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第2期(总第132期) No．2(SUM No．132) 机 械 管 理 开 发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT 2013年 4月 Apr．2013 循环流化床锅炉飞灰含碳量的机理分析 樊竹娟 (太原锅炉集 团有 限公 司 技术中心 ，山西 太原 030021) 摘 要 ：介绍 了循环流化床锅炉的发展概况 ，分析 了现阶段循环流化床锅炉运行中突出的飞灰含碳量 高的问题。 由于锅炉的不完全燃烧，使锅炉的飞灰含碳量增加，进而使锅炉效率降低、成本增加 ；据此，深入研究了飞灰含碳量高 的影响因素，并提 出了相应的解决措施，可为锅炉高效运行提供参考。 关键 词 ：循环流化床 ；锅炉 ；飞灰含碳 量 中图分类号：TK223．7 文献标识码 ：A 文章编号：1003—773X(2013)02—0023—02 0 引 言 循环流化床燃烧技术是国内外公认 的一种洁净煤 燃烧技术。循环流化床锅炉具有煤种适应性广、燃烧 效率高、环境性能好、符合调节范围大和灰渣综合利用 等优点 。，近年来在工业锅炉 、电站锅炉 、旧锅炉改造 、 燃烧各种固体废弃物等领域得到迅速发展。 1 循环流化床锅炉目前存在的问题 循环流化床锅炉的高速发展使循环流化床锅炉的 运行出现了一些问题：1)炉膛、分离器、回送装置及其 之间的膨胀和密封问题。特别是锅炉经过一段时间运 行后 ，由于选型不 当和材质不合格 ，加之锅炉的频繁起 停 ，导致一些部位 出现颗粒向炉外泄漏现象。2)由于 设计和施工不当导致的磨损问题。炉膛 、分离器 、返料 装置 内，由于大量颗粒 的循环流动 ，容易出现材料的磨 损和破坏问题。一些施工单位对循环流化床内某些局 部部位处理不当 ，出现凸台、接缝等 ，导致从这些部位 开始磨损 、然后磨损扩大导致炉墙损坏 。3)炉膛温度 偏高及石灰石选择不合理 ，导致 了脱硫效率降低问 题。早期设计运行的循环流化床锅炉片面追求锅炉出 力，对脱硫问题重视不够，炉膛温度居高不下 ；石灰石 种类 和粒度 的选择 没有经过仔 细的试验研究 ，导致现 有循环 流化床锅炉脱硫效率不 高 ；许 多锅炉脱硫 系统 没有投入运行 ，缺乏实践经验的积累。4)灰渣综合利 用率低的问题。一般认为，循环流化床锅炉的灰渣利 于综合利用，而且利用价值很高，但由于各种原因，我 国循环流化床锅炉的灰渣未能得到充分利用 ，或者 只 进行 了一些低值利用 ，需要进一步做工作 。5)飞灰含 碳量高的问题。这些问题的存在影响了循环流化床锅 炉的连续、安全、经济运行 ，还带来了维修工作量大、运 行费用 高等 问题。就循环流化 床锅炉来说 ，飞灰含碳 量高是一个较为普遍 的问题 。 2 飞灰含碳量的影响因素及应采取的措施 1)燃料特性的影响。循环流化床锅 炉煤种适应 性广，但对于已经设计成型的循环流化床锅炉，只能燃 烧特定 的煤种 (设计煤种 )时才能达到较 高的燃烧效 率。由于煤的结构特性、挥发份含量、发热量、水分、灰 份的影响，循环流化床锅炉的燃烧效率有很大差别。 我 国主要按 煤的干燥 无灰基挥发分含量对煤进行分 类，按照挥发分含量由低到高的顺序将煤分成无烟煤、 贫煤 、烟煤 、褐煤等 。挥发分含量 的大小实际上反映了 煤形成过程 中碳化程度的高低 ，与煤的年龄密切相 关。不同煤种本身的物理组成和化学特性决定了它们 燃烧后 的飞灰具有不同的形态和特性n 。 2)入炉煤 的粒径和水分 的影 响。颗粒过大时 ，床 层流化不好 ，碳粒总表面积减少 ，煤粒 的扩散阻力大 ， 导致反应面积小 ，延长了颗粒燃尽的时间 ，颗粒中心的 碳粒无法燃尽而出现黑芯，降低了燃烧效率，并且造成 循环灰量不足，稀相区燃烧不充分，出力下降。再者， 大块沉积 ，流化不畅 ，局部结焦的可能性增大 ，排渣困 难。颗粒过小时，床层膨胀高、易燃烧 ，但是易造成烟 气夹带 ，不 能被分 离器捕 捉分离 、逃逸 出去的细颗粒 多 ，对燃尽不利 ，飞灰含碳量高 。通过实验发现 ：颗粒 ． 太小 ，由于煤粉在炉内停 留时间过短 ，燃不尽 ，飞灰含 碳量就大 。相对而言 ，燃用优质煤 ，煤颗粒可粗些 ；燃 用 劣质煤 ，煤颗粒要 细些 ，所 以，对 于不 同的煤 质要 调整二级破碎机的破碎能力来调整煤的粒度。煤中水 分过大 ，不仅降低床温 ，同时易造成输煤系统堵塞 ，故 对水分高的煤要进行掺烧。 3)过量空气系数的影响。一次风的作用是保证 锅炉密相 区料层 的流化与燃烧 ，二次风则是补充密相 区出 口和稀相区的氧浓度。调整好一二次风的配比， 可有效地降低飞灰 、灰渣含碳量 ，是保证锅炉经济燃烧 的主要手段 。运行 中适当提高过量空气系数 ，增加燃 烧区的氧浓度，有助于提高燃烧效率。但是炉膛出口 过量空气系数超过一定数值 ，将造成床温下降 、炉膛温 度下降，总燃烧效率将会下降、风机电耗增大，所以，负 荷变化不大时，一次风量尽量稳定在一个较合适的数 值上，少作调整，主要靠调整二次风比例来控制密相区 出口和稀相 区的氧浓度 。一二次风的配比，与锅炉负 荷 、煤种等有关 ，通过进行燃烧调整试验可建立锅炉不 同负荷与一二次风量配比的经验曲线或表格，以供运 行调整时参考p 。 4)燃烧温度的影响。若与煤粉锅炉炉膛温度高 达 1 400～1 500℃相比，循环流化床运行温度通常控制 收稿 日期 ：2012—11-14 作者简介：樊竹娟(1983一)，女，山西运城人，助理工程师，本科，主要从事循环流化床锅炉的设计、安装、／g41-x-作。E—mai1：297286263@qq．eom． ·23 ·