煤炭的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响.doc

煤炭的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响摘要：介绍了煤的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响，提出确保循环流化床锅炉正常运行的重要环节。 循环流化床燃烧技术是一项新型燃烧技术。它与层燃锅炉、室燃锅炉相比具有燃料使用性广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣能综合利用等优点。所以，发展循环流化床锅炉对燃烧劣质煤、节约能源、减少环境污染等都具有深远的意义。 一、煤的筛分特性对循环流化床锅炉的影响循环流化床锅炉的燃烧特点是宽筛分的煤粒在适当的气流作用下，在床中一面翻腾运动，一面燃烧。它既不同于煤粉锅炉的燃烧方式，也不同于层燃炉的燃烧方式，它是一种沸腾燃烧。实践证明，入炉煤的颗粒度对循环流化床锅炉的点火启动、运行控制、燃烧效率均有很大影响。 1、对点火启动的影响 循环流化床锅炉的点火过程是通过加热锅炉床料至煤的燃烧点，直到正常燃烧的动态过程。这一过程的成败与锅炉床料的颗粒度结构、底料静止高度、配风、给煤等诸多因素有关。点火操作既要把床料加热至煤温度，又要控制投煤过程中不爆燃、不超温结焦，一切正常后才能过渡到正常燃烧。 点火用的床料一般采用炉渣，并预掺一定的烟煤。床料颗粒度对点火风量影响很大，若颗粒太粗，则需要较大的风量才能使底料沸腾起来，这样必然使点火油枪所喷射出的火焰热量较多地被烟气带走，使床料加热困难；若床料颗粒太细，大量的细小颗粒将被烟气带走，使料层减薄，以致造成局部穿孔，点火困难。从表1可知，细煤粒受热后温升快，可相应缩短加热到着火温度的时间。因此启动阶段的底料中要有足够的细煤粒，这样可大大减少点火启动用燃料，节约能源，同时也减少了热风损失。 表1：煤在不同粒径加热到同一温度所需时间（S）煤的平均粒度0.2mm0.5mm2mm5mm加热到5000.3660.8823.327.38加热到8000.8552.088.222.4 另外，根据气动力学分析，相同的粒径，冷态临界流化速度为热态临界的两倍左右，而总送风量是由燃料燃烧所需风量决定的，也是热态时的工作风量，因此从冷态到热态点火启动的过程中，点火作用床料粒径，应小于热态运行时的床料粒径，才能保证冷态点火床料的流化，使床料加热均匀。对一般燃用（08）mm的循环流化床锅炉，点火时多采用（06）mm的床料并要有一定的筛分要求（可参考表2） 表2：点火床料筛分特性颗粒直径（mm）所占重量比（%）63.21.53.222521.6101.61.25101.250.8150.80.6360.63以下302.对锅炉运行及燃烧效率的影响 循环流化床锅炉运行时的基本要求就是床料沸腾正常，床温维持稳定。为此，入炉煤的颗粒度一定要有保证，且要有适当的筛分比例。运行中有大煤块大量进入流化床，会在床体中沉积形成死滞区。破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成因床温过低或床温过高结焦而被迫停炉。如果煤的颗粒组分过细，则造成细粉量扬析，甚至连分离器都捕捉不到，未完全燃烧就进入尾部烟道，造成尾部飞灰增加，飞灰碳量增加（严重时高达50%以上），锅炉热效率降低。 所以循环流化床锅炉的安全运行要求有良好的燃料破碎、筛分系统，以保证进入锅炉的煤粒在要求的颗粒度范围内，否则运行时若为了减少煤粒飞逸而减小风量，就会影响大煤粒沸腾；若为了照顾大煤粒沸腾良好而加大流化风量，则小煤粒飞逸又会增多，加大锅炉热损失。同时风量调节还要与给煤机构成一定比例，以维持床温。煤粒破碎的好，颗粒度均匀，则运行时风煤比易掌握，床温易稳定，效率也高。如颗粒度过大、过小，甚至超大，都会给运行操作带来困难，同时造成流化床锅炉飞灰损失及灰渣热损失的增大，使锅炉热效率降低。 锅炉实际运行当中，一般要求煤的颗粒度在（08）mm范围内（低倍率循环流化床锅炉），煤粒平均当量直径为（1.52.5）mm（根据煤种而变化）。煤的破碎、筛分系统可按下图布置。 这种采用破碎前预筛分的制煤系统，避免了二次破碎，减少了细煤粒的比例，同时配合煤的预干燥系统和一定的燃烧方式，能切实提高锅炉的燃烧效率。同时，煤的颗粒度的变化对锅炉设备（风帽、水冷壁等）的磨损也有影响：循环流化床锅炉在运行时，如果床温恒定，而床料平均直径增加，则床料正常流化所需最小流化风量亦增大。在一定风压下床料阻力比较而言亦会同样增大，致使流化状态向不良方向移动，而加速了布风板上风帽的磨损，同时水冷受热面随着风俗的增加磨损也成倍增加，从而导致锅炉运行周期大大缩短。 综上所述，燃料颗粒度的大小，对循环流化床锅炉的正常运行有着非常直接的影响。二、实例分析 山西某化工单位使用的25t/h循环流化床锅炉属低倍率循环流化床锅炉。该锅炉刚开始投运时给煤的筛分特性如下：平均粒径为14mm，最大粒径8mm，粒径0.5mm以下的少于15%。投运之初，床温的最高点与最低点相差不过10，平均床温在890，运行比较稳定；而后期出现床温最高点与最低点相差悬殊，无法维持正常运行。停炉后经检查发现床体上有大量13mm的煤块，有的甚至达到30mm。床面上静止高服不均匀且有结焦死区。 经分析得知：点炉初期，底料为经过筛分的8mm的合格床料，床层的静止高度均匀，因此运行非常稳定，床温也正常。后期因有大量不合格的煤粒进入炉膛，恶化了流化环境，而大颗粒的煤块不能及时排出床体，在床面上形成了死区，破坏了正常的沸腾燃烧，最终导致锅炉停炉。 该公司及时对给煤系统进行了改造，增加了煤粒破碎和筛分系统，使进入炉膛的燃料粒度符合沸腾燃烧的要求，改造后锅炉运行一直比较平稳、正常，负荷稳定运行在2328t/h之间，运行周期也由原来的15天提高至2个月以上。三、结束语 循环