煤的粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的影響

1、煤的粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的影響摘要：介紹了煤的顆粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的影響，如何確保煤的顆粒度是保證循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；沸騰燃燒；顆粒度中圖法分類號(hào)：TK227文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：10036954(200204000502循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是國際上70年代中期發(fā)展起來的新型燃燒技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用使循環(huán)流化床鍋爐獲得了迅速發(fā)展。它與層燃鍋爐、室燃鍋爐相比具有燃料適用性廣、燃燒效率高、環(huán)保性能好、負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活、灰渣便于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。所以，發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐對(duì)充分利用劣質(zhì)煤、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染等都具有深遠(yuǎn)的意義。1煤的粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的

2、影響循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點(diǎn)是寬篩分的煤粒在適當(dāng)?shù)臍饬髯饔孟?，在床中一面翻騰運(yùn)動(dòng)，一面燃燒，它既不同于煤粉鍋爐的燃燒方式，也不同于層燃爐的燃燒方式，它是一種沸騰燃燒。實(shí)踐證明，入爐煤的顆粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)、運(yùn)行控制、燃燒效率、風(fēng)帽及水冷壁等部件的運(yùn)行均有很大影響。1.1對(duì)點(diǎn)火啟動(dòng)的影響循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火過程是通過加熱鍋爐底料至煤的燃點(diǎn)、到正常燃燒的動(dòng)態(tài)過程，這一過程的成敗與流化床底料的粒度結(jié)構(gòu)、底料靜止高度、配風(fēng)、給煤等諸多因素有關(guān)。點(diǎn)火操作是既要把床內(nèi)底料加熱至投煤溫度，又要控制投煤過程中不爆燃、不超溫結(jié)焦，然后過渡到正常燃燒。表1是顆粒尺寸與煤粒加熱到著火溫度所需的時(shí)間。顆粒

3、平均直徑(mm 0.2 0.3 0.5 1 2 6顆粒表面達(dá)800C 0.97 1.41 2.36 4.42 8.48 21.3顆粒中心達(dá)800C 0.99 1.46 2.51 4.96 10.8 41.2計(jì)算條件：床內(nèi)溫度900 ，黑度1，煤粒比重2 000 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)0.67 kJ(mh ，煤粒比熱c 1.306 kJ(kg ，接受熱幅射。從顆粒度來看，底料中要有足夠的細(xì)煤粉作為啟動(dòng)前低溫階段的著火物料和底料溫升的熱源，細(xì)煤粉燃燒要求小風(fēng)量，既保證點(diǎn)火時(shí)床料流化良好，又使煤粉本身以及所發(fā)生熱量不被風(fēng)帶走過多。另外，細(xì)煤粉受熱后溫升快，對(duì)著火有利，可相應(yīng)縮短加熱到著火溫度的時(shí)間，同

4、時(shí)也減少了熱風(fēng)損失，所以控制好點(diǎn)火床底料及入爐煤的粒度，可大大減少點(diǎn)火啟動(dòng)用燃料，節(jié)約能源。點(diǎn)火時(shí)，底料過少，會(huì)使床料流化不均勻造成點(diǎn)火時(shí)床面溫度不均勻，使點(diǎn)火困難，甚至局部超溫、結(jié)焦；床料過高，又會(huì)使底料升溫緩慢，鍋爐點(diǎn)火用油耗加大，同時(shí)料層阻力增大，送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)耗能增加，影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，點(diǎn)火時(shí)底料靜止高度一定要保持適當(dāng)(大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，底料的靜止高度在350400 mm較為合適 ，才能使鍋爐點(diǎn)火順利進(jìn)行。在點(diǎn)火初期，底料溫度、風(fēng)溫均較低，同樣尺寸的顆粒達(dá)到沸騰狀態(tài)的風(fēng)量要比熱態(tài)運(yùn)行時(shí)大得多，而點(diǎn)火時(shí)又要求小風(fēng)量以減少熱風(fēng)損失，如何緩和這一矛盾，需在操作中具體掌握。1.2對(duì)鍋爐運(yùn)行

5、及燃燒效率的影響循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)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(dāng)?shù)暮Y分比例，運(yùn)行中如有大煤塊大量進(jìn)入流化床，會(huì)在床體中沉積形成死滯區(qū)，破壞正常的流化狀態(tài)，使?fàn)t內(nèi)溫度場(chǎng)不均勻，造成因床溫過低或床溫過高結(jié)焦而被迫停爐。所以循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行要求有良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng)，以保證進(jìn)入流化床的煤粒在要求的顆粒度范圍內(nèi)(一般要求顆粒度在013 mm 范圍內(nèi) 。否則運(yùn)行時(shí)若為了減少小煤粒飛逸而減小風(fēng)量，就會(huì)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(fēng)量，則小煤粒飛逸又會(huì)增多，加大鍋爐損失；同時(shí)風(fēng)量調(diào)節(jié)還要與給煤構(gòu)成一定比例，以維持床溫

6、。煤粒破碎得好，顆粒度均勻，則運(yùn)行時(shí)風(fēng)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(huì)給運(yùn)行操作帶來困難，同時(shí)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(huì)因照顧大顆粒流化而加大風(fēng)量，致使小顆粒煤未及時(shí)燃燒而飛出爐膛進(jìn)入旋風(fēng)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(jié)焦，影響鍋爐正常運(yùn)行。1.3對(duì)設(shè)備磨損增大所謂最小流化風(fēng)量，是指由固定床轉(zhuǎn)至沸騰床轉(zhuǎn)折點(diǎn)的空截面氣流速度。該值取決于燃料粒子尺寸，即顆粒的堆積密度和氣流的物理性質(zhì)等因素。表2是不同粒徑在不同溫度下的最小流化速度(單位：m/s。表2不同粒徑在不同溫度

7、下的最小流化速度(m/s床溫平均床料直徑(mm 21C 399C 815C0.3 0.0762 0.046 0.0310.4 0.125 0.079 0.0580.5 0.186 0.125 0.0880.75 0.354 0.286 0.1951.0 0.515 0.442 0.3381.25 0.658 0.631 0.5091.5 0.838 0.817 0.695從表2可以看出，床溫恒定時(shí)，床料平均直徑增加，床料流化所需最小流化風(fēng)量亦增大，在一定風(fēng)壓下，床料阻力相比較而言亦同樣增大，致使流化狀態(tài)向不良方向移動(dòng)，而加速了布風(fēng)板上風(fēng)帽的磨損，同時(shí)飛灰損失隨著最小流化風(fēng)量的增大而增加，水冷受

8、熱面的磨損隨著風(fēng)速的增加而成倍增加，從而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行周期大大縮短。綜上所述，燃料顆粒度的大小，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行有著非常直接的影響。2實(shí)例分析安陽化工集團(tuán)使用的3臺(tái)75 t/h循環(huán)流化床鍋爐屬低倍率循環(huán)流化床鍋爐，投入時(shí)間較早，屬國內(nèi)首次使用。該鍋爐給煤粒度要求：平均粒徑為14 mm，最大粒徑13 mm，粒徑0.5 mm以下的少于15%。開始投運(yùn)的前三個(gè)月，最長運(yùn)行周期為15 d。投運(yùn)之初，床溫的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)相差不過10 ，平均床溫在880 ，運(yùn)行比較穩(wěn)定；而后期出現(xiàn)床溫高點(diǎn)與低點(diǎn)相差懸殊，無法維持正常運(yùn)行。停爐后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)床體上有大量大于13 mm的煤塊，有的甚至達(dá)到40 mm。床面上靜止高度不均勻且有結(jié)焦死區(qū)。經(jīng)分析：點(diǎn)爐初期，底料為經(jīng)過篩分的小于8 mm的合格的床料，床層的靜止高度均勻，因此運(yùn)行穩(wěn)定，床溫也正常。后期因有大量不合格的煤粒進(jìn)入爐膛，惡化了流化環(huán)境，而大顆粒的煤塊不能及時(shí)排出床體，在床體上形成了死滯區(qū)，破壞了正常的沸騰燃燒，最終導(dǎo)致停爐。該公司及時(shí)對(duì)給煤系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加了煤粒破碎和篩選系統(tǒng)，使進(jìn)入爐膛的燃料粒度符合沸騰燃燒的要求。改造后鍋爐運(yùn)行一直比較平穩(wěn)、正常，負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行在7380