關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量的分析與探討

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1、關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量的分析與探討循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、清潔燃燒、適合環(huán)保要求等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛推廣。但是，由于循環(huán)流化床鍋爐在國(guó)內(nèi)的研發(fā)起步比較晚，設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面的技術(shù)不太成熟，如磨損嚴(yán)重、灰渣含碳量高等問(wèn)題，仍制約著鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒原理、循環(huán)流化床鍋爐爐渣含碳量高的原因和應(yīng)對(duì)措施、循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高的原因和應(yīng)對(duì)措施以及運(yùn)行使用效果進(jìn)行了綜合分析與闡述。循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量鍋爐熱效率循環(huán)流化床鍋爐是一種煤清潔燃燒設(shè)備，它的研發(fā)和應(yīng)用代表鍋爐行業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的一次重大突破。與傳統(tǒng)鍋爐設(shè)備相比，循環(huán)

2、流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，它燃料適應(yīng)性強(qiáng)，燃燒效率高，高效脫硫，氮氧化物（NOx）、CO、HCl、HF等污染物的排放量少，給煤點(diǎn)少，燃燒預(yù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，燃燒后的灰渣還可以綜合利用，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、調(diào)節(jié)快，無(wú)需在床內(nèi)布設(shè)埋管受熱面，燃燒強(qiáng)度高，投資和運(yùn)行成本低廉。一、循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)由于循環(huán)流化床內(nèi)氣、固兩相混合物的熱容量比單相煙氣的熱容量大幾十倍甚至幾百倍，循環(huán)流化床鍋爐中燃料的著火、燃燒非常穩(wěn)定。循環(huán)流化床鍋爐的主要特點(diǎn)在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)、反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，不但能達(dá)到低NOx排放、90%的脫硫效率和較高的燃燒效率。

3、而且具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。在床內(nèi)沿爐膛高度所進(jìn)行的燃燒和傳熱過(guò)程，基本上是在十分均勻的爐膛溫度下（850℃～900℃）進(jìn)行的，從而可使循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到98%～99%的燃燒效率。在鈣與燃料中的硫摩爾比為115～215的情況下可以達(dá)到90%以上的脫硫效率。由于循環(huán)流化床鍋爐是低溫燃燒，而且燃燒過(guò)程是在整個(gè)爐膛高度上進(jìn)行的，所以可以方便地組織分級(jí)燃燒，因而可以有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。由于爐內(nèi)氣、固兩相流對(duì)受熱面的傳熱是在整個(gè)爐膛內(nèi)進(jìn)行的，不需在床內(nèi)布置埋管受熱面，因而完全避免了埋管的磨損問(wèn)題。而布置在爐膛出口

4、外的高效分離器可將大部分固體顆粒從煙氣中分離出來(lái)，大大減少了尾部煙道中煙氣的粉塵濃度，減少了尾部受熱面的磨損。二、循環(huán)流化床鍋爐燃燒原理循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，煤粒的燃燒是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。經(jīng)過(guò)寬篩分、破碎的煤粒被送入爐膛后，與900℃左右的物料強(qiáng)烈混合，當(dāng)煤粒被加熱升溫到一定溫度時(shí)開(kāi)始析出揮發(fā)份。對(duì)于細(xì)微顆粒，揮發(fā)份析出很快，著火快，故燃盡時(shí)間很短。一般細(xì)顆粒煤從給煤口進(jìn)入爐床，到從爐膛出口飛出爐膛，一個(gè)過(guò)程就可燃盡，不需要循環(huán)返送爐內(nèi)再燃燒。但對(duì)于那些較大顆粒，如平均直徑3mm的煤粒，需要近15s的時(shí)間才能析出全部的揮發(fā)份，因此著火慢得多。且由于大粒徑煤

5、粒基本沉集于爐膛下部，加上密相區(qū)氧量又不足，因此大粒徑煤粒一次循環(huán)是很難燃盡的，故要求其在爐內(nèi)的停留時(shí)間要長(zhǎng)的多。三、循環(huán)流化床鍋爐灰渣含碳量高的原因循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中若風(fēng)煤配比不當(dāng)、排渣不均，都有可能把未燃盡的碳粒排掉，造成爐渣含碳量升高。碳顆粒的燃盡時(shí)間與床溫、顆粒直徑有關(guān)。床溫升高，燃盡時(shí)間縮短；碳顆粒直徑加大，燃盡時(shí)間延長(zhǎng)。煤粒在循環(huán)流化床鍋爐燃燒過(guò)程中，一般直徑為20um以下的焦炭粒子，由于其燃盡時(shí)間小于粒子在燃燒室內(nèi)一次通過(guò)的停留時(shí)間，故這些粒子的燃盡度是很高的，它們對(duì)飛灰含碳量的影響可以忽略不計(jì)。對(duì)直徑為50～100um的焦炭粒子，分離器的收

6、集效率不高，大部分顆粒被引風(fēng)機(jī)抽走，導(dǎo)致焦炭粒子在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間小于其燃盡時(shí)間，造成飛灰含碳量升高。而對(duì)直徑200um左右的焦炭粒子，分離器可全部收回實(shí)現(xiàn)其循環(huán)燃燒，故其對(duì)飛灰含碳量的影響也可以忽略不計(jì)。飛灰含碳量高的其他原因，如燃燒室溫度偏低，燃燒室內(nèi)氧量分布不均勻、爐膛負(fù)壓較大等，均會(huì)造成飛灰含碳量增加。四、降低灰渣含碳量應(yīng)采取的措施1、合理控制入爐煤的粒徑。循環(huán)流化床鍋爐的燃料顆粒度直接影響到爐內(nèi)物料流態(tài)化的合理組織，沒(méi)有良好的流態(tài)化過(guò)程就根本無(wú)法保證鍋爐的正常低溫燃燒過(guò)程的進(jìn)行，也就談不到其他的一些循環(huán)流化床性能保證和整套機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)流化床

7、鍋爐對(duì)入爐煤粒徑的大小要求范圍比較大，但入爐煤粗細(xì)份額大小影響到灰渣的含碳量，入爐煤粒徑太大，受熱面的磨損加快，縮短運(yùn)行周期，增加檢修次數(shù)。2、合理控制鍋爐床溫。循環(huán)流化床鍋爐床溫應(yīng)根據(jù)燃燒的穩(wěn)定性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及安全性等要求綜合確定。循環(huán)流化床鍋爐燃燒從旋風(fēng)分離器出來(lái)的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃燒溫度在800℃以上，床溫最好控制在910℃--950℃之間，物料經(jīng)過(guò)稀相區(qū)二次風(fēng)口后，使稀相區(qū)溫度高于800℃；在這一溫度區(qū)間，由于灰的變形溫度一般高于1050℃，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，能夠保證鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行。3、合理控制一、二次風(fēng)配比。流化床鍋爐料層流化需要基本

8、的最低流化風(fēng)量來(lái)保證，這就要求其一次風(fēng)率要高一些，使