75t／h煤矸石低倍率循環(huán)流化床鍋爐的研究

1、75t75t／h煤矸石低倍率循環(huán)流化床鍋爐的研究煤矸石低倍率循環(huán)流化床鍋爐的研究郭建明何金華王志強(qiáng)王喜春宋樹范【摘要】通過(guò)對(duì)循環(huán)倍率與分離效率、燃燒效率之間的關(guān)系的討論及75th低循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行實(shí)踐，認(rèn)為以燃燒劣質(zhì)煤為目標(biāo)的循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)宜采用低倍率循環(huán)。【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】循環(huán)倍率，分離效率，燃燒效率，低倍率循環(huán)流化床Researchon75thGangueCirculatingFluidizedBedboilerAbstra

2、ct:Abstract:Discussestherelationshipbetweencirculatingratioseparatefficiencycombustionefficienciescomestotheconclusionthatitwouldbebetterifalowercirculatingratiocouldbeemployedfthedesignofcirculatingfluidizedbedboilerbur

3、ninglowgradecoal.KeyKeywds:wds:circulatingratioseparatefficiencycombustionefficiencycirculatingfluidizedbedboilerwithlowcirculatingratio循環(huán)流化床(CFB)鍋爐的發(fā)展，實(shí)際上存在著兩種不同的發(fā)展趨勢(shì)：一是以燃用高硫煤取得符合環(huán)保要求的清潔燃燒為主；另一種是以燃燒低熱值的劣質(zhì)燃料為主，以提高燃燒效率為目的

4、。對(duì)于清潔燃燒方式，多以細(xì)石灰石粒子(粒徑0.1～0.3mm)為床料；對(duì)于燃用劣質(zhì)煤，由于灰份較高，多以燃燒后生成的灰粒子作床料，床料的性質(zhì)不同，使流化特性產(chǎn)生差異。以脫硫?yàn)橹鞯腃FB鍋爐，為了提高石灰石的利用率，石灰石粒子的粒度應(yīng)非常小，相應(yīng)要求很高的分離效率，這就必須采用高循環(huán)倍率。當(dāng)循環(huán)倍率大于40時(shí)，給煤量只占循環(huán)物料流量的2.5%以下。由此可見(jiàn)，對(duì)以煤灰作床料的循環(huán)流化床鍋爐，灰料的尺寸取決于給煤的粒度(0～10mm)，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)

5、高于脫硫的石灰石粒子的平均粒徑。理論計(jì)算表明，即使將風(fēng)速提高到6ms，熱態(tài)時(shí)也只能使粒徑為1mm左右的灰粒子進(jìn)入循環(huán)，而較大的粒子仍只能在床底部作鼓泡或湍流流化。因此，從理論上講，對(duì)只用煤灰作床料而對(duì)煤粒度要求不嚴(yán)的循環(huán)流化床鍋爐，要實(shí)現(xiàn)高倍率循環(huán)，維持鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行是困難的。1發(fā)展低倍率循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展低倍率循環(huán)流化床鍋爐通過(guò)以下循環(huán)倍率與分離器效率、燃燒效率等關(guān)系的分析討論，得出以燃燒劣質(zhì)煤為目標(biāo)的循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)，走低倍率循

6、環(huán)的設(shè)計(jì)思路是符合國(guó)情的。1.11.1循環(huán)倍率循環(huán)倍率K與分離器效率與分離器效率ηf關(guān)系關(guān)系循環(huán)倍率K是指循環(huán)送入爐內(nèi)的固體物料與隨煤進(jìn)入爐內(nèi)的不可燃固體物料(灰及石灰石)質(zhì)量流量之比。當(dāng)爐膛不排灰時(shí)，K直接影響爐內(nèi)的汽固物料比，而氣固物料比對(duì)燃燒、脫硫、爐內(nèi)受熱面布置及鍋爐出力都有很大影響。分離效率定義如下：(1)0.2～0.5mm的飛灰含碳量所造成，如果這些粒徑的飛灰能被分離下來(lái)并回送入爐的話，那么燃燒效率將會(huì)得到明顯地提高。因此，

7、分離器的分離效率在80%～90%范圍內(nèi)即可滿足上述要求。根據(jù)這些結(jié)果，我們?cè)谠O(shè)計(jì)循環(huán)流化床鍋爐時(shí)，通常取循環(huán)倍率為5～10，分離器選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、布置在過(guò)熱器之間或之后的槽形慣性分離器或單級(jí)旋風(fēng)分離器上。眾所周知，燃燒效率隨循環(huán)倍率增大而增加，但當(dāng)循環(huán)倍率增加到一定程度時(shí)，燃燒效率的增加就變得緩慢(如表2所示)，但推動(dòng)物料循環(huán)的風(fēng)機(jī)功率隨循環(huán)倍率呈直線增加。我國(guó)以燃燒劣質(zhì)煤為主，電力緊張，用消耗較多的電能來(lái)?yè)Q取燃燒效率的微量增加，

8、從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講是不可取的。因此，對(duì)于燃燒劣質(zhì)煤的CFB鍋爐來(lái)說(shuō)，從有效提高燃燒效率的角度看，采用高循環(huán)倍率實(shí)無(wú)必要。275th75th燃煤矸石低倍率循環(huán)流化床鍋爐燃煤矸石低倍率循環(huán)流化床鍋爐哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)流化床研究組共同開發(fā)了75th低倍率CFB鍋爐，裝于黑龍江省七臺(tái)河市熱電廠，自1994年投運(yùn)以來(lái)，年消耗矸石24萬(wàn)t，年發(fā)電量1.44億kWh，緩解了該市電力緊張局面，余熱取暖面積達(dá)30萬(wàn)m2，年產(chǎn)空心磚2000

9、萬(wàn)塊，企業(yè)年創(chuàng)純利稅收2253萬(wàn)元，改變了過(guò)去煤矸石侵占大量良田而且污染環(huán)境的局面，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。2.12.1鍋爐參數(shù)鍋爐參數(shù)鍋爐額定蒸發(fā)量：75th；蒸汽額定壓力：3.82MPa；給水溫度：450℃；冷風(fēng)溫度：20℃；熱風(fēng)溫度：151℃；排煙溫度：136℃；燃用煤種元素分析見(jiàn)表3。表3燃用煤種元素分析燃用煤種元素分析單位單位:%:%CYHYOYSYWYAYNYQYdw(kJkg))46.732.783.790.8554.

10、5240.5150.8118183.32.22.2鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐結(jié)構(gòu)單鍋筒自然循環(huán)鍋爐，采用循環(huán)床燃燒技術(shù)低循環(huán)倍率(K=4)，固體粒子中溫(設(shè)計(jì)為533℃)分離方式。分離器為旋風(fēng)筒，放在過(guò)熱器之后。2.32.3存在問(wèn)題存在問(wèn)題2.3.1床溫床溫一股控制在870～900℃，低于此溫度容易滅火，高于900℃時(shí)，過(guò)熱汽溫控制困難。沸騰層下部床料比中部床料溫度低5～10℃，未投煤的床靠鄰床翻過(guò)來(lái)的少量高溫床料維持在650～750℃。2.3.2過(guò)