提高循环流化床锅炉效率的因素与调整-最新年文档

提高循环流化床锅炉效率的因素与调整
、循环流化床锅炉燃烧的特点
从燃烧观点可把主循环回路分成三个性质不同区域，即(1) 下部密相区( 位于二次风平面以下) ；(2) 上部稀相区(位于二次风平面以
上) ；(3) 气固分离器。

在炉膛下部密相区，床料颗粒浓度比上部区域的浓度要大一些，储存大量的热量。

当锅炉负荷升高时，一、二次风量均增大，大部分高温固体粒子被输送到炉膛上部稀相区，燃料在整个燃烧室高度上燃烧。

颗粒在离开炉膛出口后，经适当的气固分离器和回料器不断送回下部密相区燃烧。

在任何情况下，全部的燃烧空气通过炉膛上部。

细小的炭粒被充分暴露在氧环境中，炭粒子的大部分热量在这里燃烧释放。

二、循环流化床锅炉的燃烧效率的影响因素
影响流化床锅炉燃烧的因素很多，如燃煤特性、燃煤颗粒及流化质量、给煤方式、床温、床体结构和运行水平等。

(一)燃煤特性的影响
燃煤的结构特性、挥发分含量、发热量、灰熔点等对流化床燃烧均会带来影响。

首先燃料的性质决定了燃烧室的最佳运行工况。

对于高硫
煤，如石油焦和高硫煤，燃烧室运行温度可取850C，有利于最佳脱硫剂的应用；对于低硫、低反应活性的燃料，如无烟煤、石煤等，燃烧室应运行在较高的床温或较高过剩空气系数下，或二
者均较高的工况下，这样有利于实现最佳燃烧。

第二，燃烧勺性质决定了燃料勺燃烧速率。

对于挥发分含量较高，结构比较松软的烟煤、褐煤和油页岩等燃料，当煤进入流化床受到热解时，首先析出挥发分，煤粒变成多孔的松散结构，周围勺氧向粒子内部扩散和燃烧产物向外扩散勺阻力小，燃烧速率高。

对于挥发分含量少，结构密实的无烟煤，当煤受到热解时，分子勺化学键不易破裂、内部挥发分不易析出，四周勺氧气难以向粒子内部扩散，燃烧速率低，单位质量燃料在密相区的有效放热量就少，对于那些灰分高、含碳量低的石煤、无烟煤等，煤粒表面燃烧后形成一层坚硬勺灰壳，阻碍着燃烧产物向外扩散和氧
气向内扩散，煤粒燃尽困难。

第三，燃料的性质决定了流化床的床温。

不同的燃料具有不
同的灰熔点。

在流化床中最怕结渣，结渣后容易造成被迫停炉。

（二）颗粒粒径的影响
对单位重量燃料而言，粒径减小，粒子数增加，炭粒的总表面积增加，燃尽时间缩短，燃烧速率增加。

挥发物完全析出和炭粒完全燃尽所需要勺时间减少，化学不完全燃烧和机械不完全燃烧的损失减少。

适当缩小燃煤粒径是提高燃烧速率的一项有效措施。

我国流化床锅炉大多数燃用0〜10mm勺宽筛分煤粒。

（三）给煤方式的影响
加入到床层中勺燃料要求在整个床面上播散均匀，防止局部
碳负荷过高，以免造成局部缺氧。

因此给煤点要分散布置。

现在
多数流化床锅炉每个给煤点负担3〜4m给煤口附近煤量集中，煤热解后挥发物首先析出和燃烧，消耗了大量的氧气，在给煤口附近造成缺氧区，使该处的细颗粒因缺氧而无法燃烧，在给煤口加装播煤风，在给煤口上方加二次风，可以改善燃烧工况，减少
挥发物和细颗粒的不完全燃烧损失，提高燃烧效率。

但播煤风是
从密相区正压加入的，受着上升气固流的抑制作用，穿透深度是
很有限的，细颗粒和挥发物的横向扩散并不强烈，不可能使可燃
物在床内分布均匀。

如在给煤口上方布置二次风，可使炉内烟气
得到比较强烈的混合和搅拌，取得明显的燃烧效果。

（四）床温的影响提高。

但床温的提高受到灰熔点的限制。

通常要求床温比燃烧的灰渣变形温度低100C〜200C。

对于采用添加剂在床内进行脱
提高床温有利于提高燃烧速率和缩短燃尽时间，使燃烧效率硫的流化床锅炉，脱硫的最佳反应温度为850C〜870C，当床温高于860C时，随床温的升高，脱硫效率迅速下降。

当床温升高时，NO排放量增加。

稀相区的温度也特别重要，对于循环流化床锅炉，通过分离
器收集送回炉膛的细颗粒，其中主要是固定碳，必须在800C以上的温度才会着火燃烧，而这部分细颗粒的燃烧主要在稀相区。

循环流化床锅炉床温的选择应考虑如下因素：
1. 保证灰分不会软化，床层无结渣危险；
2. 保证较高的燃烧效率和脱硫效率；
3.N0X及N02排放量较低;
4. 尽量避免煤中的金属升华。

（五）运行水平的影响
流化床的燃烧与运行水平有密切关系。

一台设计较好的流化
床锅炉，如运行水平不高，技术管理不善，有可能降低燃烧效率。

锅炉在运行中应根据负荷和煤质的变化，随时调整燃烧工况，保持正常的床温和合理的风煤比，以降低化学和机械不完全燃烧损失。

三、循环流化床锅炉的参数选取与调整
（一）床温的选取与调整
循环流化床正常运行时床温应控制在850C〜920C，床温过高易结焦，会影响NOx排放和降低脱硫效果，床温偏低煤粒不利燃尽，影响传热，降低脱硫效果，而且床温过低易灭火。

影响床温的因素主要有给煤量、过剩空气系数、一、二次风量配比、返料量、补料量、石灰石量以及煤种、煤质等。

当床温波动时，应首先确认给煤量是否均匀，给煤过多过少，风量过小过大都会使燃烧恶化，床温降低，在正常范围内，当负荷上升时，同时增加投煤量和风量会使床温有所升高。

一定负荷下，若给煤量一定，增加一次风和下二次风可降低床温，反之，提高床温;
增加床料量或石灰石量，可降低床温，增大排渣量，床压下降物料量减小，将使床温升高。

（二）流化风速的选取
流化风速是循环流化床锅炉的重要特性参数。

当气体和颗粒物料的特性一定时，就要求有一定的流化速度以维持床层的流化床流动状态。

流化速度增加，能实现循环的颗粒粒径也增大，循环物料量也增多。

随着流化速度的增加，锅炉的磨损和能耗也相应增加。

BMCRT况下选取4.85m/s 左右的流化速度。

（三）过量空气系数的选取
过量空气系数的多少主要是根据锅炉燃烧调整的进行确定
的，在设计中般是根据燃用的煤种和经验来选取的，对于高挥
发份得烟煤，BMCRI况下推荐为1.2。

在一定范围内，提高过量空气系数可以改善燃烧效率。

（四）一、二次风比率
循环流化床锅炉所采用的一次风率，一是为了满足锅炉物料流化和布风均匀，二是为了确保燃烧室下部形成还原性气氛，现分段燃烧以降低NOx的排放，在实际运行中还可以调节一、次风的比率来调节炉膛燃烧工况，对于没有外置床的流化床锅
炉，一次风约占锅炉总风量的50%〜60%，二次风占30% 35％，高压流化风占5％左右。

（五）给料粒度
给料粒度越大，不能维持正常的返料量，锅炉出力不够，而且容易造成结焦，粒度对传热的也有影响，一般小颗粒的传热系数比大颗粒的大。

因此，提高燃烧效率的关键在于提高那些一次通过炉膛时没有燃尽，而循环次数又不多的颗粒的燃尽度。