循環(huán)流化床鍋爐爐渣和飛灰含碳量高的原因及降低措施

支 勝

(西山煤電集團(tuán)發(fā)電公司西山熱電公司，山西 太原 030022)

循環(huán)流化床鍋爐爐渣和飛灰含碳量高的原因及降低措施

支 勝

(西山煤電集團(tuán)發(fā)電公司西山熱電公司，山西 太原 030022)

循環(huán)流化床鍋爐爐渣含碳量和飛灰含碳量高是影響鍋爐熱效率的主要原因之一，降低爐渣含碳量和飛灰含碳量成為循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能降耗的主要工作。針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的爐渣含碳量和飛灰含碳量偏高采取了措施，大大提高了鍋爐效率和電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

循環(huán)流化床；鍋爐；爐渣含碳量；飛灰含碳量

循環(huán)流化床鍋爐具有對(duì)燃料適應(yīng)性好、燃燒效率高、對(duì)環(huán)境污染小及灰渣綜合利用率高等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的高度重視，近幾年在中國(guó)得到極其快速的發(fā)展。但是，與煤粉爐相比，循環(huán)流化床鍋爐的飛灰含碳量比較高；循環(huán)流化床鍋爐由于燃料顆粒大、燃燒劣質(zhì)煤及煤矸石，加上運(yùn)行操作上的原因，爐渣的含碳量也比較高。因此，為提高鍋爐的效率，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的灰渣含碳量高的原因進(jìn)行了分析，并提出降低措施[1]。

1 爐渣含碳量高的原因及降低措施

1.1 煤粒在密相區(qū)停留時(shí)間的長(zhǎng)短不一

煤的發(fā)熱量高時(shí)，燃料在爐內(nèi)停留的時(shí)間比較短；發(fā)熱量低時(shí)，在爐內(nèi)停留的時(shí)間長(zhǎng)。爐膛床溫和煤的粒度也是燃料燃盡的一個(gè)重要因素，床溫從800 ℃升到950 ℃，燃料燃盡時(shí)間能縮短6倍以上；煤粒直徑從1 mm升到10 mm，燃料燃盡時(shí)間提高了10倍以上。

措施：設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，將密相區(qū)設(shè)計(jì)大一些，盡量算出最經(jīng)濟(jì)的發(fā)熱煤種，保證燃料的發(fā)熱量和其粒度在規(guī)定的范圍內(nèi)。運(yùn)行過(guò)程中，維持床溫在930 ℃左右、床壓在9.5 kPa左右，以降低爐渣的含碳量。

1.2 燃燒下部氧量分布不均

受二次風(fēng)穿透深度的限制，燃燒室中心缺氧嚴(yán)重，而在燃料的非加入側(cè)存在富氧區(qū)。缺氧區(qū)煤粒燃燒不完全，造成了床底爐渣含碳量高。

措施；運(yùn)行中宜采用大動(dòng)量的二次風(fēng)，增加二次風(fēng)的穿透深度，改善燃燒室中心區(qū)的燃燒效果。另外，在加煤側(cè)多加二次風(fēng)，非加煤側(cè)少加二次風(fēng)，適應(yīng)它對(duì)氧量的不同要求，改善加煤側(cè)和非加煤側(cè)的燃燒效果，降低床底爐渣的含碳量。

1.3 給煤口和下渣口的布置位置不合理

給煤口離排渣口太近，致使有的煤斷路，來(lái)不及燃燒就從排渣口排出，造成爐渣含碳量高。

措施；合理布置給煤口和排渣口的位置，使它們之間的距離不要太近。其次，在運(yùn)行中合理調(diào)節(jié)撥煤風(fēng)，使煤合理地撒在爐膛里。

2 飛灰含碳量高的原因及措施

2.1 細(xì)煤粒的燃盡時(shí)間與床溫和粒徑的變化關(guān)系

一般認(rèn)為，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)1 mm的粒子屬于粗粒子，主要在密相區(qū)內(nèi)燃燒；小于1 mm的粒子屬于細(xì)粒子，它在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)燃燒。分離器收集不下來(lái)的細(xì)小粒子排出鍋爐。當(dāng)煤粒徑從0.02 mm增加到0.80 mm時(shí)，它們的燃盡時(shí)間提高了70倍左右；床溫從950 ℃降到800 ℃時(shí)，它的燃盡時(shí)間提高了6倍左右。循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)中，煤粒一次通過(guò)燃燒室停留的時(shí)間一般選定在5 s～6 s。當(dāng)床溫為950 ℃時(shí)，小于0.8 mm的粒子一次通過(guò)燃燒室基本燃盡；當(dāng)床溫為900 ℃時(shí)，小于0.05 mm的粒子一次通過(guò)燃燒室基本燃盡；當(dāng)床溫為850 ℃時(shí)，小于0.02 mm的粒子一次通過(guò)燃燒室基本燃盡；當(dāng)床溫為800 ℃時(shí)，小于0.008 mm的粒子一次通過(guò)燃燒室基本燃盡。估計(jì)當(dāng)床溫在800 ℃以上時(shí)，0.01 mm以下的粒子一次通過(guò)燃燒室能燃盡。這就要求分離器能將0.01 mm～0.02 mm的煤粒收集率提高到50%，此時(shí)飛灰含碳量才可以有較大的降低。但實(shí)際中還是有困難的。提高分離器的分離效率，就能有效地降低飛灰含碳量。我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐飛灰徑為0.015 mm～0.07 mm的含碳量最高，說(shuō)明分離器對(duì)這部分煤粒徑的收集效率不高。因此，提高分離器對(duì)這部分粒子的收集效率是降低循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量的關(guān)鍵。

措施：合理選擇燃燒溫度。床溫提高，碳粒子燃盡時(shí)間縮短，有利于降低飛灰含碳量。為了防止鍋爐結(jié)焦和控制氮氧化物的生成量，結(jié)合我廠燃用煤種和環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行情況，床溫控制在900 ℃～950 ℃比較適宜。

2.2 氧量不均影響飛灰含碳量

燃燒溫度低，燃燒室內(nèi)氧的分布不均勻，燃燒室內(nèi)中心區(qū)缺氧，也是飛灰含碳量高的原因之一。

措施：在安裝時(shí)選擇風(fēng)量和風(fēng)壓合適的二次風(fēng)機(jī)。運(yùn)行調(diào)整中，一次風(fēng)滿足流化時(shí)應(yīng)盡量加大二次風(fēng)量，增加二次風(fēng)的穿透深度，改善燃燒室中心區(qū)的燃燒效果。另外，在鍋爐前墻給煤機(jī)側(cè)多加二次風(fēng)，后墻二次風(fēng)適宜，改善前墻和后墻的燃燒效果，適應(yīng)它對(duì)氧量的不同要求，從而降低飛灰含碳量。

2.3 燃料煤粒比例的影響

燃料的顆粒大小比例要合理。煤粒大時(shí)，爐膛所需要的流化風(fēng)量大，一次風(fēng)量大就容易把細(xì)小的顆粒快速吹走，縮短了它在爐內(nèi)的停留時(shí)間，加大了飛灰的含碳量。煤細(xì)顆粒多時(shí)，床壓又難以維持，不利于燃燒，所以煤粒比要合理。

措施：加強(qiáng)對(duì)燃料的檢查，定期對(duì)篩子檢查，保證煤粒的比例合理。

2.4 分離器的分離效率和返料器的運(yùn)行不正常

循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高的主要原因是分離器收集不下來(lái)細(xì)小的顆粒，使細(xì)小顆粒與煙氣一起排出鍋爐，導(dǎo)致飛灰含碳量高。

運(yùn)行中，返料器的運(yùn)行不穩(wěn)或返料風(fēng)壓風(fēng)量的過(guò)大會(huì)使煙氣反串，嚴(yán)重影響分離器的分離效率。認(rèn)真監(jiān)視返料器的工作狀態(tài)和調(diào)整合理的返料風(fēng)量風(fēng)壓，對(duì)降低飛灰含碳量有重要作用。

措施：改變分離器結(jié)構(gòu)，將煙氣排氣口偏心布置。分離器直徑變大以后，氣流的旋轉(zhuǎn)中心與分離器筒體的幾何中心不一致，出現(xiàn)偏離。將煙氣排出口偏心布置，使煙氣排出口中心與氣流旋轉(zhuǎn)中心一致，提高分離效率。

運(yùn)行中，對(duì)返料風(fēng)壓、風(fēng)量、溫度認(rèn)真監(jiān)視，保證返料風(fēng)機(jī)工作正常。將返料風(fēng)壓和風(fēng)量分別調(diào)整在16 kPa和600 m3/h左右，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)調(diào)整。

2.5 除塵灰再循環(huán)燃燒

對(duì)于難燃盡的煤種，經(jīng)過(guò)分離器分離之后，飛灰含碳量仍然比較高。為了進(jìn)一步降低飛灰含碳量，比較有效的措施是采取除塵灰再燃燒。

措施：利用氣力輸灰系統(tǒng)，在輸灰管道上加裝一個(gè)三通管，分別在去灰?guī)旌腿t前加裝閥門(mén)進(jìn)行切換，將除塵灰送至爐前，經(jīng)過(guò)二次風(fēng)口送入爐膛，循環(huán)燃燒。

3 結(jié)論

運(yùn)行表明，采取一系列措施后能使循環(huán)流化床鍋爐的爐渣含碳量和飛灰含碳量大大降低，進(jìn)一步提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 劉德昌.循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行及事故處理[M].北京：中國(guó)電力出版社,2006:214-221.

Causesandreductionmeasuresofslagandflyashwithhighcarboncontentincirculatingfluidizedbedboiler

ZHISheng

(XishanThermo-ElectricityCorporation,XishanCoalElectricityGroupPowerGenerationCo.,TaiyuanShanxi030022,China)

The high carbon content of slag and fly ash in circulating fluidized bed boiler is one of the main factors influencing the thermal efficiency of boiler.The reduction of carbon content in slag and fly ashis the main work for energy saving of circulating fluidized bed boiler. Some measures have been taken to improve the efficiency of boiler and economic benefit of power plant in view ofhigh carbon content of slag and carbon content of fly ash in circulating fluidized bed boiler.

circulating fluidized bed; boiler; carbon content in slag; carbon content in fly ash

2017-03-09

支 勝，男，1985年出生，2004年畢業(yè)于太原電力學(xué)校，助理工程師，主要從事電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.30

TQ054;TQ53

A

1004-7050(2017)03-0089-02

生產(chǎn)與應(yīng)用