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技术文章

如何降低循环流化床锅炉灰渣含碳量的方法

时间:2017-1-20 14:19:52   作者:随梦飞翔   来源:注册发布   评论:0
内容摘要:有效地降低循环流化床锅炉灰渣含碳量,从运行调整方面主要是控制入炉煤粒径、合理的床温以及选择合理的一、二次风配比与控制适当的料层厚度。本文通过实验验证,所采取的调整措施,对锅炉的燃烧效率以及热效率都有较大的提高...

  :本文通过循环流化床锅炉燃料燃烧机理着重分析飞灰、炉渣含碳量高的原因,通过燃烧实验验证,提出降低锅炉灰渣含碳量的方法和措施,有效地降低灰渣的含碳量。

 

1 前言

循环流化床锅炉因其燃料适应性广、燃烧效率高、清洁燃烧、适合环保要求等优点而得到广泛推广。由于循环流化床锅炉在国内的研发起步比较晚,设计、运行方面的技术不太成熟,如磨损严重、灰渣含碳量高等问题,仍制约着锅炉的安全、经济运行。循环流化床锅炉灰渣含碳量的高低,直接反映出锅炉的燃烧效率,进而影响到企业的经济效益。


2 循环流化床锅炉燃烧原理

循环流化床锅炉运行中,煤粒的燃烧是一个非常复杂的过程。经过宽筛分、破碎的煤粒被送入炉膛后,与900℃左右的物料强烈混合,当煤粒被加热升温到一定温度时开始析出挥发份。对于细微颗粒,挥发份析出很快,着火快,故燃尽时间很短。一般细颗粒煤从给煤口进入炉床,到从炉膛出口飞出炉膛,一个过程就可燃尽,不需要循环返送炉内再燃烧。中国供热信息网了解到但对于那些较大颗粒,如平均直径3mm的煤粒,需要近15s的时间才能析出全部的挥发份,因此着火慢得多。且由于大粒径煤粒基本沉集于炉膛下部,加上密相区氧量又不足,因此大粒径煤粒一次循环是很难燃尽的,故要求其在炉内的停留时间要长的多。


3 循环流化床锅炉炉渣含碳量高的原因和应对措施

3.1 循环流化床锅炉炉渣含碳量高的原因分析

循环流化床锅炉运行中若风煤配比不当、排渣不均,都有可能把未燃尽的碳粒排掉,造成炉渣含碳量升高。式(1-1)是经过实验确定的碳颗粒燃尽时间的经验公式:

Tc=8.77×109exp(-0.01276Tb)dc1.16(1-1) 

式中:

Tc —— 碳颗粒的燃尽时间

Tb —— 床温℃

dc —— 碳粒子的直径cm

由公式可见,碳颗粒的燃尽时间与床温、颗粒直径有关。床温升高,燃尽时间缩短;碳颗粒直径加大,燃尽时间延长。


3.2 降低炉渣含碳量应采取的措施

⑴ 合理控制入炉煤粒度;

⑵ 适当提高床温,当床温从800℃提高到950℃时,碳颗粒燃尽时间将缩短为原来的1/61/7

⑶ 延长低热值煤粒在燃烧室内的停留时间,应在合理燃烧温度的条件下,适当提高料层厚度;

⑷ 采用小流量、连续排渣的工作方式;

⑸ 运行中采用大动量的二次风,增加二次风的穿透深度,改善燃烧室中心区的燃烧效果。另外在给煤侧适当增大二次风量,非给煤侧则减少二次风量,以适应它们对氧量的不同要求。


4 循环流化床锅炉飞灰含碳量高的原因和应对措施


4.1 循环流化床锅炉飞灰含碳量高的原因分析

煤粒在循环流化床锅炉燃烧过程中,一般直径为20um以下的焦炭粒子,由于其燃尽时间小于粒子在燃烧室内一次通过的停留时间,故这些粒子的燃尽度是很高的,它们对飞灰含碳量的影响可以忽略不计。对直径为50100um的焦炭粒子,分离器的收集效率不高,大部分颗粒被引风机抽走,导致焦炭粒子在燃烧室内的停留时间小于其燃尽时间,这是飞灰含碳量升高的主要原因。而对直径200um左右的焦炭粒子,分离器可全部收回实现其循环燃烧,故其对飞灰含碳量的影响也可以忽略不计。飞灰含碳量高的其他原因,如燃烧室温度偏低,燃烧室内氧量分布不均匀、炉膛负压较大等,都会造成飞灰含碳量增加。


4.2 降低飞灰含碳量应采取的措施

⑴ 合理控制燃料粒度;

⑵ 合理选择燃烧室温度;

    ⑶ 提高分离器的分离效率,增加碳颗粒的停留时间;

    ⑷ 选择合理的飞灰循环倍率,可采用飞灰再循环燃烧,能显著提高燃烧效率,降低飞灰含碳量。


5 运行实验及效果分析

5.1 运行实验

2011年以来通过上述降低灰、渣含碳量的方案,


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