入爐煤粒徑對循環(huán)硫化床（CFB）鍋爐的影響及控制監(jiān)督

梁靜

摘要：根據入爐煤粒徑對循環(huán)硫化床鍋爐負荷、過熱汽溫、磨損、燃燒效率等的影響，提出合理控制煤粒度，提高燃燒效率，可保證鍋爐安全穩(wěn)定運行，為企業(yè)獲得良好的經濟效益。

關鍵字：入爐煤粒徑；循環(huán)硫化床；磨損；燃燒；影響

1 前言

循環(huán)流化床燃燒技術屬于一種新型的高效潔凈燃燒技術，與其他燃燒方式相比，循環(huán)硫化床燃燒技術具備著低污染、高效率、燃燒適應性廣，灰渣能夠有效利用等優(yōu)點，因此被廣泛應用于循環(huán)硫化床鍋爐中，在保護環(huán)境、節(jié)約能源、充分利用劣質煤等當面發(fā)揮著重要作用。然而，雖然CFB鍋爐對燃料的適應性特別好，但它對燃煤的粒度范圍、平均粒徑大小和粒度的分布有較為嚴格的要求，不同的爐型、不同的煤種對燃煤粒徑有不同的要求。通過研究發(fā)現(xiàn)，如燃煤粒徑變化大，對鍋爐的流化燃燒工況、帶負荷的能力，對受熱面和耐火襯里的磨損都會帶來很大的影響。保證煤的粒度分布合理是電廠燃煤制備系統(tǒng)設計和運行必須解決的重要問題，必須引起電廠設計和運行人員足夠的重視。

2 CFB鍋爐正常運行中入爐煤粒徑對鍋爐的影響

作為同煤粉爐的重要區(qū)別，CFB鍋爐正常運行中爐內必須保持一定的床料并保證正常流化。床料粒徑是否合格對鍋爐是否能夠正常流化有著重要影響。而床料粒徑除取決于點火初期入爐底料外，正常運行中則取決于入爐煤顆粒大小。入爐煤的顆粒度對循環(huán)流化床鍋爐的負荷、受熱面的磨損、燃燒效率、床溫等有較大影響。

2.1對鍋爐負荷的影響

如果燃煤粒徑與CFB鍋爐不適應，粒徑分布不合理或平均粒徑太大，會使鍋爐負荷下降。為了維持CFB正常燃燒與物料循環(huán)，要求入爐煤中所含大、中、小顆粒的比例有一個合理的數(shù)值，也就是要求燃料有合適的粒度級配。但目前投產的部分CFB由于燃料來源不同，燃煤制備系統(tǒng)選擇不同，不能按燃煤的破碎特性去選擇合適的工藝系統(tǒng)和破碎設備，或者是燃料制備系統(tǒng)設計合理且適合設計煤種，但實際運行時由于煤種的變化而影響燃料顆粒特性及其級配，粒度過大，煤粒燃燼時間長。同時，飛出床料層的顆粒減少，鍋爐不能維持正常的循環(huán)灰量，必然造成鍋爐負荷下降。

2.2 對磨損的影響

鍋爐正常運行中，一次風量的選取取決于床料流化的最小風量，最小流化風量指的是固定床轉到沸騰床轉折點位置的界面氣流速度。最小流化風量主要是由燃料粒徑尺寸來決定的，包括煤顆粒氣流的物理性質及堆積密度等。而入爐燃料顆粒大小則影響著床料粒徑的大小。因此，在床溫保持一定的基礎上，隨著床料粒徑增加，床料流化所需最小流化風量也會增加，在一定風壓作用下，床料阻力增加，這就致使流化狀態(tài)向不良狀態(tài)進行移動。加快了布風板上風帽設備的磨損，在風速增加下，水冷受熱面的磨損也會增加，對設備的磨損，造成設備檢修費用的增高，影響著鍋爐運行轉態(tài)，鍋爐運行周期大大縮短，同時廠用電率也隨之升高。

2.3 對床溫及燃燒效率的影響

循環(huán)流化床鍋爐運行時的基本要求就是床料沸騰正常，床溫維持穩(wěn)定，為此，入爐煤的顆粒度一定要有保證，且要有適當?shù)暮Y分比例，運行中如有大煤塊大量進入流化床，會在床體中沉積形成死滯區(qū)，破壞正常的流化狀態(tài)，使爐內溫度場不均勻，造成床溫過低且不能滿負荷運行或局部床溫過高結焦而被迫停爐。所以循環(huán)流化床鍋爐的安全運行要求有良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng)，以保證進入流化床的煤粒在要求的顆粒度范圍內（一般要求顆粒度在0～13～范圍內）。否則運行時若為了減少小煤粒飛逸而減小風量，就會影響大煤粒沸騰；若為了照顧大煤粒沸騰良好而加大流化風量，則小煤粒飛逸又會增多，加大鍋爐損失；同時風量調節(jié)還要與給煤構成一定比例，以維持床溫。煤粒破碎得好，顆粒度均勻，則運行時風煤比易掌握，床溫易穩(wěn)定，效率也高。如顆粒度過大、過小，甚至超大，都會給運行操作帶來困難，同時造成流化床鍋爐飛灰損失及灰渣熱損失的增大，使鍋爐熱效率降低。另外，顆粒度增大，則會因照顧大顆粒流化而加大風量，致使小顆粒煤未及時燃燒而飛出爐膛進入旋風分離器，在分離器下部的返料床上二次燃燒，使返料溫度過高，造成返料器高溫結焦，影響鍋爐正常運行。

2.4 對點火啟動的影響

循環(huán)流化床鍋爐的點火過程是通過加熱鍋爐底料至煤的燃點、到正常燃燒的動態(tài)過程，這一過程的成敗與流化床底料的粒度結構、底料靜止高度、配風、給煤等諸多因素有關。在控制好配風、底料因素的前提下，要控制好給煤顆粒才能保證鍋爐的正常點火。一般來講，大顆粒和小顆粒都是需要的，重要的是不同粒徑的合理配比。在點火初期要保證床內有足夠的細顆粒，可以縮短點火時間，節(jié)省投油量。而穩(wěn)定床溫還需要大顆粒的持續(xù)放熱。煤粒過粗，則會發(fā)生大塊沉積、流化不暢、循環(huán)灰量不足、局部結焦、排渣困難引起事故，若煤粒過細，點火啟動時飛灰可燃物會大大增加，如同時油槍霧化不好則極可能出現(xiàn)尾部煙道再燃燒。

3入爐煤粒度控制

入爐煤粒徑級配控制是一項十分復雜的問題，國外在應用時，要求煤粒徑為0.lmm的煤在10%以下；煤粒徑小于1.Omm的煤控制在60%以下；煤粒徑小于4.Omm的煤控制在95%以下；投入到爐內煤粒徑不能出現(xiàn)超過lOmm的煤。我國應用時，對高揮發(fā)分低灰煤，要求煤粒徑控制在0-13mm范圍內；對低揮發(fā)高灰煤則為0-8mm。但在實際操作中，仍存在著較多的超大煤塊，為此，需要做好破碎工作，確保入爐煤粒徑對循環(huán)流化床燃燒影響最小。

3.1合理設計煤的制備系統(tǒng)

煤制備系統(tǒng)的設計，就是針對原煤的篩分特性和破碎特性確定系統(tǒng)的破碎設備和篩分設備的組合方案。CFB鍋爐對入爐煤的篩分分布特性有一定的要求，不只是將煤破碎，還應保證出料的粒度篩分要求，因此，對煤制備系統(tǒng)進行合理設計十分重要。當一級破碎機不能滿足粒度要求時，可采用兩級或三級破碎系統(tǒng)；采用具有檢查篩分的閉路系統(tǒng)，在破碎機后進行篩分叫做檢查篩分，檢查篩分可以嚴格控制產品的顆粒度，充分發(fā)揮破碎機的生產能力，當要求產品的顆粒度較為嚴格時，可以不減小破碎機的排料口尺寸，只是把篩上物返回破碎機進行破碎，充分發(fā)揮了破碎機的破碎能力。

3.2破碎機的選擇

選用一種合適的破碎設備，是提供合格粒徑的燃料、保證循環(huán)流化床鍋爐正常運行的重要因素之一。采用國內外先進的破碎設備，如：錘擊式破碎機發(fā)展成的BC系列細粒破碎機；新型的反擊式破碎機改進腔型設計，第一級反擊架采用整體錳鋼件，以增加其質量，加大大塊物料的破碎效果；第二級反擊架盡可能靠后，而且下端排放口接近轉子水平線；圓錐破碎的機發(fā)展成“慣性圓錐破碎機”；將對輥組合成DZ系列組合式齒輥破碎機等。

4結語

在本文中，對入爐煤粒度對循環(huán)流化床燃燒的影響進行了分析與研究，為實現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐運行的安全性與經濟性，需要結合實際情況，對煤粒徑進行合理控制，最終實現(xiàn)企業(yè)的綜合效益。

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