循环流化床锅炉飞灰含碳量的机理分析

第2 期 总第1 3 2 期 N o 2 S U M N o 1 3 2 机 械 管 理 开 发 MEC HANI C AL MANAGE MENT AND DEVE LOP ME NT 2 0 1 3 年 4月 Ap r 2 01 3 循环流化床锅炉飞灰含碳量的机理分析 樊竹娟 太原锅炉集 团有 限公 司 技术中心 山西太原0 3 0 0 2 1 摘要 介绍 了循环流化床锅炉的发展概况 分析 了现阶段循环流化床锅炉运行中突出的飞灰含碳量 高的问题 由于锅炉的不完全燃烧 使锅炉的飞灰含碳量增加 进而使锅炉效率降低 成本增加 据此 深入研究了飞灰含碳量高 的影响因素 并提 出了相应的解决措施 可为锅炉高效运行提供参考 关键 词 循环流化床 锅炉 飞灰含碳 量 中图分类号 T K 2 2 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 7 7 3 X 2 0 1 3 0 2 0 0 2 3 0 2 0引 言 循环流化床燃烧技术是国内外公认 的一种洁净煤 燃烧技术 循环流化床锅炉具有煤种适应性广 燃烧 效率高 环境性能好 符合调节范围大和灰渣综合利用 等优点 近年来在工业锅炉 电站锅炉 旧锅炉改造 燃烧各种固体废弃物等领域得到迅速发展 1 循环流化床锅炉目前存在的问题 循环流化床锅炉的高速发展使循环流化床锅炉的 运行出现了一些问题 1 炉膛 分离器 回送装置及其 之间的膨胀和密封问题 特别是锅炉经过一段时间运 行后 由于选型不 当和材质不合格 加之锅炉的频繁起 停 导致一些部位 出现颗粒向炉外泄漏现象 2 由于 设计和施工不当导致的磨损问题 炉膛 分离器 返料 装置 内 由于大量颗粒 的循环流动 容易出现材料的磨 损和破坏问题 一些施工单位对循环流化床内某些局 部部位处理不当 出现凸台 接缝等 导致从这些部位 开始磨损 然后磨损扩大导致炉墙损坏 3 炉膛温度 偏高及石灰石选择不合理 导致 了脱硫效率降低问 题 早期设计运行的循环流化床锅炉片面追求锅炉出 力 对脱硫问题重视不够 炉膛温度居高不下 石灰石 种类 和粒度 的选择 没有经过仔 细的试验研究 导致现 有循环 流化床锅炉脱硫效率不 高 许 多锅炉脱硫 系统 没有投入运行 缺乏实践经验的积累 4 灰渣综合利 用率低的问题 一般认为 循环流化床锅炉的灰渣利 于综合利用 而且利用价值很高 但由于各种原因 我 国循环流化床锅炉的灰渣未能得到充分利用 或者 只 进行 了一些低值利用 需要进一步做工作 5 飞灰含 碳量高的问题 这些问题的存在影响了循环流化床锅 炉的连续 安全 经济运行 还带来了维修工作量大 运 行费用 高等 问题 就循环流化 床锅炉来说 飞灰含碳 量高是一个较为普遍 的问题 2 飞灰含碳量的影响因素及应采取的措施 1 燃料特性的影响 循环流化床锅 炉煤种适应 性广 但对于已经设计成型的循环流化床锅炉 只能燃 烧特定 的煤种 设计煤种 时才能达到较 高的燃烧效 率 由于煤的结构特性 挥发份含量 发热量 水分 灰 份的影响 循环流化床锅炉的燃烧效率有很大差别 我 国主要按 煤的干燥 无灰基挥发分含量对煤进行分 类 按照挥发分含量由低到高的顺序将煤分成无烟煤 贫煤 烟煤 褐煤等 挥发分含量 的大小实际上反映了 煤形成过程 中碳化程度的高低 与煤的年龄密切相 关 不同煤种本身的物理组成和化学特性决定了它们 燃烧后 的飞灰具有不同的形态和特性n 2 入炉煤 的粒径和水分 的影 响 颗粒过大时 床 层流化不好 碳粒总表面积减少 煤粒 的扩散阻力大 导致反应面积小 延长了颗粒燃尽的时间 颗粒中心的 碳粒无法燃尽而出现黑芯 降低了燃烧效率 并且造成 循环灰量不足 稀相区燃烧不充分 出力下降 再者 大块沉积 流化不畅 局部结焦的可能性增大 排渣困 难 颗粒过小时 床层膨胀高 易燃烧 但是易造成烟 气夹带 不 能被分 离器捕 捉分离 逃逸 出去的细颗粒 多 对燃尽不利 飞灰含碳量高 通过实验发现 颗粒 太小 由于煤粉在炉内停 留时间过短 燃不尽 飞灰含 碳量就大 相对而言 燃用优质煤 煤颗粒可粗些 燃 用 劣质煤 煤颗粒要 细些 所 以 对 于不 同的煤 质要 调整二级破碎机的破碎能力来调整煤的粒度 煤中水 分过大 不仅降低床温 同时易造成输煤系统堵塞 故 对水分高的煤要进行掺烧 3 过量空气系数的影响 一次风的作用是保证 锅炉密相 区料层 的流化与燃烧 二次风则是补充密相 区出 口和稀相区的氧浓度 调整好一二次风的配比 可有效地降低飞灰 灰渣含碳量 是保证锅炉经济燃烧 的主要手段 运行 中适当提高过量空气系数 增加燃 烧区的氧浓度 有助于提高燃烧效率 但是炉膛出口 过量空气系数超过一定数值 将造成床温下降 炉膛温 度下降 总燃烧效率将会下降 风机电耗增大 所以 负 荷变化不大时 一次风量尽量稳定在一个较合适的数 值上 少作调整 主要靠调整二次风比例来控制密相区 出口和稀相 区的氧浓度 一二次风的配比 与锅炉负 荷 煤种等有关 通过进行燃烧调整试验可建立锅炉不 同负荷与一二次风量配比的经验曲线或表格 以供运 行调整时参考p 4 燃烧温度的影响 若与煤粉锅炉炉膛温度高 达 1 4 0 0 1 5 0 0 相比 循环流化床运行温度通常控制 收稿 日期 2 0 1 2 1 1 1 4 作者简介 樊竹娟 1 9 8 3 一 女 山西运城人 助理工程师 本科 主要从事循环流化床锅炉的设计 安装 g 4 1 x 作 E m a i 1 2 9 7 2 8 6 2 6 3 q q e o m 23 第 2 期 总第 1 3 2 期 机 械 管 理 开 发 2 0 1 3 年 4月 在 8 5 0 9 0 0 o C 之间 属低温燃烧 在此条件下煤粒的本 正燃烧速率低得多 加之流化床内颗粒粒径 比煤粉炉 内煤粉粗得多 所需的燃尽时间长得多 提高燃烧温 度 飞灰含碳量低 相反 燃烧温度低 飞灰含碳量高 5 分离器分离效率的影响 分离器分离效率高 切割粒径小 飞灰含碳量低 相反 分离器分离效率低 切割粒径大 飞灰含碳量高 经过 2 0 多年 的发展 目 前我国循环流化床锅炉使用的高效分离器有 3 种 上 排气高温旋风分离器 下排气中温旋风分离器 水冷方 形分离器 6 飞灰再循环倍率的影响 飞灰再循环的合理 选取要根据锅炉炉型 锅炉容量大小 对受热面和耐火 内衬的磨损 燃煤种类 脱硫剂 的利用率 负荷调节范 围来确定 7 锅炉蒸发量的影响 锅炉蒸发量大 相应的燃 烧室温度高 一次通过燃烧室燃烧 的粒子 分离器收集 不下来的粒子 燃烧时间长 燃尽度较高 飞灰含碳量 低 相反 飞灰含碳量高 3 结束语 循环流化床锅炉中 当燃煤不能进行完全燃烧 时 将造成飞灰含碳量的升高 从煤种粒度 煤种特性 燃 烧温度 炉 内空气动力场 锅炉负荷等方面 分析了对 飞灰含碳量变化的影响机理 指 出了飞灰含碳量升高 造成的影响 并提 出了维持锅炉稳定燃烧 降低 飞灰 含碳量 提高锅炉效率的有效措施 降低飞灰含碳量 的措施有 多种 应按实 际情 况选择最经济最 实用 的 措施 参考文献 1 孙学信 燃煤锅炉燃烧试验技术与方法 M 北京 中国电力 出版社 2 0 0 2 2 黄新元 电站锅炉运行与燃烧调整 M 北京 中国电力出版 社 2 0 0 2 3 郭淑海 邢希东 哈锅订 型锅炉飞灰含炭量高原因分析及对 策 上海电力 2 0 1 0 1 6 5 6 7 利用人工神经网络对多元火灾数据进行融合 提高了 6 毕俊蕾 陈立 无线传感器网络路由 研究综述 J 电 脑知识 警 主 络 的 火 灾 预 警 系 统 设 撕深 譬 筝 络 笔 盒 罂 銮 I 辜 不 探 测 的 无 线 化 网 络 化 智 能 化 为 火 灾 探 测 技 术 的 发 8 网 的 灾 探 测 器 模 型 研 究 展提供了一个新的研究方向 I J I 微计算机信息 2 0 0 7 2 3 1 0 2 6 2 2 6 3 参考文献 9 张迎辉 基于模糊神经网络的智能火灾报警系统研究 D 哈 Re s e a r c h o f I n t e l l i g e n t Fi r e Al a r m S y s t e m b a s e d o n W S N YA NG P e n g XI N L i n a WAN G Z o n g k u n F A N Qi a n g 1 S h a n x i j n g u a n g Hu a s h e n g Ma g n e s i u m C o L t d We n x i 0 4 3 8 0 0 2 No ah we s t A F Un i v e r s i t y Ya n g l i n g 7 1 2 1 0 0 Ch i n a Ab s t r a c t An i n t e l l i g e n t Fi r e A l a r m S y s t e m B a s e d o n W i r e l e s s S e n s o r Ne t wo r k i s p r o p o s e d t o o v e r c o me t h e we a k n e s s o f t h e o n e s a t p r e s e n t T h e s y s t e m e o l l e c t i o n a n d w i r e l e s s t r a n s mi s s i o n o f fi r e d a t a b y wi r e l e s s s e n s o r n e t w o r k n o d e Us e t h e RB F n e u r a l n e t wo r k t o e s t a b l i s h fi r e d e r e c t o r mo d e l a n d s y n t h e s i z e mu hi p l e f i r e d a t e s T h e s y s t e m c a n d i s t i n g u i s h f i r e g l o w f i r e a n d n o n f i r e s o u r c e a n d t h a t r