提高循環(huán)流化床鍋爐效率的因素與調(diào)整

1、提高循環(huán)流化床鍋爐效率的因素與調(diào)整一、循環(huán)流化床鍋爐燃燒的特點(diǎn) 從燃燒觀點(diǎn)可把主循環(huán)回路分成三個(gè)性質(zhì)不同區(qū)域，即 (1) 下部密相區(qū) ( 位于二次風(fēng)平面以下 ) ；(2) 上部稀相區(qū) (位于二次風(fēng) 平面以上 ) ；(3) 氣固分離器。在爐膛下部密相區(qū)，床料顆粒濃度 比上部區(qū)域的濃度要大一些， 儲存大量的熱量。 當(dāng)鍋爐負(fù)荷升高 時(shí)，一、二次風(fēng)量均增大，大部分高溫固體粒子被輸送到爐膛上 部稀相區(qū)， 燃料在整個(gè)燃燒室高度上燃燒。 顆粒在離開爐膛出口 后，經(jīng)適當(dāng)?shù)臍夤谭蛛x器和回料器不斷送回下部密相區(qū)燃燒。 在 任何情況下， 全部的燃燒空氣通過爐膛上部。 細(xì)小的炭粒被充分 暴露在氧環(huán)境中，炭粒子的大部分

2、熱量在這里燃燒釋放。二、循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率的影響因素 影響流化床鍋爐燃燒的因素很多， 如燃煤特性、 燃煤顆粒及 流化質(zhì)量、給煤方式、床溫、床體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行水平等。(一) 燃煤特性的影響 燃煤的結(jié)構(gòu)特性、揮發(fā)分含量、發(fā)熱量、灰熔點(diǎn)等對流化床 燃燒均會帶來影響。首先燃料的性質(zhì)決定了燃燒室的最佳運(yùn)行工況。對于高硫 煤，如石油焦和高硫煤，燃燒室運(yùn)行溫度可取850C，有利于最佳脫硫劑的應(yīng)用；對于低硫、低反應(yīng)活性的燃料，如無煙煤、石 煤等，燃燒室應(yīng)運(yùn)行在較高的床溫或較高過?？諝庀禂?shù)下， 或二 者均較高的工況下，這樣有利于實(shí)現(xiàn)最佳燃燒。 第二，燃燒的性質(zhì)決定了燃料的燃燒速率。 對于揮發(fā)分含量 較高，結(jié)構(gòu)

3、比較松軟的煙煤、褐煤和油頁巖等燃料，當(dāng)煤進(jìn)入流 化床受到熱解時(shí)，首先析出揮發(fā)分，煤粒變成多孔的松散結(jié)構(gòu)， 周圍的氧向粒子內(nèi)部擴(kuò)散和燃燒產(chǎn)物向外擴(kuò)散的阻力小， 燃燒速 率高。對于揮發(fā)分含量少， 結(jié)構(gòu)密實(shí)的無煙煤， 當(dāng)煤受到熱解時(shí)， 分子的化學(xué)鍵不易破裂、 內(nèi)部揮發(fā)分不易析出， 四周的氧氣難以 向粒子內(nèi)部擴(kuò)散， 燃燒速率低， 單位質(zhì)量燃料在密相區(qū)的有效放 熱量就少，對于那些灰分高、含碳量低的石煤、無煙煤等，煤粒 表面燃燒后形成一層堅(jiān)硬的灰殼， 阻礙著燃燒產(chǎn)物向外擴(kuò)散和氧 氣向內(nèi)擴(kuò)散，煤粒燃盡困難。第三，燃料的性質(zhì)決定了流化床的床溫。 不同的燃料具有不 同的灰熔點(diǎn)。在流化床中最怕結(jié)渣，結(jié)渣后容易造成

4、被迫停爐。（二）顆粒粒徑的影響 對單位重量燃料而言，粒徑減小，粒子數(shù)增加，炭粒的總表 面積增加，燃盡時(shí)間縮短，燃燒速率增加。揮發(fā)物完全析出和炭 粒完全燃盡所需要的時(shí)間減少， 化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃 燒的損失減少。 適當(dāng)縮小燃煤粒徑是提高燃燒速率的一項(xiàng)有效措 施。我國流化床鍋爐大多數(shù)燃用 010mm勺寬篩分煤粒。（三）給煤方式的影響 加入到床層中勺燃料要求在整個(gè)床面上播散均勻， 防止局部碳負(fù)荷過高，以免造成局部缺氧。因此給煤點(diǎn)要分散布置?，F(xiàn)在 多數(shù)流化床鍋爐每個(gè)給煤點(diǎn)負(fù)擔(dān) 34m給煤口附近煤量集中， 煤熱解后揮發(fā)物首先析出和燃燒， 消耗了大量的氧氣， 在給煤口 附近造成缺氧區(qū)， 使該處的細(xì)

5、顆粒因缺氧而無法燃燒， 在給煤口 加裝播煤風(fēng)，在給煤口上方加二次風(fēng)，可以改善燃燒工況，減少 揮發(fā)物和細(xì)顆粒的不完全燃燒損失， 提高燃燒效率。 但播煤風(fēng)是 從密相區(qū)正壓加入的， 受著上升氣固流的抑制作用， 穿透深度是 很有限的， 細(xì)顆粒和揮發(fā)物的橫向擴(kuò)散并不強(qiáng)烈， 不可能使可燃 物在床內(nèi)分布均勻。 如在給煤口上方布置二次風(fēng)， 可使?fàn)t內(nèi)煙氣 得到比較強(qiáng)烈的混合和攪拌，取得明顯的燃燒效果。（四）床溫的影響 提高床溫有利于提高燃燒速率和縮短燃盡時(shí)間， 使燃燒效率 提高。但床溫的提高受到灰熔點(diǎn)的限制。 通常要求床溫比燃燒的 灰渣變形溫度低100C200C。對于采用添加劑在床內(nèi)進(jìn)行脫 硫的流化床鍋爐，脫硫

6、的最佳反應(yīng)溫度為850C870C，當(dāng)床溫高于860C時(shí)，隨床溫的升高，脫硫效率迅速下降。當(dāng)床溫升 高時(shí)，NO排放量增加。稀相區(qū)的溫度也特別重要， 對于循環(huán)流化床鍋爐， 通過分離 器收集送回爐膛的細(xì)顆粒，其中主要是固定碳，必須在 800C以 上的溫度才會著火燃燒，而這部分細(xì)顆粒的燃燒主要在稀相區(qū)。循環(huán)流化床鍋爐床溫的選擇應(yīng)考慮如下因素：1. 保證灰分不會軟化，床層無結(jié)渣危險(xiǎn)；2. 保證較高的燃燒效率和脫硫效率；3. N0x及N02排放量較低；4. 盡量避免煤中的金屬升華。（五）運(yùn)行水平的影響流化床的燃燒與運(yùn)行水平有密切關(guān)系。 一臺設(shè)計(jì)較好的流化 床鍋爐，如運(yùn)行水平不高， 技術(shù)管理不善， 有可能降

7、低燃燒效率。 鍋爐在運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)負(fù)荷和煤質(zhì)的變化， 隨時(shí)調(diào)整燃燒工況， 保 持正常的床溫和合理的風(fēng)煤比， 以降低化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒損 失。三、循環(huán)流化床鍋爐的參數(shù)選取與調(diào)整（一）床溫的選取與調(diào)整循環(huán)流化床正常運(yùn)行時(shí)床溫應(yīng)控制在 850C920C，床溫 過高易結(jié)焦，會影響NOx排放和降低脫硫效果，床溫偏低煤粒不 利燃盡，影響傳熱，降低脫硫效果，而且床溫過低易滅火。影響床溫的因素主要有給煤量、過?？諝庀禂?shù)、一、二次風(fēng) 量配比、返料量、補(bǔ)料量、石灰石量以及煤種、煤質(zhì)等。當(dāng)床溫 波動時(shí)，應(yīng)首先確認(rèn)給煤量是否均勻，給煤過多過少，風(fēng)量過小 過大都會使燃燒惡化， 床溫降低， 在正常范圍內(nèi)， 當(dāng)負(fù)荷上升時(shí)，

8、 同時(shí)增加投煤量和風(fēng)量會使床溫有所升高。 一定負(fù)荷下， 若給煤 量一定，增加一次風(fēng)和下二次風(fēng)可降低床溫，反之，提高床溫； 增加床料量或石灰石量，可降低床溫，增大排渣量，床壓下降物 料量減小，將使床溫升高。（二）流化風(fēng)速的選取流化風(fēng)速是循環(huán)流化床鍋爐的重要特性參數(shù)。 當(dāng)氣體和顆粒 物料的特性一定時(shí)， 就要求有一定的流化速度以維持床層的流化 床流動狀態(tài)。流化速度增加，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)的顆粒粒徑也增大，循 環(huán)物料量也增多。 隨著流化速度的增加， 鍋爐的磨損和能耗也相 應(yīng)增加。BMCRT況下選取4.85m/s左右的流化速度。（三）過量空氣系數(shù)的選取 過量空氣系數(shù)的多少主要是根據(jù)鍋爐燃燒調(diào)整的進(jìn)行確定的，在設(shè)計(jì)中一般是根據(jù)燃用的煤種和經(jīng)驗(yàn)來選取的， 對于高揮 發(fā)份得煙煤，BMCRI況下推薦為1.2。在一定范圍內(nèi)，提高過量 空氣系數(shù)可以改善燃燒效率。（四）一、二次風(fēng)比率循環(huán)流化床鍋爐所采用的一次風(fēng)率， 一是為了滿足鍋爐物料 流化和布風(fēng)均勻， 二是為了確保燃燒室下部形成還原性氣氛， 實(shí) 現(xiàn)分段燃燒以降低NOx的排放，在實(shí)際運(yùn)行中還可以調(diào)節(jié)一、 二 次風(fēng)的比率來調(diào)節(jié)爐膛燃燒工況，對于沒有外置床的流化床鍋 爐，一次風(fēng)約占鍋爐總風(fēng)量的 50%60%，二次風(fēng)占30%