摘要：文章通過對漳州市某公司循環(huán)流化床鍋爐在2011年連續(xù)運行工況較佳時期入爐煤質(zhì)的統(tǒng)計分析，選擇出比較適合該爐型燃燒的煤質(zhì)，具有一定的實踐指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；燃燒工況；煤質(zhì)選擇

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0121—03

本文通過對漳州市某公司于2010年9月份安裝投產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐運行工況較差的入爐煤質(zhì)和運行工況穩(wěn)定、較佳的入爐煤質(zhì)進行統(tǒng)計比較分析，結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐的機理、特性，據(jù)此提出比較適合該爐型燃燒的煤質(zhì)選擇依據(jù)，具有一定的實踐指導(dǎo)意義。

1 循環(huán)流化床鍋爐工作機理

燃料由給煤口進入爐內(nèi)，而助燃的一次風由爐床底部送入，二次風由二次風口送入。燃料在爐內(nèi)呈流化狀態(tài)燃燒，燃燒產(chǎn)物——煙氣攜帶一部分固體顆粒離開爐膛進入物料分離器。物料分離器將固體顆粒分離出來，返送到爐內(nèi)再燃燒，煙氣排出進入煙道。如此反復(fù)循環(huán)，形成循環(huán)流化床鍋爐。

2 循環(huán)流化床鍋爐的工作特性

循環(huán)流化床鍋爐與任何其他形式的鍋爐相比，其突出的優(yōu)點是對煤種的適應(yīng)性強，但這并不意味著某一臺循環(huán)床鍋爐能燃用任何煤種。只有當煤種變化后，還能建立正常的物料平衡和熱平衡，即煤質(zhì)特性、循環(huán)物料的濃度和粒度分布、煙氣流速、旋風分離器的分離效率、床溫、床壓等都還在匹配的范圍內(nèi)，鍋爐各項蒸汽參數(shù)能通過現(xiàn)有的調(diào)節(jié)手段來調(diào)節(jié)，并保證鍋爐各個受熱面不超溫、不結(jié)渣，同時鍋爐所有輔助設(shè)備如：煤的破碎和輸送、鍋爐所有風機的容量、鍋爐除灰、出渣設(shè)備等都能安全穩(wěn)定運行，才能說該鍋爐對變動的煤種是適應(yīng)的。對于一臺已經(jīng)布置制造好的循環(huán)床鍋爐，當煤種的變化范圍較寬時，其經(jīng)濟性和鍋爐的出力等均會受到不同程度的影響，甚至不能安全穩(wěn)定運行。

3 設(shè)備及運行概況

3.1 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

型號：SHX15—1.25—W；額定蒸發(fā)量15 t/h；額定工作壓力1.25 MPa。

設(shè)計燃料：無煙煤；燃料粒度：無煙煤0～13 mm；設(shè)計熱效率η=84%。

3.2 鍋爐運行概況

該爐自投產(chǎn)開始至2011年6月，鍋爐運行狀況始終不理想。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：運行周期時間短；負荷調(diào)整困難，停爐壓火頻繁，壓火起火的過程結(jié)焦次數(shù)多。鍋爐運行在糖化煮沸時間段內(nèi)，蒸汽用量在13 t/h左右，沒有煮沸的時間內(nèi)蒸汽用量在4.5 t/h左右，日小時平均負荷均在10 t/h左右，鍋爐連續(xù)穩(wěn)定運行時間小于6小時，每天壓火起火次數(shù)最多達到各6次，結(jié)焦4次。

針對該爐運行狀況，應(yīng)使用單位要求，由筆者牽頭組織相關(guān)人員，多次進廠對導(dǎo)致該爐運行狀況的原因進行調(diào)查分析，并類比其它使用單位同制造廠家、同型號鍋爐的運行情況，發(fā)現(xiàn)在鍋爐本體自然狀況沒有變化的條件下，有時爐內(nèi)燃燒狀況較好，而有時較差，其中最重要的因素就是入爐煤質(zhì)的變化。

4 煤質(zhì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

表1所列的數(shù)據(jù)為循環(huán)流化床鍋爐燃燒工況不穩(wěn)定的時間段（2011年1月～2011年6月）的入爐煤有關(guān)參數(shù)， 該時間段的灰份數(shù)值變化在17.55%～53.60%之間，波動太大，直接影響鍋爐的出渣量、煤灰量，這兩者重點影響鍋爐穩(wěn)定運行參素。

表2所列的數(shù)據(jù)為循環(huán)流化床鍋爐燃燒工況較好時（2011年10月～2012年3月）的入爐煤有關(guān)參數(shù)，我們關(guān)注的重要指標為揮發(fā)份、灰份與水份，其中影響結(jié)焦的重要因素是灰份，該時間段的灰份數(shù)值變化在22.10%～33.60%之間，波動合理，具有代表性。

5 數(shù)據(jù)分析及煤質(zhì)選擇

5.1 發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量是一個重要參數(shù)指標，煤的發(fā)熱量低于設(shè)計指標，爐內(nèi)溫度水平降低，影響煤粉的著火和燃盡，鍋爐熱效率下降，當發(fā)熱量低到一定程度時，將引起燃燒不穩(wěn)，滅火放炮，以至必須投油助燃。反之，煤的發(fā)熱量高于設(shè)計水平，爐膛溫度必然升高，煤灰大多軟化，熔融，容易形成結(jié)渣。通過對一年多運行情況的統(tǒng)計分析表明發(fā)熱量在5 200～5 800（kcal/kl）左右較適合，考慮綜合因素取上限較合理。根據(jù)運行情況看，熱值若長時間超過5800（kcal/kl）時，常常使爐膛內(nèi)溫度分布不好，尤其流化溫度不易控制，爐內(nèi)熱量不易掌握，易出事故，熱值低于5 200（kcal/kl）時，給煤量不得不加大，為保證爐內(nèi)物料流化及燃燒，配風不易掌握，不利于穩(wěn)定運行。

5.2 灰 份

隨著大量的循環(huán)流化床鍋爐投入生產(chǎn)運行，循環(huán)流化床鍋爐的運行特點逐漸為大家所掌握，但由于其固有的一些特點，運行中仍經(jīng)常出現(xiàn)問題。結(jié)焦就是循環(huán)流化床鍋爐運行中較為常見的故障，其直接原因是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結(jié)溫度。易結(jié)渣煤種的灰分含量越高，對鍋爐運行越不利，就越容易結(jié)渣。

為判斷不同煤種在燃燒時的結(jié)渣性能，目前運行中普遍使用的是測定飛灰的熔融特性。通過對一年多運行情況的統(tǒng)計分析，灰份含量在23%～33%左右合適，考慮綜合因素，取下限較合理。灰份過高，尤其超過35%時，則渣量過多、出渣次數(shù)增多，使爐膛料層壓力變化無常，所顯示的料層壓力難于判斷實際料層的高度，鍋爐磨損加大、配風困難、操作控制不穩(wěn)定、容易結(jié)焦等現(xiàn)象。若灰份過低，如低于23%，就易出現(xiàn)爐內(nèi)煤灰循環(huán)量不夠，破壞物料平衡現(xiàn)象，也不利于負荷調(diào)整。

5.3 粒 度

煤粉粗，火炬拖長，粗粉因慣性作用會直接沖刷受熱面。再則，粗煤粉燃燒溫度比煙溫高許多，熔化比例高，沖墻后容易引起結(jié)渣。但是，煤粉太細也會帶來問題，一是電耗高，制粉出力受到影響，二是爐膛出口煙溫升高，易引起結(jié)渣。通過對一年多運行情況的統(tǒng)計分析認為：基本要求0～13mm，0～10 mm顆粒占60%，0～13 mm顆粒占75%左右即可滿足要求。過份強調(diào)細顆粒，就會增加煤灰量和返料量，也沒有必要，且1mm以下如超過65%左右時，反而破壞物料平衡，造成燃燒失控；顆粒過大，也不利于爐內(nèi)煤灰返料循環(huán)、物料平衡及熱量平衡失控，出現(xiàn)床溫過高，上部溫度過低現(xiàn)象，產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。

5.4 含碳量

含碳量直接影響燃煤產(chǎn)汽量，一般來說含量越高產(chǎn)汽量相對越高，但是過高或過低都不利于穩(wěn)定運行；通過對一年多運行情況的統(tǒng)計分析認為控制在60%～70%之間為宜。

5.5 揮發(fā)份

揮發(fā)份直接影響燃燒時間、上火的速度及燃盡程度。不同類型的鍋爐對揮發(fā)分都有具體的要求，設(shè)計使用低揮發(fā)分煤炭的鍋爐，燃用高揮發(fā)分的煤炭，其安全性和經(jīng)濟性將受到較大影響。從爐型情況分析，層燃爐，室燃爐爐型對煤炭的揮發(fā)分要求更為嚴格；旋風爐，沸騰爐和循環(huán)流化床鍋爐對煤種的要求較為寬泛，可選用煤炭的揮發(fā)分區(qū)間較大，煤種適應(yīng)性強，特別是近幾年新建的循環(huán)流化床鍋爐，對揮發(fā)分要求更為寬松。從上表可知，這個參數(shù)較穩(wěn)定，始終無太大的變化，一般來講，可取表中所列數(shù)值左右，即：可燃基揮發(fā)份4.0%～5.5%左右即可。

5.6 水 分

水分既是數(shù)量指標又是質(zhì)量指標，煤的水分升高，發(fā)熱量降低，鍋爐排煙溫度升高，影響鍋爐的燃燒效率。在使用煤粉燃燒的鍋爐中，入爐前對煤粉要經(jīng)過干燥處理，以減少水分對鍋爐燃燒帶來的影響。

6 結(jié) 語

該公司乃至整個漳州地區(qū)目前使用循環(huán)流化床鍋爐數(shù)量不多，操作技術(shù)方面尚存一定的差距，在具體應(yīng)用過程中，單純從理論上學(xué)習(xí)的較多，力爭從實踐中摸索出更多的具體經(jīng)驗，逐漸提高我們對循環(huán)流化床鍋爐的駕馭水平，同時找出較適應(yīng)的煤種，把好進煤關(guān)、貯煤關(guān)、配煤關(guān)及輸煤關(guān)，以滿足入爐煤質(zhì)的要求，使循環(huán)流化床鍋爐能夠更好地發(fā)揮自身特點，滿足良好燃燒工況的運行需求。

參考文獻：

[1] 趙旺初.流化床鍋爐存在的問題及解決途徑[J].電力建設(shè)，1998，（4）：27—34.

[2] 劉德昌，吳正舜.煤的顆粒粒徑分布對循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計和運行的影響[J].中國粉體技術(shù)，1999，（4）：31—36.