煤粒径对循环流化床锅炉运行的影响.pdf

煤粒径对循环流化床锅炉 运行的影响 邬剑丈 (宁波中华纸业热电厂) 摘要控制循环流化床锅炉的煤粒径对锅炉安全，经济运行有着重大意义，本文通过宁波中华纸 业热电厂220t／hCFB锅炉燃料粒径的变化，总结分析了煤粒径对锅炉出力、受热面磨损、机组燃烧 效率的影响． 关键词循环流化床锅炉煤粒径锅炉出力磨损 循环流化床燃烧技术是近年发展起来的一种高效、低污染清洁燃烧技术，循环流化床锅炉以其 燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低，易于实现灰渣综合利用的优势，在国内 外得到了迅速发展和推广，目前循环流化床锅炉已广泛应用于石化、冶金、电力、环保等工业领域， 对充分利用劣质煤、节约能源、减少环境污染等具有深远的意义。 1 煤粒径对循环流化床锅炉的影响 循环流化床锅炉的燃烧特点是燃料在流化状态下燃烧、破碎、再燃烧的过程，且燃料非一次燃 尽，即相当一部分燃料需要循环燃烧。它不同于煤粉炉或层燃炉，是一种集悬浮燃烧、循环燃烧、 流化燃烧为一体的复合燃烧过程。目前流化床锅炉用煤为宽筛分物料，一般要求为O一8咖或0一 lOmm的自然破碎粒径，这样炉膛内的颗粒在运行风量的作用下，出现了分离现象。大部分颗粒在 气流夹带扬析作用下随烟气上升，并且不断聚团和分离，当达到颗粒各自的终端速度后，沿着炉膛 水冷壁面向下回流，这是循环流化床锅炉内典型的流体动力学结构一环一核结构：另一部分细小颗 粒在气流夹带下随烟气飞出了炉膛，进入旋风分离器，其中的大部分被分离器收集后，径J阀返料 器回到炉膛底部；而最后那部分不能被烟气携带的大颗粒则停留在床内。由于流体动力的相互作用， 形成了循环流化床锅炉的内、外循环，和燃料在炉膛内上、中、下各个层面按一定的燃烧份额燃烧 (沿着气体流动方向一段空间中燃料热量释放占总热量之比称为燃烧份额)，保证了炉内温度均匀、 能量平衡。 实践证明，燃料的颗粒特性对循环流化床锅炉的出力、磨损、燃烧效率等都有很大影响，如果 燃料的粒径、级配达不到设计要求，则可能破坏循环流化床内的物料循环，影响锅炉的正常运行。 1．1 对锅炉出力的影响 燃煤平均粒径太大，在设计的流化风速下吹出密相区的细颗粒就少，燃烧产生的热量无适量细 颗粒逐级传递到炉膛纵向的各个层面，导致炉膛上部物料浓度低，循环倍率小，大量粗颗粒在密相 173 区内燃烧，释放大量的热量，且少有循环物料冷却。而燃烧室下部受热面的布置是一定的，不能吸 收过多热量，从而造成床面温度升高，无法继续投加煤量。由物料的不平衡，引发了能量的不平衡， 炉膛每个区段的燃烧份额远远偏离了设计值，因此锅炉的出力受到了影响，带不到高负荷。 根据煤粒径的偏差，经常可见锅炉仅能带到60％MCR，严重影响机组的效率。 1．2对锅炉磨损的影响 燃煤的粒径太大，达不到循环流化床锅炉的设计要求，必然导致锅炉出力达不到高负荷，为解 决这一问题，运行中经常采用减少底渣排放，增加床料量，加大一次风量运行，来抑制床面温度过 高。通过强行提高炉膛上部的物料浓度和循环倍率，来提高锅炉出力。这些方法不仅不能从根本上 解决炉内物料的不平衡，而且还加剧了锅炉的磨损。锅炉热力计算标准中推荐使用的管壁最大磨损 量计算公式如下： mm／h 磨损量E与烟气流速Vg成3．3次方关系，与颗粒浓度u成正比关系，与颗粒分布R90成2／3 次方关系。因此，大风量高床压运行后的结果是锅炉安全性大大降低，磨损爆管事故频发。 1．3对机组效率的影响 大风量高床压运行不仅导致锅炉磨损爆管事故频发，还造成厂用电居高不下。相同条件下风机 风量、风压的大小与电流的大小成正比，大风量高床压运行必然导致风机能耗大大增加。 1．4对排渣出灰的影响 燃煤粒径的变化会引起锅炉灰渣比的变化。煤粒径粗时，底渣的份额就占的多，这不仅对冷渣 器造成出渣量上的压力，而且对于选择性风冷冷渣器，易发生内部流化不良，结渣、结焦堵塞冷渣 器的问题，即使通过提负压等方法处理冷渣器，亦会对锅炉出力、炉管磨损带来影响；煤粒径细时， 底渣的份额就占的少，出渣量小的同时内部流化也相对充分，冷渣器可连续正常运行。 2运行实例 我厂运行的两台循环流化床锅炉是东方锅厂弓