降低循环流化床锅炉灰渣烧失量的研究

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1、降低循环流化床锅炉灰渣烧失量的研宄何海森（重庆天府矿业有限责任公司磨心坡发电厂重庆北碚400700）摘要:本文从锅炉能量平衡观点着手，对造成YG75/3.82—M10型循环流化床锅炉机械不完全燃烧损失的各类因素进行分析，并采取锅炉布风改造、燃料分选等治理措施，实现锅炉灰渣烧失量和煤耗的降低.关键词:灰渣烧失量；布风改造；燃料分选；机械不完全燃烧损失；0引言磨心坡发电厂#4锅炉为济南锅炉集团有限公司生产的屮压、自然循环、单炉膛、平衡通风的YG75/3.82—M10型循环流化床锅炉，2009年12月建成投产以来，实

2、现了锅炉安全稳定运行和烟气污染物达标排放的建设目标，并在2010年创造了10339万kWh的年发电量最好记录，但锅炉飞灰烧失量为16.93%,炉渣烧失量为4.57%,发电中煤耗为8.68t/万kWh,其锅炉机械不完全燃烧损失远高于设计值，未实现锅炉设计所应达到最佳的经济运行状态。因此，应从多方面去分析产生机械不完全燃烧损失增大的原因，制定有效的治理措施并加以实施是十分必要的。1原理分析1.1锅炉热平衡从能量平衡的观点来看，在稳定工况下，输入锅炉的热量应与锅炉输出的热量相平衡。输入锅炉的热量是指伴随燃料进入锅炉的

3、热量；锅炉输出的热量可以分为两部分，一部分为有效利用热量，另一部分为各项热损失。锅炉热平衡是按lkg固体燃料为基础进行计算的，在稳定工况下，锅炉热平衡方程式为：Qr?Ql?Q2?Q3?Q4?Q5?Q6(1)式屮Qr——lkg燃料的锅炉输入热量，kJ/kg；Q1——锅炉的有效利用热量，kJ/kg；Q2——排烟损失热量，kJ/kg；Q3一一化学不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q4机械不兒全燃烧损失热量，kJ/kg；05——散热损失热量，kJ/kg；Q6——灰渣物理热损失热量，kJ/kgo如果将上式的心面部分和左面部

4、分都除以Qr,并表示成百分数，式子变为：100?ql?q2?q3?q4?q5?q6%(2)式中各字母即为各种热量占锅炉输入热量的百分数，而ql即为锅炉的热效率，q4为灰渣中含有未燃尽的可燃物造成的热损失，其计算式为:?C32866Ay?fhCfhq4?(?)(3)rfhlz式中？Cfhfh、？一一飞灰占燃料总灰量份额，炉渣占燃料总灰量份额；lz、C一一飞灰烧失量百分数，炉渣烧失量百分数。Iz2010年，#4锅炉飞灰烧失量为16.93%,炉渣烧失量为4.57%，飞灰份额和炉渣份额为0.35、0.65,根据式（3）

5、得出q4=12.24%。而在#4锅炉设计书屮，热平衡理论计算得出的结果为q4=6.8%,约为实际损失的到设计的燃料燃烬率。1.2影响q4大小的因素50%,这说明#4锅炉在实际运行中的灰渣烧失量较高，并没有达影响机械不完全燃烧损失q4的因素包括：燃料粒度、燃料性质、锅炉布风、运行控制参数（过量空气系数、炉膛温度、料层、风煤配比）等。燃料粒度的影响原因为，当燃料进入流化床后，将依次发生如下过程：煤粒得到高温床料的加热并干燥；热解及挥发分燃烧；颗粒膨胀和一级破碎现象；焦炭燃烧并伴随着二级破碎和磨损现象。以上过程发生的

6、时间是由煤粒的粒径所决定的，燃料粒径增大，导致煤粒总表面积减少，煤粒的扩散阻力增大，反应面积减小，有研宂指出，粒径为6mm的球形石煤颗粒投入到床温为900°C的流化床层中，其表诎达到800°C需21.2s;粒径为2mm的球形石煤粒子，其表面和中心达到800°C分别需8.48s和10.8s,这说明煤粒粒径越小，其燃烧时间就越短。而燃料粒径不均且部分燃料粒径偏大就可能导致煤粒在炉膛内还未燃烧完全就被排出炉膛，颗粒较大的通过渣管排出，颗粒较小的就会被风带出炉膛进入尾部烟道，这就造成飞灰和炉渣烧失量升高，燃料机械不完全

7、燃烧损失增大。燃料性质的影响体现在燃料中灰分和水分含量越高，挥发分含量越少，都会导致q4越大。这是因为燃料屮的灰分在燃烧过程屮会在煤粒表面形成灰分外壳，妨碍燃料中的可燃物与氧气接触，导致煤的燃烧不完全，这种现象在锅炉的燃烧过程中是可能发生的。而水分的存在对q4的影响表现在两个方面，一是因为水分蒸发需要吸收热量，从而降低了炉膛温度,二是因为水分的存在延长了燃料燃烧的时间，这两个方面都会导致q4增大。床压是反映燃烧室料层厚度的参数，在运行中是通过监视床压来掌握料层的厚度，而料层的厚度直接影响锅炉的流化质量和燃烧状况

8、。如料层厚度过大，则密相区份额越大，稀相区份额越小，欠氧燃烧份额越重，燃烧越不完全，则飞灰烧失量越大，但是料层厚度过小，q热容量低，难以形成稳定的密相区，进而造成炉渣烧失量高，所以床压的稳定性影响着4的大小。炉膛温度则直接决定燃料的着火时间和燃烬率，影响机械不完全燃烧损失。风煤配比指的是进入锅炉内燃烧的燃料量与参与燃烧的空气量两者之间的比率。要保证燃料在炉内的完全燃烧，就必须要有足够的