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1、機械管理開發(fā)總第137期Totalof137201A．~,-第1期No．12014設(shè)計試驗CFB鍋爐有效降低飛灰含碳量的措施郭學(xué)茂(太原鍋爐集團有限公司技術(shù)中心，山西太原030021)摘要：飛灰含碳量偏高是目前cFB鍋爐效率低下的主要因素之一，文章從燃燒最基本的原理出發(fā)，通過對cFB結(jié)構(gòu)的改進，使鍋爐燃燼度增加，大大降低了飛灰熱損失，提高了鍋爐效率。關(guān)鍵詞：CFB鍋爐；飛灰含碳量；燃燼中圖分類號：TK229．6文獻標識碼：A文章編號：1003—773X(2014)01-0033—02引言量可降低50％以上。CFB鍋爐從燃燒側(cè)來講可以看作是一個一進二出1碳顆粒燃燼的條件的系統(tǒng)，一進指給煤從給
2、煤機進入鍋爐燃燒，二出是CFB鍋爐的煤要求破碎Nlomm以下，在進入爐膛指煤燃燒后形成的灰成為底渣和飛灰，底渣從流化床后，由于揮發(fā)份析出，產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，形成的大顆粒下部排出，飛灰則進入尾部由除灰器捕捉后排出。對在下部燃燒形成底渣，小的顆粒則隨煙氣進入分離于CFB鍋爐，機械不完全燃燒熱損失(q4)是比較大器、尾部形成飛灰。碳顆粒能否在CFB鍋爐內(nèi)充分燃的熱損失之一，造成損失的原因是由于底渣與飛灰中燼由三個因素決定：溫度環(huán)境、與氧氣的混合程度、殘留有未燃燼的碳。燃燒時間(停留時間)。這三大條件是燃燒必須的，對于大部分CFB鍋爐燃用的煤種(熱值約在理論上，一個碳顆粒只要達到著火溫度，與充足的氧3
3、000—5000kcal／kg之間)，底渣由于在下部沸騰氣參與反應(yīng)，還有足夠長的燃燒時間，任何一個碳顆燃燒，停留時間較長，一般含碳量在1．5％以下，而粒均可以完全燃燼。飛灰含碳量偏高，在燃用低揮發(fā)份煤種時，甚至達2三大條件與流化床燃燒環(huán)境的對應(yīng)到15％～20％，且飛灰量一般占到整體灰量的60％～2．1溫度環(huán)境80％，所以飛灰含碳量的多少直接影響鍋爐的燃燒不同煤種著火點不同，但最難燃的煤種，著火溫效率。度也不會超高600oC，雖然溫度越高，燃燼的速度越筆者通過多年對CFB鍋爐的設(shè)計研究，通過對快，但CFB鍋爐由于受到灰溶點的限制，并兼顧脫硫脫CFB結(jié)構(gòu)參數(shù)的改進，使設(shè)計的鍋爐在同等條件下，硝
4、反應(yīng)的效率，爐膛的燃燒溫度保持在850～9OOoC，該飛灰含碳量總體大幅降低，在燃用易燃煤種(如褐溫度對碳顆粒的燃燼來講已經(jīng)足夠。真正要做到的是煤)時，飛灰含碳量可達0．5％以下；在燃用較難燃煤使CFB鍋爐爐膛內(nèi)上下溫度場均勻，上下溫度差值很種時(如無煙煤)，與常規(guī)CFB鍋爐相比，飛灰含碳小(<50oC)。2．2與氧氣的混合程度氧氣是燃燒必不可少的條件，CFB鍋爐氧氣是下收稿日期：2013—11_10部一次風(fēng)與中下部的二次風(fēng)提供。通過對常規(guī)鍋爐燃作者簡介：郭學(xué)茂(1974_)，男，山西太原人，碩士，工程燒的分析與測試結(jié)果表明，氧氣在爐膛上部的分布嚴師，從事鍋爐設(shè)計開發(fā)工作。重不均，基本規(guī)律
5、是四周多中心少，即爐膛稀相區(qū)上機械管理開發(fā)jxglkfbjb@126．tom．34．第29卷部中心區(qū)域處在缺氧狀態(tài)，如圖l所示。造成這種現(xiàn)象以保證足夠高的分離效率是減少飛灰含碳量的最關(guān)鍵的最主要原因即二次風(fēng)布置不合理，常規(guī)CFB鍋爐設(shè)因素。計二次風(fēng)大都分層且分散布置，這樣造成二次風(fēng)無法筆者通過對CFB分離器不斷的改進，如采用進口穿透到鍋爐中心。改進后的二次風(fēng)采用前后墻單層布下傾、中心筒偏置等結(jié)構(gòu)設(shè)計，使分離效率大幅提置，數(shù)量少而動量足，穿透能力大大加強，使上部燃高，尾部細灰的最大粒徑與平均粒徑較常規(guī)變細很料與氧氣混合充分，保證了碳顆粒的燃燼。多。某臺改進后鍋爐的粒徑分析結(jié)果見表1。表1某臺
6、改進后鍋爐的粒徑分析結(jié)果改進后鍋爐萁它鍋爐d5010．6um20-50Umd9991．6um120—200um3結(jié)論通過對CFB鍋爐的改進，可以有效地降低飛灰含碳量，提高燃燒效率，提高鍋爐整體熱經(jīng)濟性，采用本方法設(shè)計的CFB鍋爐，平均效率較常規(guī)CFB鍋爐平均效率提高2％以上，具有巨大的社會及經(jīng)濟效益。參考文獻圖1爐膛貧氧芯與二次風(fēng)的穿透能力【1】張建勝，呂俊復(fù)．循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計方法研究Ⅱ】．鍋2．3燃燒時間(停留時間)爐制造，2003(1)：1—6．CFB鍋爐在實際燃燒過程中，碳顆粒不能無限制【2】王鶯歌．大型電站鍋爐飛灰含碳量的調(diào)整與控制停留在循環(huán)系統(tǒng)，當粒徑小于一定值時，就會隨煙氣Ⅱ
7、]．東北電力技術(shù)，2007(11)：24—27．逃逸到尾部形成未燃燼碳。可以想象，一個碳顆粒在(編輯：王紅霖)CFB鍋爐中每循環(huán)一次，其停留時間就增加一倍。所StepsonEfectiveReductionofCarbonContentinCFBBoilerGuoXuemao(TaiyuanBoilerGroupCo．，Ltd．，TaiyuanShanxi030021)【Abstract】Thehighercarbonc
