对循环流化床锅炉煤的粒度要求和分析.doc

对循环流化床锅炉煤的粒度要求和分析22应用能源技术2005年第2期(总第92期)对循环流化床锅炉煤的粒度要求和分析哈尔滨锅炉厂有限责任公司明丽萍摘要分析了煤的颗粒度对循环流化床锅炉运行的影响,并总结CFB锅炉对煤的粒径和级配的一些要求.关键词沸腾燃烧粒度粒径级配中图分类号:TK229.6.6文献标识码:A文章编号:1009-3230(2005)020022_o20前言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.1煤的粒度对循环流化床锅炉的影响实践证明,人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,风帽及水冷壁等部件的运行均有很大影响.1.1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底料至煤的燃点,到正常燃烧的动态过程,这一过程的成败与流化床底料的粒度结构,底料静止高度,配风,给煤等诸多因素有关.点火操作是既要把床内底料加热至投煤温度,又要控制投煤过程中不爆燃,不超温结焦,然后过渡到正常燃烧.从颗粒度来看,底料中要有足够的细煤粉作为启动前低温阶段的着火物料和底料温升的热源,细煤粉燃烧要求小风量,既保证点火时床料流化良好,又使煤粉本身以及所发生热量不被风带收稿日期:20050301走过多.另外,细煤粉受热后温升快,对着火有利,可相应缩短加热到着火温度的时间,同时也减少了热风损失,所以控制好点火床底料及人炉煤的粒度,可大大减少点火启动用燃料,节约能源.1.2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,人炉煤的颗粒度一定要有保证,且要有适当的筛分比例,运行中如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,造成床温过低且不能满负荷运行或局部床温过高结焦而被迫停炉.所以循环流化床锅炉的安全运行要求有良好的燃烧破碎,筛分系统,以保证进人流化床的煤粒在要求的颗粒度范围内(一般要求颗粒度在013mm范围内).否则运行时若为了减少小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,加大锅炉损失;同时风量调节还要与给煤构成一定比例,以维持床温.煤粒破碎得好,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2005年第2期(总第92期)应用能源技术23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.另外,颗粒度增大,则会因照顾大颗粒流化而加大风量,致使小颗粒煤未及时燃烧而飞出炉膛进入旋风分离器,在分离器下部的返料床上二次燃烧,使返料温度过高,造成返料器高温结焦,影响锅炉正常运行.1.3对设备磨损增大所谓最小流化风量,是指由固定床转至沸腾床转折点的空截面气流速度.该值取决了燃料粒子尺寸,即颗粒的堆积密度和气流的物理性质等因素.表2是不同粒径在不同温度下的最小流化速度(单位:m/s).表2不同粒径在不同温度下的最小流化速度(rn,s)平均床料直径床温(mm)213998150.30.cr7620.0460.0310.40.1250.cr790.0580.50.1860.1250.0880.750.3540.2860.1951.00.5150.4420.3381.250.6580.6310.5091.50.8380.8170.695从表2可以看出,床温恒定时,床料平均直径增加,床料流化所需最小流化风量亦增大,在一定风压下,床料阻力相比较而言亦同样增大,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,同时飞灰损失随着最小流化风量的增大而增加,水冷受热面的磨损随着风速的增加而成倍增加,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2入炉煤的粒度2.1国外对入炉煤粒度的要求欧洲大型CFB锅炉人炉煤粒径级配大多为:粒径0.1mm的煤小于10%;粒径小于1.0ram的煤小于6o%;粒径小于4.0mm的煤小于95%;人炉煤粒径不允许大于10ram.有人认为人炉煤的粒径要求和级配应与煤的挥发分有关,即:,t+A=85%9o%,式中V为人炉煤可燃基挥发分,%;A为粒径小于lmm的份额,%.2.2入炉煤的粒径级配CFB锅炉人炉煤粒径的合理级配是个比较复杂的问题,它与煤种,锅炉结构,底炉料和循环倍率等有关.大粒径的煤在浓相区漂浮停留时间较长,它们主要在浓相区燃烧;小粒径的煤在浓相区迅速上升,多在炉膛中上部燃烧.循环倍率高的CFB锅炉在浓相区燃烧份额少于循环倍率低的,故2者级配亦不同;挥发分高的煤易着火,在浓相区燃烧份额高于无烟煤.我国CFB锅炉要求将原煤制成08mm或010ram颗粒,但实际人炉煤的备制达不到这个要求,运行中尚含有大于10mm的煤块.我国CFB锅炉大多采用煤粉炉原煤仓前的破碎机输送系统,即破碎机加筛分和皮带运输机.这样的系统当原煤潮湿时,人炉煤中大于10r