燃用石油焦的循环流化床锅炉研究

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1、技术交流燃用石油焦的循环流化床锅炉研究陈!勇%!王智微!!%2武汉凯迪电力股份有限公司"湖北武汉!$#""’"’!2国电热工研究院"陕西西安!’%""#!#%摘!要&!针对石油焦的特点"从石油焦的着火%燃烧%稳燃与燃尽%炉内结渣%床料补充%腐蚀等方面对循环流化床!=;<#锅炉燃烧石油焦进行了研究分析"并从设计上提出了相应的技术措施&利用=;<锅炉可以控制燃烧高硫石油焦所带来的@?排放问题"通过合理的受热面设计可以减少受热面的腐蚀&!%关键词&!石油焦’循环流化床’腐蚀’燃尽’燃烧%中图分类号&f’$!!!%文献标识码&*!!!%文章编号&%""!##+$"!""##"’""

2、!’"#石油焦作为动力燃料容易出现受热面腐蚀$着火困难$!!石油焦的特点燃烧不稳定$燃烧不完全和环境污染等问题’石油焦是原油蒸馏所产的重质油或石油沥青$渣"!石油焦在=;<锅炉内的燃烧特性油$焦油#为原料经焦化处理!热裂过程"转化而成的产品#是石油深度加工产生的%种副产品’"2!!石油焦的燃烧石油焦按加工方法不同#可分为生焦和熟焦’生石油焦的燃烧同煤的燃烧一样需要经历水分蒸焦又称原焦#由延迟焦化装置的焦炭塔得到#所含的挥发$热解$着火和燃烧等几个阶段’按照动力用煤着火发分相对较多#强度差(熟焦又称煅烧焦#由生焦经煅稳燃性指数"6和燃尽性指数"L基于燃料挥发分的简烧处理得到’

3、石油焦的性质随操作条件和原料的不同化计算方法#石油焦着火稳燃性指数"6约$2%#"而有所差异’原料含硫量对石油焦的质量影响很大#$2+’#燃尽性指数"L约!2#!"#2$!#着火稳燃性和燃尽石油焦按硫含量的高低可分为高硫焦!@"$中性较差’石油焦的含碳量高也是难于燃尽的一大原因’8G/$-由图%可看出#在燃用石油焦的=;<锅炉中#由硫焦!@"和低硫焦!@"’我国生产8G[!-"$-8G’!-于炉内温度控制在1,"9"&,"9之间#在添加脱硫的石油焦含硫量的变化范围较大#一般为%2,-"剂的情况下#这一温度区间内烟气温度对金属腐蚀速+-’石油焦的典型成分分析见表%’度影响的曲

4、线相对比较平缓$变化不大#受热面金属的表!!石油焦成分分析腐蚀速度更大程度上由金属壁温决定’项!!目数值水分*-#"%!挥发分*-%""!""2"!着火稳燃与燃尽固定碳*-’%"11与煤粉锅炉相比#石油焦在=;<锅炉内的着火条灰分*-"2!"#2"件有很大改善#这是因为在=;<锅炉炉膛内的大量高硫分*-%2,"+温床料有很大的蓄热能力和热惯性#投入的新燃料占低位发热值*5L.5Q:%#"%!$"#+$"%炉内总灰量的比例很小#高温物料可快速预热并点燃石油焦具有特有的物理和机械性质#机械强度一新燃料’般不高#哈氏可磨度通常在%""左右#属易破碎固体燃石油焦进入炉膛后挥发分开始

5、析出#一般为轻质料’另外#石油焦还具有复杂的化学成分#挥发分含量和重质碳氢化合物’当热解析出的重质碳氢化合物达低$高含碳量$高含硫量及高热值等特点’这些特点使到一定程度时#将堵塞石油焦粒子表面及内部空隙#阻万方数据热力发电!!""#"$#<8!!!技术交流要’石油焦的热值高#一旦出现床面布风不均或炉内压力波动#将会使床面局部区域产生过热超温并因此出现局部结渣#此时如无适当的处理措施将导致床面整体结渣发生’中温型=;<锅炉由于采用中温回灰#对于床温的控制易于实现’高温型=;<锅炉#可采用烟气再循环系统将锅炉尾部的低温烟气返送到炉膛下部密相区进行床温调节’为减少和防止床层结渣#

6、还应在床面上布置足够数量的床温测点#以便运行中能及时发现局部结渣情况#避免结渣区域扩大’另外#设计时也可采用阻力较大的布风装置!如钟罩式风帽"#使床层均匀布风#以减少结渣现象的发生’锅炉回料装置中的结渣可以通过采用小风量高压回料风来加以防止’回料温度需要控制在&,"9以图%!烟气温度对金属腐蚀速度的影响下#同时可考虑在回料装置中布置一定的受热面’碍其内部挥发性气体的逸出#使石油焦粒子内部压力增加’当内部压力超过孔隙堵塞阻力时#石油焦粒子"2$!床料的补充发生爆裂’由于石油焦粒子的机械强度不高#颗粒之石油焦的灰分无法满足=;<锅炉对物料平衡的间以及颗粒与壁面之间的碰撞也会加剧

7、石油焦粒子的要求#必须依靠加入外部介质!脱硫添加剂$细砂等"来进一步破碎#因此石油焦粒子在燃烧过程中有破碎变进行床料的补充’细的趋势’与细砂不同#脱硫添加剂在进入=;<锅炉前后的石油焦灰分含量很低而固定碳含量很高’对于分物理特性和化学组成将发生变化#床料由燃料灰$石灰离器无法捕捉的细颗粒石油焦#将随烟气进入锅炉尾石惰性成分$=8=?#$7Q=?#$=8?$7Q?$=8@?$和少部对流烟道以飞灰形式从锅炉排出#从而造成较大的量=8@等组成’入炉石灰石量与由此生成的灰量比燃烧损失(另外石油焦的可燃成分由于没有灰分的包值