燃煤粒度对大型循环流化床锅炉燃烧的影响

朱占强，刘 杰

（1.华电重工股份有限公司，北京 100071；2.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

燃煤粒度对大型循环流化床锅炉燃烧的影响

朱占强1，刘 杰2

（1.华电重工股份有限公司，北京 100071；2.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

循环流化床的燃烧技术在现代技术当中属于一种新型的高效清洁的燃烧技术，和其他传统的燃烧方式相比较，循环流化床的燃烧技术具有污染相对较低、效率相对较高的特点，并且在适用范围方面也是相当广泛的，因此需要充分利用劣质煤。但是其中的燃煤粒度需要符合一定的粒度要求，首先对节能型循环流化床锅炉的设计理念和方法进行了概述；其次对不同锅炉对燃煤粒度的要求进行了研究；最后分析了燃煤粒度对循环流化床锅炉燃烧的影响。

燃煤粒度；大型循环流化床；锅炉燃烧

在锅炉进行燃烧的时候，在燃料不同的情况下不同类型的锅炉对于其燃煤粒度也是具有不同的要求的，也就是高循环倍率的循环流化床锅炉对于燃煤粒度的要求是相对较细的，而低循环倍率的流化床锅炉对于燃煤粒度的要求是相对较粗的。在进行燃烧的过程当中，如果采用链条锅炉进行燃烧的话，就属于固定床层状的燃烧的方式，对于燃煤粒度的要求方面需要燃煤粒径呈现块状分布。在不同的因素条件之下，需要对其燃煤粒度造成的影响进行分析，从而通过燃煤粒度来解决生产问题，提升锅炉的热效率。

1 节能型循环流化床锅炉的设计理念和方法

在锅炉燃烧的过程当中，可以按照颗粒中断的速度和燃烧上升的气速进行有效分类，可以将锅炉当中的床料分为两种类型，即有效床料和无效床料两种。有效床料可以对燃烧室上部的快速床和外部环境形成循环的现象，从而对锅炉炉膛内部以及热面的布置造成影响，在无效床料的循环过程当中，由于颗粒本身的终端速度和流化风速都是相对较大的，是没有办法参与循环的，只可以在底部形成相对密封的澎湃流动，因此，在锅炉的传热性能方面无效的床料是不会产生影响的。大部分的颗粒在循环流化床的燃烧过程当中经过燃烧都会变成相对较小的灰颗粒，只需要有限的粗状的颗粒床存量来对颗粒的燃尽进行保证，在此基础上可以利用控制给煤带来避免由于无效存料引起的风机能耗以及受热面的磨损情况[1]。

2 锅炉炉型对燃煤粒度的要求

在使用不同的锅炉期间，对燃烧煤中的颗粒粒度要求也不同，如果采用高循环倍率的循环流化床的锅炉进行燃烧的话，就需要细粒径的燃煤颗粒，如果采用低循环倍率的循环流化床锅炉进行燃煤的话，就需要粗粒径的燃煤颗粒。而且，如果其中带有埋管的中小型循环的流化床锅炉进行燃煤的话，对于燃煤的粒径也是要求直径相对较大的。如果采用全模式的水冷壁循环流化床锅炉进行燃烧的话，燃煤的颗粒平均直径相对较小。如果采用埋管式的循环流化床锅炉进行燃煤的话，就需要为燃烧室的下部进行埋管受热面的设置，以此来吸收更多的热量。在燃烧室下部的燃烧份额和释热份额的燃烧过程当中就需要相对较大。如果燃煤颗粒本身直径较粗的话，在燃烧室下部的燃烧份额和释热份额就相对较大，可以充满满足埋管循环流化床燃烧室下部对于热量的需要和要求，并且在燃烧室下部的温度需要保持在850～950℃之间，从而保证其稳定的运行。如果采用锅炉链条进行燃烧的话，就属于固定床层状的燃烧方式，需要保证燃烧颗粒能够呈现出块状分布的状态进行燃烧[2]。

3 燃煤粒度对循环流化床锅炉的影响

循环流化床锅炉燃烧的方式主要是利用气流的作用，从而保证宽筛分的燃煤颗粒在流化床进行燃烧的过程当中可以保证一面燃烧的同时，还可以保证其翻腾运动。造成此种情况的原因主要是对燃烧锅炉本身的燃烧方式造成的，并且和粉煤锅炉的燃烧形式是不同的[3]。

首先，燃煤粒度循环流化床锅炉点火启动的影响，主要是利用加热锅炉底料的方式来达到所燃煤颗粒所需要进入的正常燃烧状态。在这个过程当中，其中的影响因素是相当多的，比如煤、配风情况、底料静止高度以及底料颗粒的结构。

其次，燃煤颗粒度对循环流化床的运行以及燃烧效率的影响因素当中，需要保证流化床的温度可以在正常稳定的范围之内，并且不能出现高温等各种现象，从而可以保证床料的沸腾流化正常。如果在锅炉运行的过程当中，不对燃煤颗粒进行控制的话，就会影响较大的燃煤颗粒的沸腾情况，如果较小的流化风量的话，就会对燃煤颗粒的数量以及速度造成影响，造成经济方面的影响。

最后，在燃煤粒度对设备磨损的程度进行分析的话，最小的流化风量主要指的是固定床转移到沸腾床转移点的位置界面气流速度进行影响，需要在一定的床温基础之上，对其直径增加的情况下，床料流化当中所需要的最小流化风量也需要进行增加。在床料阻力增加的情况下，就会引起床料流化状态逐渐向不良的状态进行移动，加速了对设备的磨损，影响了锅炉运行的状态。与此同时，燃煤粒度因素对于底渣颗粒粒径也有影响，底渣需要充分保证小颗粒的煤在燃烧的过程当中可以被吹入到旋风分离器，从而在分离器的下部反料床上进行二次燃烧。

4 结束语

综上所述，循环流化床燃烧技术属于一种新型的高效洁净燃烧技术，具有低污染、高效率、燃烧适应范围相对较广等特点和优势。在进行应用的过程当中，需要对燃煤颗粒对锅炉燃烧所产生的影响进行分析，从而寻找最佳的燃煤技术，并且应用在实际生产当中，最终将循环流化床的燃烧技术进行充分的应用，保证其生态环境的健康，减少其中所消耗的能耗，起到节约资源的作用，最终实现社会的可持续化发展。

[1] 高洪培，王鹏利，张敏，等.大型循环流化床锅炉临界流化风量控制与燃烧优化调整[J].热力发电，2005，34（4）：31-33.

[2] 吴炬，李争起，冷杰，等.220t/h循环流化床锅炉运行特性试验研究[J].东北电力技术，2005，26（6）：11-16.

[3] 李智华，郝如平.燃煤粒度过大对循环流化床锅炉的影响[J].商品与质量，2016，（11）：266.

表11 样品测试结果

3 结论

1）采用微波消解法对聚烯烃样品进行消解处理，处理过程中金属没有损失，提高了测定的准确性[5]；微波消解在3～4h即可完成消解和样品前处理，缩短了处理时间，而且消解过程中所用的消解液的量很少，大大减少了试剂用量，节约了测试成本，减少了对环境的污染和对人员的损伤。

2）连续光源原子吸收光谱仪采用能够产生更高量子化效率的CCD半导体检测器，可同时记录分析谱线周围全部信息，运用创新的校正运算方法实时校正包括光源在内任何波动引起的漂移，从而有效改善信噪比，降低检出限，满足有害元素的痕量甚至超痕量分析要求[6]。从实验结果看出，所测定的4种元素，方法检出限均可可达0.01μg/L。而且微波消解的样品溶液均一性很好，检测的重复性高，方法精密度很好，该方法的准确度可靠，回收率均在90%～100%之间。完全满足痕量金属元素检测的要求。

3）采用原子吸收法测定所制备的待测溶液中的金属元素含量，并利用公式C=（Ci-C0）×V/M计算得到聚烯烃样品中金属元素的含量，此方法所需样品量小，结果准确度高。同时，反映了聚丙烯产品中催化剂和引发剂的含量，为工艺控制起到积极的指导意义。

4）从试验结果可以看出，连续光源原子吸收可以实现多元素顺序测定，一个光源可以满足所有元素测定波长，无需换灯，并且内置各元素分析波长及最佳测试条件，较传统原子吸收需逐一切换光源，重新寻峰和最佳测试条件相比，大大节省测试时间。配合使用MPE 60 液体自动进样器，按设定吸取不同体积的溶液并将其放入石墨管，实现了微量进样，用自动稀释或不同体积进样，自动绘制标准曲线，全自动多元素序列分析。

参考文献

[1] 李险峰，张锦军，刘国聪.微波消解-ICP-AES法测定ABS塑料中的铅[J].湖北大学学报：自然科学版，2015，（1）：17-20.

[2] 沈晓銮，田勇.超级微波消解-ICP-MS法测定塑料中锡元素[J].广东化工，2014，（7）：191-192.

[3] 李波，林勤保，宋欢.微波消解-ICP-AES测定食品塑料包装中钛、铅、铬和镉[J].化学研究与应用，2011，（2）：252-256.

[4] 邓金梅，曾嘉欣.在塑料重金属测定中对微波消解前处理条件的探讨[J].广东化工，2010，（6）：252-253.

[5] 黄弋石，丁亦青.微波消解-原子吸收法测定虫草及包装中铅含量的研究[J].安徽化工，2014，（3）：92-93.

[6] 张继蓉，印成，李显芳.原子吸收光谱法测定活性污泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni[J].中国给水排水，2013，（4）：91-93.

Analysis on the Influence of Coal Particle Size on Combustion of Large Circulating Fluidized Bed Boiler

Zhu Zhan-qiang，Liu Jie

Combustion technology of circulating fluidized bed（CFB）is a new type of high efficiency and clean combustion technology in modern technology.Compared with other traditional combustion methods，CFB combustion technology has relatively low pollution and relatively high efficiency.，And in the scope of application is also quite extensive，and therefore need to make full use of poor quality coal.But the coal particle size needs to meet certain granularity requirements.The design concept and method of energysaving circulating fluidized bed boiler are summarized firstly.Secondly，the requirements of different boilers for coal particle size are studied.Coal particle size on the circulating fluidized bed boiler factors were analyzed.

coal particle size；large circulating fluidized bed；boiler combustion

TK224

A

1003–6490（2016）09–0041–02

2016–08–10

朱占强（1979—），男，辽宁营口人，工程师，主要从事输煤、物料输送设计及研发工作。