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煤粉颗粒对流化床燃烧影响

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/13 15:24:17   

烧过循环流化床锅炉的朋友都知道,循环流化床锅炉对燃煤的粒径要求都比较 高。燃煤粒径达不到要求对循环流化床锅炉的安全、经济运行影响很大。燃煤粒 径粗会出现许多不正常现象。比如:水冷壁、风帽磨损严重;锅炉达不到额定出 力等。 我们国家对循环流化床锅炉燃煤粒径的要求同我们电厂一样经历了由粗变 细的认识过程。 我们电厂因为燃煤粒径粗吃尽了苦。 下面结合我们电厂的实际情 况从理论上分析一下燃煤粒径粗对循环流化床锅炉的影响。

首先,燃煤粒径粗对燃烧份额的影响。在同样的流化速度下,粒径粗的煤在 密相区的燃烧份额较大。 我们都知道燃烧份额的分配是循环流化床锅炉设计和运 行中的一个重要环节。 因为循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区。 所 以这二个区域的燃烧份额之和接近于 1。其中密相区的燃烧份额会影响到料层温 度的控制、 炉内传热以及锅炉连续安全运行。 所以控制密相区的燃烧份额相当重 要。在其他条件不变的情况下,料径粗的燃烧量增加,密相区的燃烧份额必然增 加,则密相区出口烟温提高,即带入稀相区的焓增加。如果这部分热量不能有效 的被密相区受热面吸收或被烟气带走, 则密相区的热量平衡遭到破坏。 从而使密 相区炉膛温度升高。 运行人员只能开增加风量来降低床温。 我们电厂出现的现象 也是这样。为了保证锅炉出力,一、二次风变频开到接近全开,床温还是接近 1000 度。既增加了电耗,又降低了锅炉的热效率。这样的运行方式又影响了锅 炉部件的磨损。

第二,燃煤粒径粗对水冷壁和风帽等磨损的影响。由于燃煤粒径粗,一次风 量大,烟气流速高。而冲蚀磨损是与烟气速度的 N 次方成正比。粗颗粒的燃煤在 炉膛内会爆破,粒径相对减小,但大多在 10mm 以上。这对卫燃带的磨损相当严 重,同时对风帽的磨损也相当严重。象我们电厂运行不到三个月,卫燃带喷的防 麿涂料正面全部磨损,四角管壁也严重磨损。炉膛内的浇注料也严重磨损。风帽 半年时间换掉 80%。由于风帽磨损严重,导致风室内渣量增多,风室内的浇注料 也严重磨损。拉钩钢筋都麿得露了出来。有次压火再启动时,由于风室漏入的渣 和煤燃烧,熔掉主风管**停炉。

第三,燃煤粒径粗对燃烧室内热平衡的影响。当燃料进入燃烧室后,在一定 的烟气流速下,较粗的颗粒落入下部,细小的颗粒悬浮于中部,微小的颗粒被烟 气带入上部。各粒径的燃料在上、 中、下部燃烧放热,使各段释放的热量与各 段受热面吸收的热量达到平衡。炉内才有一个较均匀、理想的温度场。一般来说 循环流化床锅炉燃烧室内温度差(纵向、横向)在 20 度左右,最大不超过 50 度。只有在一个较理想的温度场下,炉内各部才能保证实现设计的放热系数,工 质才能吸收到所需足够的热量,保证锅炉的出力。但由于燃煤粒径粗,一、二次 风配比肯定难合理, 密相区燃烧份额大大超过设计值, 这样锅炉下部燃料燃烧时 放出的热量不能很快或不能完全被受热面吸收和带走。 密相区就超温。 调整方法, 如减少给煤量,则导致锅炉出力不足;增加风量,煤耗大大提高。象我们电厂夏 季由于顶峰,就强烧。造成高煤耗、高厂用电率。渣的含 C 量超过 10%。这样的 流化床锅炉有什么意思!

另外,燃煤粒径粗对横向热平衡影响也较大。象我们电厂,由于单边出渣, 出渣那边底部沉积粗颗粒少流化好,床温相对平衡。但不出渣那边,由于粗颗粒 沉积,阻力大流化质量差,纵横向温差大(最大的接近 100 度)。而且由于炉膛 两边阻力不同, 左右二边进风量也不同。 这样的结果造成炉膛出口温度相差超过 50 度。二个分离器分离效率也造成不同,因此尾部烟道两边温差也达到 70 度。 其中低过出口一边烟温还超温。 虽然通过调整上排二次风调节阀开度, 缩小了二边的温差,但还超过 50 度。这对锅炉的安全运行构成了威胁。燃烧调整好多次 就是不见好。后来通过找资料、请专家来分析原因。把燃煤粒径调小后, 同时 二边出渣,这些问题就得到了解决。

最后,我想再说一点。燃煤粒径调整后,燃煤颗粒度的配比也很重要。不是 越细越好。 各种粒径的燃煤要合理配比。 曾有一位搞了十几年流化床锅炉设计的 工程师说过:入炉煤颗粒的配比要象枣核一样。小颗粒(直径 1 毫米以下)和大 颗粒(直径 6-8 毫米)象枣核的两端,量要少。中间部分的颗粒量要大。这样对 锅炉的热平衡分布及燃烧份额的分布都有好处。 当然颗粒的配比还与运行条件和 煤种有关。比如;高循环分倍率,燃煤粒径相对细点好。挥发份高的煤,颗粒也 是相对粗点好……。总之烧循环流化床锅炉工多几个心眼、多观察、比较、多摸 索!

燃煤粒径太粗对循环流化床锅炉的安全、经济运行相当不利,希望能得到大 家的重视!同时希望我们大家多交流。现在流化床锅炉烧得好的单位越来越多。 运行人员积累的经验也越来越丰富。 有不少单位在燃烧方式上一、 二次风的配比 用倒四、六(即一次风量占总风量的 40%。二次风量占 60%),效果很好。

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