煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐的影響

1、煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐運行的影響摘要：介紹了煤的顆粒度對循環(huán)流化床鍋爐運行的影響，如何確保煤的顆粒度是保證循環(huán)流化床鍋爐正常運行的重要環(huán)節(jié)。關鍵詞：循環(huán)流化床；沸騰燃燒；顆粒度中圖法分類號：TK227文獻標識碼：B 文章編號：10036954(200204000502循環(huán)流化床燃燒技術是國際上70年代中期發(fā)展起來的新型燃燒技術，這項技術的成功應用使循環(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、負荷調節(jié)靈活、灰渣便于綜合利用等優(yōu)點。所以，發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐對充分利用劣質煤、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染等都具有深遠的意義。1煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐的

2、影響循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點是寬篩分的煤粒在適當?shù)臍饬髯饔孟?，在床中一面翻騰運動，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。實踐證明，入爐煤的顆粒度對循環(huán)流化床鍋爐的點火啟動、運行控制、燃燒效率、風帽及水冷壁等部件的運行均有很大影響。1.1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。點火操作是既要把床內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間。顆粒

3、平均直徑(mm 0.2 0.3 0.5 1 2 6顆粒表面達800C 0.97 1.41 2.36 4.42 8.48 21.3顆粒中心達800C 0.99 1.46 2.51 4.96 10.8 41.2計算條件：床內溫度900 ，黑度1，煤粒比重2 000 kg/m3，導熱系數(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煤粉作為啟動前低溫階段的著火物料和底料溫升的熱源，細煤粉燃燒要求小風量，既保證點火時床料流化良好，又使煤粉本身以及所發(fā)生熱量不被風帶走過多。另外，細煤粉受熱后溫升快，對著火有利，可相應縮短加熱到著火溫度的時間，同

4、時也減少了熱風損失，所以控制好點火床底料及入爐煤的粒度，可大大減少點火啟動用燃料，節(jié)約能源。點火時，底料過少，會使床料流化不均勻造成點火時床面溫度不均勻，使點火困難，甚至局部超溫、結焦；床料過高，又會使底料升溫緩慢，鍋爐點火用油耗加大，同時料層阻力增大，送風機和引風機耗能增加，影響經濟運行。因此，點火時底料靜止高度一定要保持適當(大量的運行經驗表明，底料的靜止高度在350400 mm較為合適 ，才能使鍋爐點火順利進行。在點火初期，底料溫度、風溫均較低，同樣尺寸的顆粒達到沸騰狀態(tài)的風量要比熱態(tài)運行時大得多，而點火時又要求小風量以減少熱風損失，如何緩和這一矛盾，需在操作中具體掌握。1.2對鍋爐運行

5、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，造成因床溫過低或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013 mm 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

6、。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。1.3對設備磨損增大所謂最小流化風量，是指由固定床轉至沸騰床轉折點的空截面氣流速度。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，床料平均直徑增加，床料流化所需最小流化風量亦增大，在一定風壓下，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，而加速了布風板上風帽的磨損，同時飛灰損失隨著最小流化風量的增大而增加，水冷受

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