jié)束語

有效地降低循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量，從運(yùn)行調(diào)整方面主要是控制入爐煤粒徑、合理的床溫以及選擇合理的一、二次風(fēng)配比與控制適當(dāng)?shù)牧蠈雍穸?。本文通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所采取的調(diào)整措施，對(duì)鍋爐的燃燒效率以及熱效率都有較大的提高，具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。