循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整

1、循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整內(nèi)容摘要一、流化床燃燒特點(diǎn)一、流化床燃燒特點(diǎn)二、二、CFB鍋爐燃燒過(guò)程中燃燒份額的分配鍋爐燃燒過(guò)程中燃燒份額的分配三、影響燃燒的因素三、影響燃燒的因素四、煤種灰分與灰熔點(diǎn)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒四、煤種灰分與灰熔點(diǎn)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒的影響的影響五、運(yùn)行期間床溫的控制和調(diào)整原則五、運(yùn)行期間床溫的控制和調(diào)整原則 概 要 循環(huán)流化床鍋爐對(duì)給煤量的控制是非常重要的。必須對(duì)燃燒過(guò)程有一個(gè)全面的了解，才能對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行高效運(yùn)行。 燃燒問(wèn)題在CFB的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中占有十分重要的地位。這是因?yàn)?，良好的燃燒可以保證鍋爐有比較高的燃燒效率，而燃燒效率的高低，直接影響了燃料費(fèi)用的多少，直接影

2、響整個(gè)的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，燃燒問(wèn)題，或者說(shuō)燃料在循環(huán)流化床內(nèi)的熱量釋放規(guī)律，對(duì)受熱面對(duì)的布置、脫硫效率都有直接的影響。因此，設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員都必須對(duì)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃燒機(jī)理及有關(guān)影響有一個(gè)正確的理解。一一.流化床燃燒特點(diǎn)流化床燃燒特點(diǎn) 流化床燃燒又稱(chēng)沸騰燃燒，這種燃燒方式具有低溫、強(qiáng)化燃燒特性。流化床中的溫度一般在8501050內(nèi)，這個(gè)溫度比層燃、煤粉燃燒爐膛內(nèi)的溫度低。這個(gè)溫度由煤的灰渣變形溫度而決定。如果溫度超過(guò)灰的變形溫度，則會(huì)出現(xiàn)大面積結(jié)渣，流化床燃燒條件就被破壞。流化床容積熱強(qiáng)度相當(dāng)于煤粉爐的58倍、鏈條爐的5倍。面積熱強(qiáng)度相當(dāng)于鏈條爐的34倍。低溫、強(qiáng)化燃燒的特性使流化床鍋爐具有

3、對(duì)燃料適應(yīng)性強(qiáng)、能降低污染、爐渣可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。 煤粒在流化床內(nèi)有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，隨爐料上下翻騰，也有橫向播散的水平運(yùn)動(dòng)。另外還有一部分細(xì)粒子在流化床層中被氣流的夾帶和氣泡的飛濺作用將其帶到懸浮段空間，經(jīng)過(guò)揚(yáng)析作用，一部分較粗粒子回到床層，另一部分細(xì)粒子隨煙氣帶出爐膛。 煤粒在流化床內(nèi)的平均停留時(shí)間可用下式表示： Tm=60HsAdp/B min 式中：Hs-靜止料層高度 Ad-布風(fēng)板面積 p-料層堆積密度 B-燃料消耗量 從式中可以看出，當(dāng)布風(fēng)板面積和靜止料層高度一定時(shí)，給煤量B越大（即煤的發(fā)熱量越低），平均停留時(shí)間越短，灰渣中固體不完全燃燒損失越大。在相同熱負(fù)荷時(shí)，燃用優(yōu)質(zhì)煤其發(fā)熱量高，

4、給煤量小，煤粒在床內(nèi)平均停留時(shí)間長(zhǎng)。如燃用6000kj/kg的煤平均停留時(shí)間約為25min，12000 kj/kg的煤平均停留時(shí)間約為50min，24000 kj/kg的煤平均停留時(shí)間約為100min。 按照傳統(tǒng)理論，時(shí)間、溫度和湍流度是組織良好燃燒過(guò)程的必要條件。 送入流化床中的煤顆粒將依次經(jīng)歷干燥和加熱、揮發(fā)份析出和燃燒、膨脹和一次破碎、焦炭燃燒和二次破碎、磨損等過(guò)程。由于燃料量只占床料重量的極小部分，大約1%3%，因此當(dāng)新鮮煤顆粒進(jìn)入爐膛后，立即被不可燃的大量高溫物料所包圍并迅速加熱至接近床溫。這時(shí)影響加熱速率的因素之一就是煤顆粒的粒度。粒度大，加熱速率低，時(shí)間長(zhǎng)。 從前面的燃燒理論的分

5、析中可以看出，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒問(wèn)題是十分復(fù)雜的。對(duì)于不同的煤種，其熱量釋放規(guī)律曲線是不同的。 對(duì)于低揮發(fā)份的難燃煤種，在爐膛下部的燃燒份額比較大，熱量釋放多，因此需要較高比例的一次風(fēng)來(lái)提供一定的氧氣并將釋放出來(lái)的熱量帶到爐膛上部； 對(duì)于高揮發(fā)份的煤種，相對(duì)來(lái)說(shuō)在爐膛中、上部的熱量釋放較多，因此需要較高比例的二次風(fēng)來(lái)補(bǔ)充燃料燃盡所需的氧量?？梢哉f(shuō)，一、二次風(fēng)的分配比例是與爐膛上部和下部的燃燒份額分配相對(duì)應(yīng)的。燃燒過(guò)程中影響燃燒份額的分配因素燃燒過(guò)程中影響燃燒份額的分配因素 循環(huán)流化床鍋爐熱量釋放規(guī)律可以用燃燒份額來(lái)表示，燃燒份額定義為在循環(huán)流化床燃燒室各個(gè)區(qū)域中燃燒釋放的熱量占整個(gè)系統(tǒng)熱量釋

6、放量的百分比。燃燒份額分布是床內(nèi)流動(dòng)和燃燒的宏觀表現(xiàn)。 燃燒份額的分配取決于燃料粒度分布、燃料揮發(fā)份含量、循環(huán)床內(nèi)物料濃度分布及一、二次風(fēng)比例。影響燃燒的因素 影響循環(huán)流化床鍋爐燃燒的因素很多，主要有燃煤特性，燃煤寬篩分粒徑分布特性，料層厚度，料層的平衡程度，床溫水平，物料流化狀態(tài)，給煤方式，煙風(fēng)道漏風(fēng)，燃燒室結(jié)構(gòu)，爐膛出口氧量，一、二次風(fēng)配風(fēng)方式，播煤風(fēng)等輔助風(fēng)量的控制水平，循環(huán)倍率，運(yùn)行工況的穩(wěn)定性，爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，氣固兩相流均勻性和爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性等因素。煤種灰分與灰熔點(diǎn)對(duì)循環(huán)流化床鍋煤種灰分與灰熔點(diǎn)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒的影響爐燃燒的影響 灰分灰分 煤灰分是煤在一定溫度下充分、完全灼燒

7、后，氧化物殘?jiān)嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)（即重量百分比）。煤灰分與煤的發(fā)熱量密切相關(guān)，為提高煤的利用效率，必須嚴(yán)格控制煤產(chǎn)品的灰分?；曳值慕M成一般認(rèn)為是一些金屬元素及其鹽類(lèi)。 灰熔點(diǎn)灰熔點(diǎn)煤灰是各種礦物質(zhì)組成的混合物，沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)融化的范圍，煤灰熔融性又稱(chēng)灰熔點(diǎn)。 灰熔點(diǎn)是固體燃料中的灰分，達(dá)到一定溫度以后，發(fā)生變形，軟化和熔融時(shí)的溫度，它與原料中灰分組成有關(guān)，灰分中三氧化二鋁、二氧化硅含量高，灰熔點(diǎn)高；三氧化二鐵、氧化鈣和氧化鎂含量越高，灰熔點(diǎn)越低。 灰熔點(diǎn)計(jì)算公式如下： 灰熔點(diǎn)（軟化） t 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO) + 6

8、(Fe2O3+Na2O+K2O) 灰熔點(diǎn)可以實(shí)測(cè)，即將灰分制成三角錐形，置于高溫爐內(nèi)加熱，并觀察下列溫度。 開(kāi)始變形溫度DT（deformation temperature）：錐頂尖端復(fù)圓或錐體開(kāi)始傾斜。 開(kāi)始軟化溫度ST（softening temperature）：錐尖變曲接觸到錐托或錐體變成球形 開(kāi)始熔融溫度FT（flow temperature）：看不到明顯形狀，平鋪于錐托之上。 揮發(fā)分揮發(fā)分 揮發(fā)份含量是評(píng)定煤燃燒特性的一個(gè)重要指標(biāo)，揮發(fā)份中大部分是可燃?xì)怏w，如CO、H2等，揮發(fā)份容易著火燃燒，揮發(fā)份著火后對(duì)焦炭產(chǎn)生強(qiáng)烈的加熱作用，促使其迅速的著火燃燒；同時(shí)，揮發(fā)份析出后會(huì)使焦炭變得

9、比較松散而多孔，有利于燃燒過(guò)程的發(fā)展。因此，揮發(fā)份多的煤，容易著火，燃燒反應(yīng)快，燃燒比較完全。 煤種灰分含量對(duì)CFB鍋爐的運(yùn)行性能具有重要影響?；曳衷礁?，使飛灰濃度增加，使?fàn)t內(nèi)的顆粒濃度增加，傳熱效果增加。但與此同時(shí)，會(huì)使床壓升高，增加排渣系統(tǒng)的負(fù)荷，也會(huì)使?fàn)t膛受熱面的磨損增加。 灰熔點(diǎn)的高低對(duì)CFB鍋爐的安全運(yùn)行影響很大，因?yàn)樵贑FB鍋爐運(yùn)行中，最忌諱的是爐膛結(jié)焦，結(jié)焦將難于維持正常的流化狀態(tài)，更無(wú)法保證燃料在爐膛內(nèi)的有效燃燒，最終將造成被迫停爐。因此，在運(yùn)行中，一定要注意及時(shí)進(jìn)行燃燒調(diào)整，保證床溫不超過(guò)其灰熔點(diǎn)軟化溫度（150200）。運(yùn)行期間床溫的控制和調(diào)整原則運(yùn)行期間床溫的控制和調(diào)整原

10、則 1.控制和調(diào)整原則 床溫，即料層溫度，是通過(guò)布置在密相區(qū)的熱電偶來(lái)檢測(cè)的。運(yùn)行中，為降低不完全燃燒熱損失，提高傳熱系數(shù)，并減少CO、NO排放，床溫應(yīng)盡可能高些，然而從脫硫、降低NOx排放和防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦來(lái)考慮，床溫應(yīng)選擇低一些。 在正常條件下，床溫一般控制在850950范圍內(nèi)，維持正常的床溫是穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，控制床溫的最好手段是通過(guò)分配燃燒室不同燃燒風(fēng)風(fēng)量而總風(fēng)量保持不變。 在一定的負(fù)荷下，若給煤量一定，則要調(diào)整一次風(fēng)和下二次風(fēng)。一次風(fēng)在保證床料充分流化的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)降低，以減少熱煙氣帶走的熱量，保持較高的床溫，提高燃燒效率。用上二次風(fēng)保持氧量在正常范圍內(nèi)，使床溫平衡在850950之間。

11、2.運(yùn)行中床溫控制和調(diào)整 2.1.床溫升高時(shí)的調(diào)整 床溫變化有上升趨勢(shì)，應(yīng)首先觀察氧量和給煤量的變化情況。 氧量值降低，汽溫、汽壓有上升趨勢(shì)時(shí)，表示給煤量過(guò)大，應(yīng)減少給煤以穩(wěn)定床溫。 粒度較大的煤集中進(jìn)入爐膛后，會(huì)造成密相燃燒哦份額的增加，引起床溫升高，此時(shí)應(yīng)增加一次風(fēng)量，減少二次風(fēng)量，來(lái)維持床溫。 由于沒(méi)有及時(shí)排渣，料層過(guò)厚，致使一次風(fēng)量減少，引起床溫升高時(shí)，應(yīng)保持一次風(fēng)量并加強(qiáng)排渣，減少一次風(fēng)阻力。 由于循環(huán)灰量減少或返料裝置運(yùn)行不正常使返料灰減少，引起床溫升高時(shí)，應(yīng)減少給煤量，增加一次風(fēng)量來(lái)降低床溫。 運(yùn)行中如床溫如仍上升達(dá)到1000時(shí)，應(yīng)立即停止給煤，待床溫下降至正常值時(shí)方可適當(dāng)給煤，

12、直至正常穩(wěn)定運(yùn)行。 2.2.運(yùn)行中床溫降低時(shí)的調(diào)整： 因煤質(zhì)變差，氧量增大床溫下降時(shí)，應(yīng)增加給煤量。 燃料粒度變細(xì)并集中進(jìn)入爐膛內(nèi)時(shí)，將造成密相區(qū)燃燒份額減少，此時(shí)應(yīng)減少一次風(fēng)量。 氧量指示不變，床溫逐漸降低，而且整個(gè)燃燒系統(tǒng)的溫度都在下降，可能是由于參加循環(huán)的細(xì)物料大量增加，加強(qiáng)了對(duì)流傳熱，造成溫度下降，這是應(yīng)放掉部分循環(huán)灰，降低對(duì)流傳熱系數(shù)，使?fàn)t膛溫度回升。 床內(nèi)顆粒沉積，使一次風(fēng)阻力增加，床溫漸漸降低時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)排渣，排出大顆粒。 給煤機(jī)斷煤，氧量增大，使床溫降低時(shí)，應(yīng)增大其余給煤機(jī)給煤量，維持床溫。 2.3.給煤量的調(diào)節(jié)： 平穩(wěn)調(diào)節(jié)給煤量，盡量做到“少量多次，勤調(diào)少調(diào)”的原則，防止床溫大幅度變化引起結(jié)焦或熄火； 平常運(yùn)行時(shí)經(jīng)常檢查給煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，如有異常立即處理，根據(jù)負(fù)荷及煤質(zhì)變化情況及時(shí)調(diào)整煤量和風(fēng)量，保持汽溫、汽壓的穩(wěn)定。 加強(qiáng)監(jiān)視爐溫，控制爐溫在850950之間，最低不應(yīng)低于800。 爐溫過(guò)高時(shí)容易結(jié)焦，爐溫過(guò)低時(shí)容易引起滅火 在無(wú)擾動(dòng)的情況下，爐溫應(yīng)穩(wěn)定無(wú)突變。 當(dāng)爐溫升高時(shí)，可開(kāi)大一次風(fēng)門(mén)，當(dāng)爐溫降低時(shí)可關(guān)小一次風(fēng)門(mén)，當(dāng)爐溫過(guò)高、過(guò)低及需要較大范圍的變化時(shí)，則通過(guò)調(diào)整給煤量來(lái)控制。 若溫度下降至700，應(yīng)立即壓火，查明原因后啟動(dòng)。 2.4.