梁靜

摘要：根據(jù)入爐煤粒徑對(duì)循環(huán)硫化床鍋爐負(fù)荷、過(guò)熱汽溫、磨損、燃燒效率等的影響，提出合理控制煤粒度，提高燃燒效率，可保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，為企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵字：入爐煤粒徑；循環(huán)硫化床；磨損；燃燒；影響

1 前言

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)屬于一種新型的高效潔凈燃燒技術(shù)，與其他燃燒方式相比，循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)具備著低污染、高效率、燃燒適應(yīng)性廣，灰渣能夠有效利用等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于循環(huán)硫化床鍋爐中，在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、充分利用劣質(zhì)煤等當(dāng)面發(fā)揮著重要作用。然而，雖然CFB鍋爐對(duì)燃料的適應(yīng)性特別好，但它對(duì)燃煤的粒度范圍、平均粒徑大小和粒度的分布有較為嚴(yán)格的要求，不同的爐型、不同的煤種對(duì)燃煤粒徑有不同的要求。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，如燃煤粒徑變化大，對(duì)鍋爐的流化燃燒工況、帶負(fù)荷的能力，對(duì)受熱面和耐火襯里的磨損都會(huì)帶來(lái)很大的影響。保證煤的粒度分布合理是電廠燃煤制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須解決的重要問(wèn)題，必須引起電廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員足夠的重視。

2 CFB鍋爐正常運(yùn)行中入爐煤粒徑對(duì)鍋爐的影響

作為同煤粉爐的重要區(qū)別，CFB鍋爐正常運(yùn)行中爐內(nèi)必須保持一定的床料并保證正常流化。床料粒徑是否合格對(duì)鍋爐是否能夠正常流化有著重要影響。而床料粒徑除取決于點(diǎn)火初期入爐底料外，正常運(yùn)行中則取決于入爐煤顆粒大小。入爐煤的顆粒度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷、受熱面的磨損、燃燒效率、床溫等有較大影響。

2.1對(duì)鍋爐負(fù)荷的影響

如果燃煤粒徑與CFB鍋爐不適應(yīng)，粒徑分布不合理或平均粒徑太大，會(huì)使鍋爐負(fù)荷下降。為了維持CFB正常燃燒與物料循環(huán)，要求入爐煤中所含大、中、小顆粒的比例有一個(gè)合理的數(shù)值，也就是要求燃料有合適的粒度級(jí)配。但目前投產(chǎn)的部分CFB由于燃料來(lái)源不同，燃煤制備系統(tǒng)選擇不同，不能按燃煤的破碎特性去選擇合適的工藝系統(tǒng)和破碎設(shè)備，或者是燃料制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理且適合設(shè)計(jì)煤種，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)由于煤種的變化而影響燃料顆粒特性及其級(jí)配，粒度過(guò)大，煤粒燃燼時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)，飛出床料層的顆粒減少，鍋爐不能維持正常的循環(huán)灰量，必然造成鍋爐負(fù)荷下降。

2.2 對(duì)磨損的影響

鍋爐正常運(yùn)行中，一次風(fēng)量的選取取決于床料流化的最小風(fēng)量，最小流化風(fēng)量指的是固定床轉(zhuǎn)到沸騰床轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置的界面氣流速度。最小流化風(fēng)量主要是由燃料粒徑尺寸來(lái)決定的，包括煤顆粒氣流的物理性質(zhì)及堆積密度等。而入爐燃料顆粒大小則影響著床料粒徑的大小。因此，在床溫保持一定的基礎(chǔ)上，隨著床料粒徑增加，床料流化所需最小流化風(fēng)量也會(huì)增加，在一定風(fēng)壓作用下，床料阻力增加，這就致使流化狀態(tài)向不良狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)。加快了布風(fēng)板上風(fēng)帽設(shè)備的磨損，在風(fēng)速增加下，水冷受熱面的磨損也會(huì)增加，對(duì)設(shè)備的磨損，造成設(shè)備檢修費(fèi)用的增高，影響著鍋爐運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)，鍋爐運(yùn)行周期大大縮短，同時(shí)廠用電率也隨之升高。

2.3 對(duì)床溫及燃燒效率的影響

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)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(dāng)?shù)暮Y分比例，運(yùn)行中如有大煤塊大量進(jìn)入流化床，會(huì)在床體中沉積形成死滯區(qū)，破壞正常的流化狀態(tài)，使?fàn)t內(nèi)溫度場(chǎng)不均勻，造成床溫過(guò)低且不能滿負(fù)荷運(yùn)行或局部床溫過(guò)高結(jié)焦而被迫停爐。所以循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行要求有良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng)，以保證進(jìn)入流化床的煤粒在要求的顆粒度范圍內(nèi)（一般要求顆粒度在0～13～范圍內(nèi)）。否則運(yùn)行時(shí)若為了減少小煤粒飛逸而減小風(fēng)量，就會(huì)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(fēng)量，則小煤粒飛逸又會(huì)增多，加大鍋爐損失；同時(shí)風(fēng)量調(diào)節(jié)還要與給煤構(gòu)成一定比例，以維持床溫。煤粒破碎得好，顆粒度均勻，則運(yùn)行時(shí)風(fēng)煤比易掌握，床溫易穩(wěn)定，效率也高。如顆粒度過(guò)大、過(guò)小，甚至超大，都會(huì)給運(yùn)行操作帶來(lái)困難，同時(shí)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(huì)因照顧大顆粒流化而加大風(fēng)量，致使小顆粒煤未及時(shí)燃燒而飛出爐膛進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在分離器下部的返料床上二次燃燒，使返料溫度過(guò)高，造成返料器高溫結(jié)焦，影響鍋爐正常運(yùn)行。

2.4 對(duì)點(diǎn)火啟動(dòng)的影響

循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火過(guò)程是通過(guò)加熱鍋爐底料至煤的燃點(diǎn)、到正常燃燒的動(dòng)態(tài)過(guò)程，這一過(guò)程的成敗與流化床底料的粒度結(jié)構(gòu)、底料靜止高度、配風(fēng)、給煤等諸多因素有關(guān)。在控制好配風(fēng)、底料因素的前提下，要控制好給煤顆粒才能保證鍋爐的正常點(diǎn)火。一般來(lái)講，大顆粒和小顆粒都是需要的，重要的是不同粒徑的合理配比。在點(diǎn)火初期要保證床內(nèi)有足夠的細(xì)顆粒，可以縮短點(diǎn)火時(shí)間，節(jié)省投油量。而穩(wěn)定床溫還需要大顆粒的持續(xù)放熱。煤粒過(guò)粗，則會(huì)發(fā)生大塊沉積、流化不暢、循環(huán)灰量不足、局部結(jié)焦、排渣困難引起事故，若煤粒過(guò)細(xì)，點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)飛灰可燃物會(huì)大大增加，如同時(shí)油槍霧化不好則極可能出現(xiàn)尾部煙道再燃燒。

3入爐煤粒度控制

入爐煤粒徑級(jí)配控制是一項(xiàng)十分復(fù)雜的問(wèn)題，國(guó)外在應(yīng)用時(shí)，要求煤粒徑為0.lmm的煤在10%以下；煤粒徑小于1.Omm的煤控制在60%以下；煤粒徑小于4.Omm的煤控制在95%以下；投入到爐內(nèi)煤粒徑不能出現(xiàn)超過(guò)lOmm的煤。我國(guó)應(yīng)用時(shí)，對(duì)高揮發(fā)分低灰煤，要求煤粒徑控制在0-13mm范圍內(nèi)；對(duì)低揮發(fā)高灰煤則為0-8mm。但在實(shí)際操作中，仍存在著較多的超大煤塊，為此，需要做好破碎工作，確保入爐煤粒徑對(duì)循環(huán)流化床燃燒影響最小。

3.1合理設(shè)計(jì)煤的制備系統(tǒng)

煤制備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是針對(duì)原煤的篩分特性和破碎特性確定系統(tǒng)的破碎設(shè)備和篩分設(shè)備的組合方案。CFB鍋爐對(duì)入爐煤的篩分分布特性有一定的要求，不只是將煤破碎，還應(yīng)保證出料的粒度篩分要求，因此，對(duì)煤制備系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)十分重要。當(dāng)一級(jí)破碎機(jī)不能滿足粒度要求時(shí)，可采用兩級(jí)或三級(jí)破碎系統(tǒng)；采用具有檢查篩分的閉路系統(tǒng)，在破碎機(jī)后進(jìn)行篩分叫做檢查篩分，檢查篩分可以嚴(yán)格控制產(chǎn)品的顆粒度，充分發(fā)揮破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，當(dāng)要求產(chǎn)品的顆粒度較為嚴(yán)格時(shí)，可以不減小破碎機(jī)的排料口尺寸，只是把篩上物返回破碎機(jī)進(jìn)行破碎，充分發(fā)揮了破碎機(jī)的破碎能力。

3.2破碎機(jī)的選擇

選用一種合適的破碎設(shè)備，是提供合格粒徑的燃料、保證循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的重要因素之一。采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的破碎設(shè)備，如：錘擊式破碎機(jī)發(fā)展成的BC系列細(xì)粒破碎機(jī)；新型的反擊式破碎機(jī)改進(jìn)腔型設(shè)計(jì)，第一級(jí)反擊架采用整體錳鋼件，以增加其質(zhì)量，加大大塊物料的破碎效果；第二級(jí)反擊架盡可能靠后，而且下端排放口接近轉(zhuǎn)子水平線；圓錐破碎的機(jī)發(fā)展成“慣性圓錐破碎機(jī)”；將對(duì)輥組合成DZ系列組合式齒輥破碎機(jī)等。

4結(jié)語(yǔ)

在本文中，對(duì)入爐煤粒度對(duì)循環(huán)流化床燃燒的影響進(jìn)行了分析與研究，為實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性，需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)煤粒徑進(jìn)行合理控制，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綜合效益。

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