關于循環(huán)流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發(fā)紅的原因及防治

常沖 李翠英（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000）

循環(huán)流化床燃燒是一種新型的高效、低污染的清潔燃煤技術，這種技術可以適應多種燃料，其負荷調節(jié)性能也很好，燃燒后所產生的灰渣也能被充分利用，在國際上備受矚目。該技術在我國應用以后，極大的提升了燃煤利用率，節(jié)約了煤炭資源且能焚燒劣質燃料，是一種綠色能源。在利用循環(huán)流化床技術時發(fā)現，鍋爐爐灰（渣）會成為紅色，這就需要相關工作人員研究其變紅的原因，并給出合理的解決辦法。

1 循環(huán)流化床鍋爐的工作原理

循環(huán)流化床鍋爐爐膛內含有大量的物料，在燃燒過程中大量的物料被煙氣攜帶到爐膛上部，經過布置在爐膛出口的分離器，將物料與煙氣分開，并經過非機械式回送閥將物料回送至床內，多次循環(huán)燃燒[1]。在900。C左右的床溫下，燃料和空氣，以及石灰石在爐膛密相區(qū)內混合，煤粒在流化狀態(tài)下進行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁進行熱交換。

循環(huán)流化床鍋爐還具有高的燃燒效率、可以燃用劣質燃料、鍋爐負荷調節(jié)性好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點，因此在世界范圍內取得了迅速發(fā)展。隨著環(huán)保要求日益嚴格，普遍認為，循環(huán)流化床鍋爐是目前最實用和可行的高效低污染燃煤設備之一。

2 循環(huán)流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發(fā)紅的原因

在熱電廠二期循環(huán)流化床鍋爐（4×480t/h）使用過程中，發(fā)現鍋爐爐灰、爐渣會呈現紅色，因該設備較為貴重，為防止出現問題縮短其使用壽命，因此應研究致使其顏色變紅的主要原因。分廠煤質分析室為此展開了實驗研究，將爐膛溫度、自然環(huán)境、選用不同的煤炭等進行綜合性實驗。經實驗發(fā)現，煤質成分和固定碳均未出現顯著變化，無論是有氧還是無氧，在燃燒后其煤灰顏色均未出現變化，顏色基本一致，并呈現灰色。但其中以矸石為主要材質的煤碳經過燃燒以后會呈現紅褐色。

為增強實驗結果的說服力，使用不同的煤質在溫度相同的情況下進行了兩次實驗，一種是經過簡單人工粗磨以后的煤碳，另一種是未經過任何處理的煤碳，將兩種煤碳放置在相同設備、溫度、條件、燃燒時間下開始實驗，最終發(fā)現，當燃燒溫度在710攝氏度到800攝氏度之間時，矸石灰與煤灰的顏色基本為灰褐色，甚至接近灰色，當溫度升至810攝氏度到890攝氏度之間時，煤灰顏色未發(fā)生變化，但在放置25分鐘以后發(fā)現其顏色逐漸由灰褐色變化為紅色，因空氣中含有氧氣，所以，致使煤灰變紅的原因主要是其中的某些元素被氧化，同時也得知溫度并不是影響煤灰顏色的主要原因。但矸石灰的顏色會隨著溫度的升高而發(fā)生變化且呈現紅色[2]。同時發(fā)現，在矸石與巖石的混合樣品中，如果溫度達到870度以上，在燒制一到二小時會發(fā)現，其灰渣的顏色會呈現紅色。

通過實驗得知，致使循環(huán)流化床鍋爐灰渣呈現紅色的主要原因在于煤質中雜質較多，尤其是矸石和硫鐵礦中含鐵礦物質較多，這些灰渣會被氧化，生成三氧化二鐵，因其為紅棕色，所以其灰渣也會呈現紅色。盡管灰渣顏色變紅，但并不影響鍋爐使用年限與質量。

3 防治循環(huán)流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發(fā)紅的主要措施

通過以上研究得知，引起循環(huán)流化床鍋爐灰渣顏色變紅的主要原因是其所選煤炭中礦物質較多，含鐵量加大，雜質偏多，為防止循環(huán)流化床鍋爐灰渣顏色變紅，應選用含鐵量較少、無雜質、礦物質較少的煤炭。這樣的原煤在燃燒以后，基本不會出現灰渣變紅的情況，含鐵礦物質減少以后，即便灰渣被氧化也不會產生紅棕色的三氧化二鐵。為防治灰渣顏色變紅，青海鹽湖化工分公司熱電廠便選取了由青海煤業(yè)魚卡有限公司供給純度較高的原煤，并對進廠原煤的檢驗過程進行嚴格把關，原煤按照國家標準GB475-2008《商品煤樣人工采取方法》中全深度試樣或不同深度試樣采樣方法，用專用煤鏟進行采樣，一車一取作為一個子樣，做到進廠原煤分析要求色澤一致，光澤新鮮自然，無風化及氧化現象；無摻雜使假，感管初步判定含矸率小于5%、含雜率小于0.5%，粒度小于50mm為合格，超過以上指標經驗收小組現場調查和確認，出具驗收意見，拒絕收貨。，有效控制各項分析指標，確保熱電廠煤質符合規(guī)定要求。

由于鍋爐灰渣變紅主要原因在于原煤礦物質較多，因此，在選煤階段應選取純度較高的煤質，將含鐵礦物質少和含量低的煤炭作為首選，在存儲煤炭與燃燒階段應注意與空氣隔離，減少氧化情況，這也是防止煤炭燃燒后灰渣變紅的重要措施。

4 結語

通過以上研究了解到了循環(huán)流化床鍋爐的工作原理，并得知其是現代社會中燃煤利用率較高的一種技術，長期工作發(fā)現，部分鍋爐灰渣被呈現紅色，為防止其影響鍋爐使用壽命，經過實驗研究得知主要是由于原煤中含鐵礦物質較多，燃燒氧化后生成三氧化二鐵。因此，可以提升原煤質量，減少含鐵量礦物質的應用能夠有效避免灰渣變紅，重點在于即便其變化也不會影響鍋爐使用情況，所以不需要擔心。

[1]郭永生，黃西雷.全國最大循環(huán)流化床鍋爐機組已順利投產[N].中國石化報,2010-01-07007.

[2]徐蒞，王復信.新疆昊鑫鋰鹽開發(fā)有限責任公司.淺析循環(huán)流化床鍋爐常見運行缺陷及正確安裝[N].新疆科技報(漢),2010-09-10003.