循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量升高原因分析

摘 要：對(duì)于鍋爐來說飛灰含碳量的高低直接影響到鍋爐效率的高低，隨著人們對(duì)節(jié)能降耗的重視，如何才能降低飛灰含碳量提高鍋爐效率成為一個(gè)急需解決的問題，本文根據(jù)流化床鍋爐的燃燒特點(diǎn)進(jìn)行分析并提出了優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：飛灰含碳量；升高；分析

中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 18-0000-01

每臺(tái)鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)飛灰含碳量都比較小，為什么在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)飛灰含碳量偏高現(xiàn)象呢？本文主要針對(duì)國內(nèi)運(yùn)行技術(shù)比較成熟的東鍋生產(chǎn)的DG1089/17.4-Ⅱ型流化床鍋爐為依據(jù)，根據(jù)運(yùn)行的實(shí)際情況從爐內(nèi)燃燒不完全和飛灰捕捉能力差兩方面進(jìn)行分析，找出真正的原因，通過優(yōu)化運(yùn)行和技術(shù)改造等方法，降低飛灰含碳量，讓流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)真正的發(fā)揮出來。

一、鍋爐床溫影響

對(duì)于流化床鍋爐來說，為了充分發(fā)揮其良好的爐內(nèi)脫硫能力，一般正常運(yùn)行床溫為800—950℃之間，面對(duì)環(huán)保壓力的加大，一些鍋爐爐內(nèi)脫硫不能滿足當(dāng)前環(huán)保要求，只能降低鍋爐床溫來提高脫硫效率，而相對(duì)于煤來說完全燃燒的三要素其中之一就是需要有足夠高的溫度，那么煤完全燃燒所需的溫度降低后必然會(huì)導(dǎo)致煤在爐內(nèi)的燃燒不完全，煤粒沒有完全燃燒而是以飛灰的形式被排出爐外，飛灰含碳量升高。對(duì)安裝爐外脫硫的流化床鍋爐來說，爐內(nèi)不受脫硫影響，鍋爐床溫在保證不結(jié)焦的前提下盡量保證高床溫運(yùn)行，這樣可以有效降低飛灰含碳量。

二、一次風(fēng)量影響

要想完全燃燒需要有足夠的燃燒時(shí)間，那么對(duì)于流化床鍋爐來說決定燃燒時(shí)間的除了煤的粒徑的大小還有一次風(fēng)量的高低，煤的粒徑一般在破碎設(shè)備正常的情況下變化不是太大，那么關(guān)鍵就是一次風(fēng)量的高低，煤粒在爐內(nèi)從床層到爐膛出口主要是靠一次風(fēng)來攜帶，一次風(fēng)量升高后，同等床壓下它的風(fēng)速也相應(yīng)升高，那么煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間就相對(duì)縮短，同等粒徑的煤它的燃燒時(shí)間縮短，必然會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒可能的增大，從而導(dǎo)致飛灰含碳量升高，調(diào)整一次風(fēng)量的原則主要是，在保證鍋爐正常流化和控制床溫在正常范圍的前提下，鍋爐一次風(fēng)量越低越好，這樣有利于降低飛灰含碳和低渣含碳，同時(shí)也可以大大減輕鍋爐受熱面的磨損。

三、入爐煤粒度影響

對(duì)于流化床鍋爐來說，一般要求控制入爐煤粒度在0—8mm之間，而對(duì)于粒徑的分布沒有太明確的規(guī)定，并且國內(nèi)目前的破碎篩分設(shè)備也很難將煤的粒徑分布控制在合理范圍。粒徑的分布一般根據(jù)煤種的不同要求是不同的，一般是劣質(zhì)煤相對(duì)細(xì)顆粒比例要多一些，優(yōu)質(zhì)煤粗顆粒比例可以相對(duì)多一些。而對(duì)于煤的粒度來說，若粒度過粗，燃燒換熱的總面積相對(duì)減少，延長燃燼時(shí)間，同時(shí)大量的粗顆粒會(huì)沉積在密相區(qū)床面上，影響流化和燃燒份額的分配。為了保證床面不結(jié)焦及負(fù)荷穩(wěn)定，必須增大流化風(fēng)量，結(jié)果導(dǎo)致煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間縮短，使得飛灰含碳量升高。顆粒過細(xì)，一送入爐內(nèi)就會(huì)被流化風(fēng)夾帶飛出密相區(qū)，甚至飛出爐膛來不及燃燒；顆粒過細(xì)分離器難于捕捉，結(jié)果煙氣帶走的未燃盡的顆粒增加而造成飛灰中可燃物增加。

四、布風(fēng)均勻性影響

煤在爐內(nèi)的燃燒主要發(fā)生在密相區(qū)和稀相區(qū)，而對(duì)于密相區(qū)的完全燃燒來看，良好的流化起著至關(guān)重要的作用，如果布風(fēng)均勻性不良就容易出現(xiàn)局部流化不良容易發(fā)生局部結(jié)焦現(xiàn)象，同時(shí)如果床層物料流化不良，使得新加入的煤不能夠與床層物料進(jìn)行良好的混合，不利于煤的加熱和揮發(fā)份的吸出，這樣一來就延長了煤著火所需時(shí)間，而一些細(xì)顆粒來不及燃燒就被帶出爐外，這樣一來就導(dǎo)致了飛灰含碳量的升高。

五、床層厚度影響

料層厚度直接影響流化床鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行和燃燒效率。料層過厚時(shí)風(fēng)室靜壓就會(huì)增大，阻力就會(huì)增大，此時(shí)為了保證流化和負(fù)荷穩(wěn)定就要增大流化風(fēng)量，結(jié)果顆粒的揚(yáng)析率就會(huì)增加，飛出爐膛的燃料量增加；料層過厚時(shí)床溫也會(huì)降低，燃燒效率降低。同樣床壓高時(shí)排渣量就得增大，未燃盡的碳顆粒就會(huì)排出爐膛帶入冷渣器中使底渣中可燃物的數(shù)量增多；料層過薄時(shí)，就容易出現(xiàn)吹空現(xiàn)象，運(yùn)行安全性下降。

六、煤種影響

雖然循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)就是煤種適應(yīng)性廣，但對(duì)于已經(jīng)設(shè)計(jì)成型的CFB鍋爐，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)安裝固定后，只有燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)才能達(dá)到較高的燃燒效率。對(duì)于揮發(fā)份含量較高的煙煤等燃料，燃燒效率高，飛灰可燃物較小，對(duì)于揮發(fā)份含量低的無煙煤等在相同條件下飛灰可燃物要高得多。因此，運(yùn)行中應(yīng)盡可能控制入爐煤煤種接近設(shè)計(jì)煤種；當(dāng)出現(xiàn)發(fā)熱量較設(shè)計(jì)煤種偏低太多時(shí)，完全燃燒所需時(shí)間延長了，而煤在爐內(nèi)的燃燒停留時(shí)間不變，造成飛灰含碳量升高，所以要盡量維持高床溫運(yùn)行，這樣有利用劣質(zhì)煤更好的著火和燃盡。

七、風(fēng)煤配比影響

煤良好燃燒除了相當(dāng)高的溫度和足夠的燃燒時(shí)間外，還與配風(fēng)及氧量有關(guān)，一次風(fēng)量保證流化及提供初始氧量，二次風(fēng)增大擾動(dòng)及提供后期氧量，調(diào)整好一二次風(fēng)的配比，可有效的降低化學(xué)不完全熱損失和機(jī)械不完全損失。一般情況下從低負(fù)荷到滿負(fù)荷，一次風(fēng)占的比例為60-40%，二次風(fēng)占的比例為40-60%。不同負(fù)荷不同煤種時(shí)風(fēng)量的分配有很大區(qū)別，總的分配原則是低負(fù)荷時(shí)、燃料熱值低時(shí)，一次風(fēng)占的比例大些；高負(fù)荷時(shí)、燃料熱值高時(shí)，二次風(fēng)占的比例大些。對(duì)于調(diào)整氧量來說，盡量以設(shè)計(jì)氧量為參考，如果氧量太大會(huì)導(dǎo)致鍋爐的床溫及整個(gè)爐膛溫度降低，不利用煤完全燃燒，同時(shí)風(fēng)量太大也會(huì)導(dǎo)致煙氣的流速加快，攜帶能力增強(qiáng)，導(dǎo)致飛灰含碳量增大。如果維持氧量太低會(huì)導(dǎo)致煤燃燒時(shí)缺氧不能完全燃燒，也可以導(dǎo)致飛灰含碳量升高。所以要根據(jù)不同的煤種選擇合適的氧量才能有效的降低飛灰含碳，提高鍋爐的效率。

八、分離器效率影響

分離器作為流化床鍋爐特有的一個(gè)重要設(shè)備，主要的作用就是將未燃盡的大顆粒物料分離下來，重新返回爐膛進(jìn)行燃燒，提高了鍋爐燃燒效率。那么分離器效率一旦降低就必然會(huì)引起飛灰含碳量和飛灰總量增大鍋爐效率下降，往往分離器效率下降的原因主要與分離器中心筒變形和耐火材料脫落或表明不光滑有關(guān)。中心筒變形后出現(xiàn)煙氣短路現(xiàn)象，一部分煙氣從中心筒根部進(jìn)入尾部煙道，不經(jīng)過中心筒導(dǎo)致分離效率下降。而耐火材料脫落或表面不光滑導(dǎo)致分離器的切向阻力增大，導(dǎo)致分離器分離效率下降。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉德昌，陳漢平，張世紅.循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行及事故處理[M].北京：中國電力出版社，2006.

[作者簡(jiǎn)介]王建峰（1983-），男，工程師，從事CFB鍋爐運(yùn)行研究14年，發(fā)表論文10余篇。