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1、CFB锅炉热效率偏低原因研究和优化【摘要】循环流化床锅炉即CFB锅炉，是一种低污染清洁燃烧技术,得到广泛应用,但是运行中暴露出不少问题，其中热效率偏低就是影响其应用效果最大的一个问题。本文结合具体事例，就CFB锅炉热效率偏低原因进行了分析,并结合CFB锅炉运行规律，给出了相应的优化措施，对CFB锅炉的经济运行有一定的指导意义。【关键词】CFB锅炉；热效率；粒度控制；一次风；二次风；优化循环流化床(CFB)锅炉燃烧技术作为一种低污染的清洁燃烧技术，不仅可以大幅度减少NOX的排放、还具有炉内加入脱硫剂后易于实现脱除S02的技术优势，同时具有优越
2、的调峰经济性、良好的煤种适应性和劣质煤燃烧的可靠性，因此，CFB在国内外发电行业中受到重视，得到了广泛的应用。但在实际运行中，CFB锅炉热效率一般不髙，原因也相当复杂。本文结合具体案例，总结了CFB锅炉热效率偏低的几个原因，并且对其进行了初步的分析，找到了一些优化措施。某高温高压循环流化床锅炉，2007年9月试运行。以煤为原料，采用燃油床下自动点火方式引燃床料，用来生产蒸汽，260t•h-1循环流化床锅炉膜式水冷壁管设计规格为(左右侧水冷壁管设计规格为：2X82-①51X5mm,前、后水冷壁管设计规格为：2X109-①60X5mm,管子材质
3、为20G,水冷屏管子规格为3X22-①60X5mm,管子的材质为20G）。其流程示意图如图lo图1CFB锅炉示意图运行较好的大容量CFB锅炉（Q2220t・h-l）平均热效率在87%〜90%,运行一般的在84%左右，个别锅炉甚至低于80%,因此提高锅炉运行效率，将有助于节能降耗，大大提升经济效益。1.CFB锅炉运行热效率偏低原因分析及优化造成CFB锅炉运行热效率偏低的原因很复杂，既与煤质特性和燃料颗粒有关，也与CFB锅炉的总体设计参数（炉膛高度、流化速度、分离器形式和分离效率、物料循环效率等）有关，还与锅炉运行工况和操作人员技能水平等有关。
4、本文就现实操作中调节优化的几个原因分析，并找出规律进行优化。1.1燃煤粒度控制燃煤粒度大小直接影响燃烧时间、各部分燃烧份额及物料的流化特性。粗颗粒较多时大量物料沉积于炉膛下部，参与循环的物料减少，密相区燃烧份额过大，使燃烧和传热恶化，密相区由于大量热量聚集而容易引起结焦，若防止结焦就要减少给煤量。同时粗颗粒较多时，床层物料变厚、阻力加大，所需一次风量加大，如果调节不及时或风机负荷限制,必然大大降低燃烧效率。若细颗粒较多，颗粒随气流上扬，造成二次风上部燃烧份额增加，带出炉膛的物料增加，烟气中的含尘量增高，同时旋风除尘器返料量增加，为控制床温需
5、增加一次燃烧量，也就增加了飞灰、排灰的含碳量，同样降低了燃烧效率。不同粒径的煤粒，有不同的临界流化速度和终端速度。燃料中0.8mm以下的煤粒进入炉膛后很快被烟气带出床层,飞灰中的碳主要来自这一部分细颗粒，颗粒随烟气直接飞出造成飞灰含碳量偏高。为使粗颗粒不沉积，保证流化良好,同时又避免细颗粒随烟气直接飞出，这就需要合适的粒度。根据国泰公司实际CFB锅炉操作经验总结出燃料煤粒度为：最大粒度12mm,一次风的作用主要是使床料保持良好的流化工况，且提供燃料燃烧所需的氧气。二次风的主要作用是增大烟气的扰动，减少炉膛内的热偏差，从而降低床温,提高炉膛出
6、口烟温，同时也提供燃烧所需的氧气。风量的大小要合适，风量过大，易使过量空气系数增大，导致排烟热损失增加。综合分析锅炉运行记录发现，维持过量空气系数入和上下二次风比不变时，随着二次风率的增加，飞灰含碳量开始明显下降，当二次风率超过0.36后，飞灰含碳量降低速度趋缓并存在最低值，二次风率大于0.42后，飞灰含碳量缓慢上升。保持X和二次风率不变，随着上下二次风比的增加，飞灰含碳量开始明显降低，当上下二次风比超过0.8后，飞灰含碳量下降速度趋缓并出现最低值，当上下二次风比超过1.2时，飞灰含碳量略有上升。后期燃烧需要有更多的氧，而较高的二次风率和上
7、下二次风比可使二次风的穿透深度基本达到中心的缺氧区域，炉内烟气得到比较充分的混合和搅拌，增加了炉膛上部稀相区氧气的浓度和扩散能力，强化了细颗粒的燃烧，对煤在CFB锅炉中的燃烧和燃尽有促进作用，提高了细炭颗粒的燃尽率，飞灰含碳量明显降低，同时也可有效抑止氮氧化物生产。然而，过高的二次风率和上下二次风比，不仅使密相燃烧区缺氧情况更加严重，还使一些细小颗粒进入炉膛后容易很快被烟气以扬析和夹带形式带出，缩短这些细小粒子在炉膛内的停留时间。尤其旋风分离器无法分离出的细小颗粒没有充分燃尽，增加了飞灰含碳量。所以，运行中保持二次风率在0.36〜0.42,
8、上下二次风比为0.8〜1.2,可达到较佳的燃烧效果。1.5合理的料层厚度通过分析UG-260/9.8-M2型CFB锅炉的运行实践，可知密相区料层厚度对燃烧的稳定性和燃烧效率有很大
