循环流化床锅炉炉渣和飞灰含碳量高的原因及降低措施

支 胜

(西山煤电集团发电公司西山热电公司，山西 太原 030022)

循环流化床锅炉炉渣和飞灰含碳量高的原因及降低措施

支 胜

(西山煤电集团发电公司西山热电公司，山西 太原 030022)

循环流化床锅炉炉渣含碳量和飞灰含碳量高是影响锅炉热效率的主要原因之一，降低炉渣含碳量和飞灰含碳量成为循环流化床锅炉节能降耗的主要工作。针对循环流化床锅炉的炉渣含碳量和飞灰含碳量偏高采取了措施，大大提高了锅炉效率和电厂的经济效益。

循环流化床；锅炉；炉渣含碳量；飞灰含碳量

循环流化床锅炉具有对燃料适应性好、燃烧效率高、对环境污染小及灰渣综合利用率高等优点，受到人们的高度重视，近几年在中国得到极其快速的发展。但是，与煤粉炉相比，循环流化床锅炉的飞灰含碳量比较高；循环流化床锅炉由于燃料颗粒大、燃烧劣质煤及煤矸石，加上运行操作上的原因，炉渣的含碳量也比较高。因此，为提高锅炉的效率，对循环流化床锅炉的灰渣含碳量高的原因进行了分析，并提出降低措施[1]。

1 炉渣含碳量高的原因及降低措施

1.1 煤粒在密相区停留时间的长短不一

煤的发热量高时，燃料在炉内停留的时间比较短；发热量低时，在炉内停留的时间长。炉膛床温和煤的粒度也是燃料燃尽的一个重要因素，床温从800 ℃升到950 ℃，燃料燃尽时间能缩短6倍以上；煤粒直径从1 mm升到10 mm，燃料燃尽时间提高了10倍以上。

措施：设计锅炉时，将密相区设计大一些，尽量算出最经济的发热煤种，保证燃料的发热量和其粒度在规定的范围内。运行过程中，维持床温在930 ℃左右、床压在9.5 kPa左右，以降低炉渣的含碳量。

1.2 燃烧下部氧量分布不均

受二次风穿透深度的限制，燃烧室中心缺氧严重，而在燃料的非加入侧存在富氧区。缺氧区煤粒燃烧不完全，造成了床底炉渣含碳量高。

措施；运行中宜采用大动量的二次风，增加二次风的穿透深度，改善燃烧室中心区的燃烧效果。另外，在加煤侧多加二次风，非加煤侧少加二次风，适应它对氧量的不同要求，改善加煤侧和非加煤侧的燃烧效果，降低床底炉渣的含碳量。

1.3 给煤口和下渣口的布置位置不合理

给煤口离排渣口太近，致使有的煤断路，来不及燃烧就从排渣口排出，造成炉渣含碳量高。

措施；合理布置给煤口和排渣口的位置，使它们之间的距离不要太近。其次，在运行中合理调节拨煤风，使煤合理地撒在炉膛里。

2 飞灰含碳量高的原因及措施

2.1 细煤粒的燃尽时间与床温和粒径的变化关系

一般认为，循环流化床锅炉内1 mm的粒子属于粗粒子，主要在密相区内燃烧；小于1 mm的粒子属于细粒子，它在整个循环系统内循环燃烧。分离器收集不下来的细小粒子排出锅炉。当煤粒径从0.02 mm增加到0.80 mm时，它们的燃尽时间提高了70倍左右；床温从950 ℃降到800 ℃时，它的燃尽时间提高了6倍左右。循环流化床锅炉设计中，煤粒一次通过燃烧室停留的时间一般选定在5 s～6 s。当床温为950 ℃时，小于0.8 mm的粒子一次通过燃烧室基本燃尽；当床温为900 ℃时，小于0.05 mm的粒子一次通过燃烧室基本燃尽；当床温为850 ℃时，小于0.02 mm的粒子一次通过燃烧室基本燃尽；当床温为800 ℃时，小于0.008 mm的粒子一次通过燃烧室基本燃尽。估计当床温在800 ℃以上时，0.01 mm以下的粒子一次通过燃烧室能燃尽。这就要求分离器能将0.01 mm～0.02 mm的煤粒收集率提高到50%，此时飞灰含碳量才可以有较大的降低。但实际中还是有困难的。提高分离器的分离效率，就能有效地降低飞灰含碳量。我国循环流化床锅炉飞灰径为0.015 mm～0.07 mm的含碳量最高，说明分离器对这部分煤粒径的收集效率不高。因此，提高分离器对这部分粒子的收集效率是降低循环流化床锅炉飞灰含碳量的关键。

措施：合理选择燃烧温度。床温提高，碳粒子燃尽时间缩短，有利于降低飞灰含碳量。为了防止锅炉结焦和控制氮氧化物的生成量，结合我厂燃用煤种和环保设备的运行情况，床温控制在900 ℃～950 ℃比较适宜。

2.2 氧量不均影响飞灰含碳量

燃烧温度低，燃烧室内氧的分布不均匀，燃烧室内中心区缺氧，也是飞灰含碳量高的原因之一。

措施：在安装时选择风量和风压合适的二次风机。运行调整中，一次风满足流化时应尽量加大二次风量，增加二次风的穿透深度，改善燃烧室中心区的燃烧效果。另外，在锅炉前墙给煤机侧多加二次风，后墙二次风适宜，改善前墙和后墙的燃烧效果，适应它对氧量的不同要求，从而降低飞灰含碳量。

2.3 燃料煤粒比例的影响

燃料的颗粒大小比例要合理。煤粒大时，炉膛所需要的流化风量大，一次风量大就容易把细小的颗粒快速吹走，缩短了它在炉内的停留时间，加大了飞灰的含碳量。煤细颗粒多时，床压又难以维持，不利于燃烧，所以煤粒比要合理。

措施：加强对燃料的检查，定期对筛子检查，保证煤粒的比例合理。

2.4 分离器的分离效率和返料器的运行不正常

循环流化床锅炉飞灰含碳量高的主要原因是分离器收集不下来细小的颗粒，使细小颗粒与烟气一起排出锅炉，导致飞灰含碳量高。

运行中，返料器的运行不稳或返料风压风量的过大会使烟气反串，严重影响分离器的分离效率。认真监视返料器的工作状态和调整合理的返料风量风压，对降低飞灰含碳量有重要作用。

措施：改变分离器结构，将烟气排气口偏心布置。分离器直径变大以后，气流的旋转中心与分离器筒体的几何中心不一致，出现偏离。将烟气排出口偏心布置，使烟气排出口中心与气流旋转中心一致，提高分离效率。

运行中，对返料风压、风量、温度认真监视，保证返料风机工作正常。将返料风压和风量分别调整在16 kPa和600 m3/h左右，发现异常，及时调整。

2.5 除尘灰再循环燃烧

对于难燃尽的煤种，经过分离器分离之后，飞灰含碳量仍然比较高。为了进一步降低飞灰含碳量，比较有效的措施是采取除尘灰再燃烧。

措施：利用气力输灰系统，在输灰管道上加装一个三通管，分别在去灰库和去炉前加装阀门进行切换，将除尘灰送至炉前，经过二次风口送入炉膛，循环燃烧。

3 结论

运行表明，采取一系列措施后能使循环流化床锅炉的炉渣含碳量和飞灰含碳量大大降低，进一步提高了电厂的经济效益。

[1] 刘德昌.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].北京：中国电力出版社,2006:214-221.

Causesandreductionmeasuresofslagandflyashwithhighcarboncontentincirculatingfluidizedbedboiler

ZHISheng

(XishanThermo-ElectricityCorporation,XishanCoalElectricityGroupPowerGenerationCo.,TaiyuanShanxi030022,China)

The high carbon content of slag and fly ash in circulating fluidized bed boiler is one of the main factors influencing the thermal efficiency of boiler.The reduction of carbon content in slag and fly ashis the main work for energy saving of circulating fluidized bed boiler. Some measures have been taken to improve the efficiency of boiler and economic benefit of power plant in view ofhigh carbon content of slag and carbon content of fly ash in circulating fluidized bed boiler.

circulating fluidized bed; boiler; carbon content in slag; carbon content in fly ash

2017-03-09

支 胜，男，1985年出生，2004年毕业于太原电力学校，助理工程师，主要从事电厂锅炉设备运行工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.30

TQ054;TQ53

A

1004-7050(2017)03-0089-02

生产与应用