浅析燃煤特性对循环流化床的影响.docVIP

浅析燃煤特性对循环流化床的影响 【摘要】：简要分析燃煤特性的含义及其对流化床锅炉的影响 ,并为合理确定燃煤粒度提出了一些建议。【关键词】： 颗粒特性流化床锅炉影响即固定床、流化床燃烧和悬浮燃烧。流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速由固定床转化为流化床的风速的空气流速作用下在流化床上呈流态化的燃烧方式。流化床燃烧有许多优点燃料适应性广能燃劣质煤在燃烧过程中能有效控制有害气体和的产生和排放燃烧热强度大能缩小炉膛体积窗内传热能力强能节省受热面的金属损耗负荷调节性能好且调节范围大灰渣可综合利用等。流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉按工作条件可分为常压流化床锅炉和增压流化床锅炉。其中循环流化床锅炉是目前发展最快、应用最广的一种流化床燃烧技术。循环流化床燃烧技术是年代发展起来的一项新型燃烧技术是在第一代沸腾炉的基础上克服其飞灰含量高、燃烧效率低、埋管受热面磨损严重、脱硫剂利用率低等固有缺点而开发的。这种燃烧方式是炉内物质运行在一特殊的流动特性状态下炉内部分较细颗粒被烟气携带通过炉膛部分固体颗粒产生回流被携带出的颗粒经气固分离器再送回炉内反复燃烧多次循环。由于循环流化床中燃料及脱硫剂多次循环反复地燃烧和反应且炉内紊流运动强烈因而能达到理想的脱硫效率和燃烧效率。挥发分对流化床燃烧的影响挥发分是由各种碳氢化合物、一氧化碳、硫化氢等可燃气体、二氧化碳和氮等不可燃气体以及少量的氧组成。关于挥发分对燃烧的影响方面的研究较早得出的结论也已为绝大多数学者所接受即煤颗粒含挥发分越多越容易着火燃烧也易于完全挥发分含量的多少是影响煤颗粒一次破碎的重要因素。一般认为挥发分含量越高一次爆裂率和破碎比都较高。灰分对流化床燃烧的影响从煤颗粒燃烧的角度来看煤中灰分是有害成分。灰分增加理论燃烧温度降低而且焦炭颗粒表面往往形成灰壳阻碍其中可燃质与氧气的进一步接触使煤颗粒不易燃尽。从锅炉运行的角度来看灰分增加煤中可燃成分便相对减少降低了发热量在相同出力的条件下就要多投入煤量燃烧后形成的灰渣还会带走大量的物理显热导致热利用率降低“。但对于循环流化床锅炉入炉煤中的灰分对锅炉的安全稳定运行又有其重要作用。流化床锅炉需要一定的床层物料存量形成一个较大的蓄热体以加热刚入炉的煤颗粒着火燃烧。另外循环流化床锅炉的一个基本特征就是在循环流化床物料循环系统中存在一个很大的固体物料循环燃料灰分是循环灰的主要来源之一在没有石灰石脱硫的条件下甚至是唯一的来源“”。因此给煤的成灰特性对循环流化床锅炉的物料平衡是一个非常重要的参量。如果煤中灰分含量较低则床层变薄蓄热量不够循环物料量减少导致锅炉出力下降运行不稳定。因此还需要不断的或定期的向床内补充床料以维持床层压力和循环物料量的平衡。可见煤中灰分含量的多少对流化床锅炉的运行有着极其重要的影响。实践证明在相同条件下床存量越大燃烧室和主循环回路的灰平衡越好锅炉运行和调整越稳定。灰分多灰粒随烟气流过受热面时如果烟速过高受热面磨损加剧如果烟速过低会使受热面积灰降低传热效果并使排烟温度升高。煤的灰熔点一般在以上而循环流化床锅炉的运行温度一般在一之间因此一般不会出现结渣现象。另外灰分也是造成环境污染的根源。煤颗粒特性对煤在流化床锅炉燃烧过程中灰渣的形成特性影响很大。将义马烟煤按煤颗粒的粒径和灰含量分为数个规格,在小型流化床反应炉上进行煤颗粒粒径对灰渣形成特性的试验研究。结果表明,随着灰含量的增加,煤颗粒粒径对底渣粒径分布的影响逐渐增加;随着煤粒径的增大,底渣份额降低,但降低的幅度随着灰含量的增加而减小;灰含量低的煤颗粒燃尽率与煤颗粒粒径之间没有明显的规律,灰含量高的煤颗粒燃尽率随着煤颗粒粒径的增加而降低。颗粒尺寸对流化床燃烧的影响从燃烧角度看大颗粒煤较小颗粒煤燃尽速度要慢。因为大颗粒煤的比表面积要比小颗粒的小很多因此与氧的接触少于小颗粒导致燃尽时间较长。粒径是影响一次爆裂的重要因素。大颗粒的比表面积比细颗粒要小挥发分逸出时受到的阻力较大当阻力增加到一定程度时变发生爆裂。另外大颗粒的颗粒表面温度和颗粒核心温度差异较大从而产生热应力也促使煤颗粒爆裂的发生。粒度分布对循环流化床锅炉运行的影响具体表现为给料粒度过大则飞出床层的颗粒量减少使锅炉往往不能维持正常的反料量造成锅炉出力不够另一方面大块给料还是造成结焦的首要原因四。由于小颗粒床和大颗粒床有着不同的换热机理不同粒度的床料所呈现的浸埋面换热系数随不同流化风速的变化特性有所差异。对于小颗粒床颗粒的冷却特征时间小于其在受热面上的停留时间。颗粒主要通过气膜与受热面进行热交换。这是个非稳态过程所以当流化风速增加时颗粒在表面停留时间缩短使得传热系数迅速增加。对于大颗粒床气其临界流化速度较高气体的对流换热作用增强颗粒与受热面的换热因气膜厚度的加大而相对