降低循环流化床飞灰含碳量的措施
循环流化床锅炉以其燃料适应性广、脱硫效率高、氮氧化物排放低、易于调节负荷等独特的。优点在我国得到了长足的发展，但普遍存在着飞灰含碳量高的问题，不仅增加燃煤消耗量，降低锅炉热效率，而且对锅炉的安全运行构成严重威胁，带来过热器结焦和烟道二次燃烧、低温腐蚀和磨损等问题，使锅炉运行的安全性和经济性受到影响。
某热电厂使用两台130 t /h CFB 锅炉为高压参数、单锅筒、自然循环蒸汽锅炉，它的飞灰含碳量远高于设计值，本文将从影响飞灰含碳量的因素着手，研究可行措施，降低飞灰含碳量。
1、飞灰取样点对飞灰含碳量的影响：
一般电厂煤粉锅炉飞灰取样采用的是撞击式飞灰取样器，但撞击式飞灰取样器对循环流化床锅炉飞灰取样存在较大误差。锅炉通过对比试验发现，在本炉上撞击式飞灰取样器取样为5% 时，电除尘下取样含碳量可达到18%。这主要是煤粉炉和流化床锅炉的飞灰颗粒的分布以及各颗粒的含碳量存在较大偏差所造成的，因此检测电除尘第一电场飞灰能真实反映出锅炉运行时的飞灰含碳量。
2、燃料特性的影响：
循环流化床锅炉的主要优点之一是煤种适应性广，但对于已经设计成型的循环流化床锅炉，只有在燃烧与设计相差不大的燃煤时才能达到较高的燃烧效率，而燃烧与设计相差较大的燃煤时就容易燃烧不好，飞灰含碳量较高。一般来说，挥发份较高的煤种，燃烧速度较高，燃料粒径应适当放大; 挥发份较低的煤种，燃烧速度较低，燃料粒径应适当缩小; 另外充足的循环灰量可以保证炉膛内温度较高，利于燃烧，提高燃烧效率，降低飞灰含碳量。该电厂设计煤种和实际运行时燃烧的煤种为褐煤，实烧煤种为贫煤，都和设计煤种相差很大。单独燃烧煤种1，锅炉出力不足，排烟温度较高; 单独燃烧煤种2，锅炉燃烧不好，飞灰含碳量较大。根据该电厂这种实际情况，我们建议将两种煤种以一定比例混合，形成混合每种，尽量向设计煤种靠近，根据多次调试运行，锅炉燃烧效果比较理想，锅炉出力接近设计标准，
根据测试结果可知，应尽量燃烧接近设计的煤种。鉴于实际情况，实烧煤种可能和设计煤种
相差较大，建议将低挥发分煤种与高挥发份煤种混合燃烧，对于灰份较小的煤种，可通过添加细石灰石补充循环物料，保证炉膛内物料浓度。
3、入炉粒径的影响：
对单位质量燃料而言，粒径减小，粒子数增加，总表面积增加，碳粒燃烧速度加快，燃尽时间缩短，但如果细颗粒过小，大量的未燃尽的细小颗粒被迅速带出炉膛，造成稀相区燃烧份额增加，改变炉内的吸热分配，同时也增大了飞灰含碳量; 颗粒太大，总表面积小，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，降低了燃烧效率，同时粒径过大会使局部流化不良，造成局部床温升高，易发生床内结焦，排渣困难，并且会增加受热面的磨损面积和加快磨损速度。燃煤粒径范围应是根据不同的炉型和不同的煤种而确定的。一般来说，高循环倍率的循环流化床锅炉，燃煤粒径较细; 低循环倍率的循环流化床锅炉，粒径要
粗。低挥发份的煤种，粒径一般要求较细; 高挥发份易燃的煤种，颗粒可粗一些。所以要控制入炉煤的粒度，尽可能达到设计要求，正确选择煤的破碎、筛分设备和合理的系统设计是燃煤粒度分布合理的根本保证。
4、一、二次风的影响：
一次风经风室通过布风板和风帽进入炉膛，其风量首先维持炉膛流化状态及一定的床温，同
时提供燃烧必要的部分氧量。显而易见，一次风对锅炉的影响是非常重要的，它直接影响着炉膛密相区和稀相区的燃烧份额，从而影响着飞灰含碳量的高低。二次风在床内密相区上方进入炉膛，其作用是补充炉内燃烧的氧量，改进炉膛上部气固混合效果，提高锅炉燃烧效率，这就要求二次风具有良好的穿透能力，强化气固两相物料的充分混合，让炉内的烟气获得较强烈的搅拌，使炉膛横断面各处颗粒充分供应氧气，减少高浓度物料颗粒的贫氧区域，保证充分燃烧。若二次风不能及时、充足送入并与煤粉良好混合，造成局部缺氧或过剩空气量不足，会导燃烧不完全，使飞灰可燃物含量增大。为避免由于不完全燃烧而造成的飞
灰含碳量的增加，运行中在保证炉膛流化状态和床温不高的前提下，应适当减小一次风量，增加二次风量和增加二次风压，提高过剩氧量( 考虑到排烟热损失造成锅炉效率的下降，推荐过剩氧量值区间4 ～ 6%) 。
5、床压的影响：
床压的大小间接表明了炉内床存量的多少，锅炉床压降的高低对循环量的影响很大，从而对炉内传热及锅炉负荷产生较大影响。实际上，床压降的提高对传热的贡献很小，而炉膛中下部物料浓度的增加必然带来磨损的加剧、风机电耗的增加等不利影响。床存量降低后，二次风区域物料浓度降低，二次风穿透扰动效果增强，炉膛上部气固混合效果得以改进，提高了锅炉燃烧效率，降低了锅炉机组的供电煤耗。床存量降低后，物料流化需要的动力减小，锅炉一、二次风机的压头降低，风机电耗下降，从而降低锅炉机组的厂用电率。床存量降低后，炉膛下部物料浓度大幅度减小，从而可以减轻炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损，提高锅炉机组的可用率。但是降低床存量后锅炉蓄热惯性减小，且开始对燃料变得敏感． 另外，实现低床层压降运行的条件是: 煤的成灰粒度特性必须使大颗粒减少．
本锅炉将给煤粒度严格控制在8 mm 以下。图1 给出了该电厂130 t CFB 锅炉在100%MCR 时，飞灰可燃物含量与床压的关系曲线。可以看出飞灰含碳量的总体变化趋势是: 随着床层压降的降低，飞灰含碳量降低。
6、床温的影响：
床温是CFB 锅炉的重要运行参数，从有利于燃烧的角度看，提高床温是有益的。因为虽然流化床具备低温强化燃烧的特点，但床层中煤粒挥发物的析出和碳粒的反应速率随床温的增加而增大，碳粒的燃尽时间随着床温的上升而缩短，所以提高燃烧温度可缩短燃尽时间，从而降低飞灰含碳量含量。同时我们应该考虑到流化床床层运行温度上限受灰份的变形温度的限制，如果不加限制床温，不仅会引起高温结焦，而且增加排烟热损失，还会影响到脱硫效果，所以要控制床温低于煤的变形温度100 ～ 200 ℃以防止结焦，还要考虑脱硫反应的最佳温度( 850 ℃左右) ，综合考虑，流化床的最佳运行床温为850 ～ 950 ℃，运行中，可适当提升床温至900 ℃左右，以降低飞灰含碳量。
7、炉膛负压的影响：
锅炉炉膛负压保持太小，燃烧烟气进入高温旋风分离器后离心力下降，进入烟道的碳粒增多，飞灰可燃物增大。但负压保持太大，烟气进入高温旋风分离器后离心力增大，进入烟道的颗粒减少，但尾部受热面磨损增加。经实践，综合考虑烟速的分离及尾部受热面的磨损情况，将负压保持在－ 50 ～ + 50 Pa 效果最好。
8、旋风分离器效率的影响：
循环流化床锅炉飞灰含碳量高的主要原因是分离器分离不下来的细碳颗粒不能实现在炉内循环燃烧造成的。分离器分离效率高，切割粒径小，飞灰含碳量低; 分离器分离效率低，切割粒径大，飞灰含碳量高。
9、结论及建议：
1) 根据煤质特性，严格控制入炉煤粒度，并保证颗粒分布特性符合要求，这样有利于提高燃烧效率，降低飞灰含碳量和大渣可燃物。
2) 根据煤质特性、床温，合理调整一、二次风的配比，综合考虑不致使排烟热损失过度增大的前提下，适当减小一次风量、风压; 增加二次风量、风压，提高二次风的穿透力。
3) 在保证锅炉蓄热前提下降低床压。随着床压降低，炉膛密相区颗粒浓度也降低有助于增加二次风穿透深度，以降低飞灰含碳量。
4) 随着床温升高，燃烧效率提高。在保证脱硫脱销的前提下，可适当提升床温至900 ℃左右，以降低飞灰含碳量。
5) 保证旋风分离器的分离效率，提高循环倍率。综上，一、二次风的配比、风压、床温、床压、燃煤粒度等相互作用、相互影响，影响着锅炉的飞灰含碳量。运行中，综合考虑各方面的因素，保证燃煤燃烧效率，降低飞灰含碳量。
联系客服
