燃煤粒度對(duì)大型循環(huán)流化床鍋爐燃燒的影響

朱占強(qiáng)，劉 杰

（1.華電重工股份有限公司，北京 100071；2.中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038）

燃煤粒度對(duì)大型循環(huán)流化床鍋爐燃燒的影響

朱占強(qiáng)1，劉 杰2

（1.華電重工股份有限公司，北京 100071；2.中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038）

循環(huán)流化床的燃燒技術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)當(dāng)中屬于一種新型的高效清潔的燃燒技術(shù)，和其他傳統(tǒng)的燃燒方式相比較，循環(huán)流化床的燃燒技術(shù)具有污染相對(duì)較低、效率相對(duì)較高的特點(diǎn)，并且在適用范圍方面也是相當(dāng)廣泛的，因此需要充分利用劣質(zhì)煤。但是其中的燃煤粒度需要符合一定的粒度要求，首先對(duì)節(jié)能型循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)理念和方法進(jìn)行了概述；其次對(duì)不同鍋爐對(duì)燃煤粒度的要求進(jìn)行了研究；最后分析了燃煤粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒的影響。

燃煤粒度；大型循環(huán)流化床；鍋爐燃燒

在鍋爐進(jìn)行燃燒的時(shí)候，在燃料不同的情況下不同類型的鍋爐對(duì)于其燃煤粒度也是具有不同的要求的，也就是高循環(huán)倍率的循環(huán)流化床鍋爐對(duì)于燃煤粒度的要求是相對(duì)較細(xì)的，而低循環(huán)倍率的流化床鍋爐對(duì)于燃煤粒度的要求是相對(duì)較粗的。在進(jìn)行燃燒的過(guò)程當(dāng)中，如果采用鏈條鍋爐進(jìn)行燃燒的話，就屬于固定床層狀的燃燒的方式，對(duì)于燃煤粒度的要求方面需要燃煤粒徑呈現(xiàn)塊狀分布。在不同的因素條件之下，需要對(duì)其燃煤粒度造成的影響進(jìn)行分析，從而通過(guò)燃煤粒度來(lái)解決生產(chǎn)問(wèn)題，提升鍋爐的熱效率。

1 節(jié)能型循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)理念和方法

在鍋爐燃燒的過(guò)程當(dāng)中，可以按照顆粒中斷的速度和燃燒上升的氣速進(jìn)行有效分類，可以將鍋爐當(dāng)中的床料分為兩種類型，即有效床料和無(wú)效床料兩種。有效床料可以對(duì)燃燒室上部的快速床和外部環(huán)境形成循環(huán)的現(xiàn)象，從而對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)部以及熱面的布置造成影響，在無(wú)效床料的循環(huán)過(guò)程當(dāng)中，由于顆粒本身的終端速度和流化風(fēng)速都是相對(duì)較大的，是沒(méi)有辦法參與循環(huán)的，只可以在底部形成相對(duì)密封的澎湃流動(dòng)，因此，在鍋爐的傳熱性能方面無(wú)效的床料是不會(huì)產(chǎn)生影響的。大部分的顆粒在循環(huán)流化床的燃燒過(guò)程當(dāng)中經(jīng)過(guò)燃燒都會(huì)變成相對(duì)較小的灰顆粒，只需要有限的粗狀的顆粒床存量來(lái)對(duì)顆粒的燃盡進(jìn)行保證，在此基礎(chǔ)上可以利用控制給煤帶來(lái)避免由于無(wú)效存料引起的風(fēng)機(jī)能耗以及受熱面的磨損情況[1]。

2 鍋爐爐型對(duì)燃煤粒度的要求

在使用不同的鍋爐期間，對(duì)燃燒煤中的顆粒粒度要求也不同，如果采用高循環(huán)倍率的循環(huán)流化床的鍋爐進(jìn)行燃燒的話，就需要細(xì)粒徑的燃煤顆粒，如果采用低循環(huán)倍率的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃煤的話，就需要粗粒徑的燃煤顆粒。而且，如果其中帶有埋管的中小型循環(huán)的流化床鍋爐進(jìn)行燃煤的話，對(duì)于燃煤的粒徑也是要求直徑相對(duì)較大的。如果采用全模式的水冷壁循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃燒的話，燃煤的顆粒平均直徑相對(duì)較小。如果采用埋管式的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃煤的話，就需要為燃燒室的下部進(jìn)行埋管受熱面的設(shè)置，以此來(lái)吸收更多的熱量。在燃燒室下部的燃燒份額和釋熱份額的燃燒過(guò)程當(dāng)中就需要相對(duì)較大。如果燃煤顆粒本身直徑較粗的話，在燃燒室下部的燃燒份額和釋熱份額就相對(duì)較大，可以充滿滿足埋管循環(huán)流化床燃燒室下部對(duì)于熱量的需要和要求，并且在燃燒室下部的溫度需要保持在850～950℃之間，從而保證其穩(wěn)定的運(yùn)行。如果采用鍋爐鏈條進(jìn)行燃燒的話，就屬于固定床層狀的燃燒方式，需要保證燃燒顆粒能夠呈現(xiàn)出塊狀分布的狀態(tài)進(jìn)行燃燒[2]。

3 燃煤粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的影響

循環(huán)流化床鍋爐燃燒的方式主要是利用氣流的作用，從而保證寬篩分的燃煤顆粒在流化床進(jìn)行燃燒的過(guò)程當(dāng)中可以保證一面燃燒的同時(shí)，還可以保證其翻騰運(yùn)動(dòng)。造成此種情況的原因主要是對(duì)燃燒鍋爐本身的燃燒方式造成的，并且和粉煤鍋爐的燃燒形式是不同的[3]。

首先，燃煤粒度循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)的影響，主要是利用加熱鍋爐底料的方式來(lái)達(dá)到所燃煤顆粒所需要進(jìn)入的正常燃燒狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，其中的影響因素是相當(dāng)多的，比如煤、配風(fēng)情況、底料靜止高度以及底料顆粒的結(jié)構(gòu)。

其次，燃煤顆粒度對(duì)循環(huán)流化床的運(yùn)行以及燃燒效率的影響因素當(dāng)中，需要保證流化床的溫度可以在正常穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，并且不能出現(xiàn)高溫等各種現(xiàn)象，從而可以保證床料的沸騰流化正常。如果在鍋爐運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，不對(duì)燃煤顆粒進(jìn)行控制的話，就會(huì)影響較大的燃煤顆粒的沸騰情況，如果較小的流化風(fēng)量的話，就會(huì)對(duì)燃煤顆粒的數(shù)量以及速度造成影響，造成經(jīng)濟(jì)方面的影響。

最后，在燃煤粒度對(duì)設(shè)備磨損的程度進(jìn)行分析的話，最小的流化風(fēng)量主要指的是固定床轉(zhuǎn)移到沸騰床轉(zhuǎn)移點(diǎn)的位置界面氣流速度進(jìn)行影響，需要在一定的床溫基礎(chǔ)之上，對(duì)其直徑增加的情況下，床料流化當(dāng)中所需要的最小流化風(fēng)量也需要進(jìn)行增加。在床料阻力增加的情況下，就會(huì)引起床料流化狀態(tài)逐漸向不良的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，加速了對(duì)設(shè)備的磨損，影響了鍋爐運(yùn)行的狀態(tài)。與此同時(shí)，燃煤粒度因素對(duì)于底渣顆粒粒徑也有影響，底渣需要充分保證小顆粒的煤在燃燒的過(guò)程當(dāng)中可以被吹入到旋風(fēng)分離器，從而在分離器的下部反料床上進(jìn)行二次燃燒。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)屬于一種新型的高效潔凈燃燒技術(shù)，具有低污染、高效率、燃燒適應(yīng)范圍相對(duì)較廣等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)燃煤顆粒對(duì)鍋爐燃燒所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，從而尋找最佳的燃煤技術(shù)，并且應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，最終將循環(huán)流化床的燃燒技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，保證其生態(tài)環(huán)境的健康，減少其中所消耗的能耗，起到節(jié)約資源的作用，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)化發(fā)展。

[1] 高洪培，王鵬利，張敏，等.大型循環(huán)流化床鍋爐臨界流化風(fēng)量控制與燃燒優(yōu)化調(diào)整[J].熱力發(fā)電，2005，34（4）：31-33.

[2] 吳炬，李爭(zhēng)起，冷杰，等.220t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行特性試驗(yàn)研究[J].東北電力技術(shù)，2005，26（6）：11-16.

[3] 李智華，郝如平.燃煤粒度過(guò)大對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的影響[J].商品與質(zhì)量，2016，（11）：266.

表11 樣品測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

1）采用微波消解法對(duì)聚烯烴樣品進(jìn)行消解處理，處理過(guò)程中金屬?zèng)]有損失，提高了測(cè)定的準(zhǔn)確性[5]；微波消解在3～4h即可完成消解和樣品前處理，縮短了處理時(shí)間，而且消解過(guò)程中所用的消解液的量很少，大大減少了試劑用量，節(jié)約了測(cè)試成本，減少了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人員的損傷。

2）連續(xù)光源原子吸收光譜儀采用能夠產(chǎn)生更高量子化效率的CCD半導(dǎo)體檢測(cè)器，可同時(shí)記錄分析譜線周圍全部信息，運(yùn)用創(chuàng)新的校正運(yùn)算方法實(shí)時(shí)校正包括光源在內(nèi)任何波動(dòng)引起的漂移，從而有效改善信噪比，降低檢出限，滿足有害元素的痕量甚至超痕量分析要求[6]。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，所測(cè)定的4種元素，方法檢出限均可可達(dá)0.01μg/L。而且微波消解的樣品溶液均一性很好，檢測(cè)的重復(fù)性高，方法精密度很好，該方法的準(zhǔn)確度可靠，回收率均在90%～100%之間。完全滿足痕量金屬元素檢測(cè)的要求。

3）采用原子吸收法測(cè)定所制備的待測(cè)溶液中的金屬元素含量，并利用公式C=（Ci-C0）×V/M計(jì)算得到聚烯烴樣品中金屬元素的含量，此方法所需樣品量小，結(jié)果準(zhǔn)確度高。同時(shí)，反映了聚丙烯產(chǎn)品中催化劑和引發(fā)劑的含量，為工藝控制起到積極的指導(dǎo)意義。

4）從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，連續(xù)光源原子吸收可以實(shí)現(xiàn)多元素順序測(cè)定，一個(gè)光源可以滿足所有元素測(cè)定波長(zhǎng)，無(wú)需換燈，并且內(nèi)置各元素分析波長(zhǎng)及最佳測(cè)試條件，較傳統(tǒng)原子吸收需逐一切換光源，重新尋峰和最佳測(cè)試條件相比，大大節(jié)省測(cè)試時(shí)間。配合使用MPE 60 液體自動(dòng)進(jìn)樣器，按設(shè)定吸取不同體積的溶液并將其放入石墨管，實(shí)現(xiàn)了微量進(jìn)樣，用自動(dòng)稀釋或不同體積進(jìn)樣，自動(dòng)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，全自動(dòng)多元素序列分析。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李波，林勤保，宋歡.微波消解-ICP-AES測(cè)定食品塑料包裝中鈦、鉛、鉻和鎘[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2011，（2）：252-256.

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[6] 張繼蓉，印成，李顯芳.原子吸收光譜法測(cè)定活性污泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni[J].中國(guó)給水排水，2013，（4）：91-93.

Analysis on the Influence of Coal Particle Size on Combustion of Large Circulating Fluidized Bed Boiler

Zhu Zhan-qiang，Liu Jie

Combustion technology of circulating fluidized bed（CFB）is a new type of high efficiency and clean combustion technology in modern technology.Compared with other traditional combustion methods，CFB combustion technology has relatively low pollution and relatively high efficiency.，And in the scope of application is also quite extensive，and therefore need to make full use of poor quality coal.But the coal particle size needs to meet certain granularity requirements.The design concept and method of energysaving circulating fluidized bed boiler are summarized firstly.Secondly，the requirements of different boilers for coal particle size are studied.Coal particle size on the circulating fluidized bed boiler factors were analyzed.

coal particle size；large circulating fluidized bed；boiler combustion

TK224

A

1003–6490（2016）09–0041–02

2016–08–10

朱占強(qiáng)（1979—），男，遼寧營(yíng)口人，工程師，主要從事輸煤、物料輸送設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。