煤炭的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响

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1、煤炭的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响摘要：介绍了煤的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响，提出确保循环流化床锅炉正常运行的重要环节。  循环流化床燃烧技术是一项新型燃烧技术。它与层燃锅炉、室燃锅炉相比具有燃料使用性广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣能综合利用等优点。所以，发展循环流化床锅炉对燃烧劣质煤、节约能源、减少环境污染等都具有深远的意义。  一、煤的筛分特性对循环流化床锅炉的影响   循环流化床锅炉的燃烧特点是宽筛分的煤粒在适当的气流作用下，在床中一面翻腾运动，一面燃烧。它既不同于煤粉锅炉的燃烧方式，也不同于层燃炉

2、的燃烧方式，它是一种沸腾燃烧。实践证明，入炉煤的颗粒度对循环流化床锅炉的点火启动、运行控制、燃烧效率均有很大影响。  1、对点火启动的影响  循环流化床锅炉的点火过程是通过加热锅炉床料至煤的燃烧点，直到正常燃烧的动态过程。这一过程的成败与锅炉床料的颗粒度结构、底料静止高度、配风、给煤等诸多因素有关。点火操作既要把床料加热至煤温度，又要控制投煤过程中不爆燃、不超温结焦，一切正常后才能过渡到正常燃烧。  点火用的床料一般采用炉渣，并预掺一定的烟煤。床料颗粒度对点火风量影响很大，若颗粒太粗，则需要较大的风量才能使底料沸腾起来，这样必然使点火

3、油枪所喷射出的火焰热量较多地被烟气带走，使床料加热困难；若床料颗粒太细，大量的细小颗粒将被烟气带走，使料层减薄，以致造成局部穿孔，点火困难。从表1可知，细煤粒受热后温升快，可相应缩短加热到着火温度的时间。因此启动阶段的底料中要有足够的细煤粒，这样可大大减少点火启动用燃料，节约能源，同时也减少了热风损失。  表1：煤在不同粒径加热到同一温度所需时间（S）煤的平均粒度0.2mm0.5mm2mm5mm加热到500℃0.3660.8823.327.38加热到800℃0.8552.088.222.4  另外，根据气动力学分析，相同的粒径，冷态临

4、界流化速度为热态临界的两倍左右，而总送风量是由燃料燃烧所需风量决定的，也是热态时的工作风量，因此从冷态到热态点火启动的过程中，点火作用床料粒径，应小于热态运行时的床料粒径，才能保证冷态点火床料的流化，使床料加热均匀。对一般燃用（0~8）mm的循环流化床锅炉，点火时多采用（0~6）mm的床料并要有一定的筛分要求（可参考表2）  表2：点火床料筛分特性颗粒直径（mm）所占重量比（%）6~3.2~1.53.2~2~252~1.6~101.6~1.25~101.25~0.8~150.8~0.63~60.63以下~30   2.对锅炉运行及燃烧

5、效率的影响  循环流化床锅炉运行时的基本要求就是床料沸腾正常，床温维持稳定。为此，入炉煤的颗粒度一定要有保证，且要有适当的筛分比例。运行中有大煤块大量进入流化床，会在床体中沉积形成死滞区。破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成因床温过低或床温过高结焦而被迫停炉。如果煤的颗粒组分过细，则造成细粉量扬析，甚至连分离器都捕捉不到，未完全燃烧就进入尾部烟道，造成尾部飞灰增加，飞灰碳量增加（严重时高达50%以上），锅炉热效率降低。  所以循环流化床锅炉的安全运行要求有良好的燃料破碎、筛分系统，以保证进入锅炉的煤粒在要求的颗粒度范围内，否则

6、运行时若为了减少煤粒飞逸而减小风量，就会影响大煤粒沸腾；若为了照顾大煤粒沸腾良好而加大流化风量，则小煤粒飞逸又会增多，加大锅炉热损失。同时风量调节还要与给煤机构成一定比例，以维持床温。煤粒破碎的好，颗粒度均匀，则运行时风煤比易掌握，床温易稳定，效率也高。如颗粒度过大、过小，甚至超大，都会给运行操作带来困难，同时造成流化床锅炉飞灰损失及灰渣热损失的增大，使锅炉热效率降低。  锅炉实际运行当中，一般要求煤的颗粒度在（0~8）mm范围内（低倍率循环流化床锅炉），煤粒平均当量直径为（1.5~2.5）mm（根据煤种而变化）。煤的破碎、筛分系统可

7、按下图布置。  这种采用破碎前预筛分的制煤系统，避免了二次破碎，减少了细煤粒的比例，同时配合煤的预干燥系统和一定的燃烧方式，能切实提高锅炉的燃烧效率。同时，煤的颗粒度的变化对锅炉设备（风帽、水冷壁等）的磨损也有影响：循环流化床锅炉在运行时，如果床温恒定，而床料平均直径增加，则床料正常流化所需最小流化风量亦增大。在一定风压下床料阻力比较而言亦会同样增大，致使流化状态向不良方向移动，而加速了布风板上风帽的磨损，同时水冷受热面随着风俗的增加磨损也成倍增加，从而导致锅炉运行周期大大缩短。  综上所述，燃料颗粒度的大小，对循环流化床锅炉的正常运

8、行有着非常直接的影响。  二、实例分析 山西某化工单位使用的25t/h循环流化床锅炉属低倍率循环流化床锅炉。该锅炉刚开始投运时给煤的筛分特性如下：平均粒径为1~4mm，最大粒径8mm，粒径0.5mm以下的少于15%。投运