循环流化床锅炉燃用超低热值燃料的关键参数研究 research on key parameters of super-low calorific value fuel for circulating fluidized bed boiler.pdfVIP

2013年8月第16卷第8期 贵州电力技术 发电研究 2013，Vol，16，No．8 GUIZHOUELECTRICPOWERTECHNOLOGY PowerGeneration 循环流化床锅炉燃用超低热值燃料的关键参数研究 吴胜波1，李煜涵1，时正海2 Fluidized Bed循环流化床)锅炉对燃用超低热值燃料热值要求。在建立CFB 摘要：讨论了大型CFB(Circulating 锅炉密相区热平衡模型基础上，计算得到了燃料及排渣吸热量、烟气带出的净热量，内外循环灰的吸热量，密相区受 热面吸热量的大小，并计算了大型CFB锅炉燃用怀化石煤的最低热值大小。最后提出了大型CFB锅炉在燃用低热 值燃料的稳定性措施，包括提高热风温度、增加布风板面积、提高下二次风风量等措施。 关键词：石煤；油页岩；超低热值；CFB锅炉 文章编号：1008—083X(2013)08—0016—03中图分类号：TK22文献标志码：B 在我国贵州西北地区存在大量煤矸石等低热值燃 质量和动量的交换，即为颗粒的内循环。外循环则 料资源，这些低热值燃料特点是高灰分、低热值，其低 是通过固体颗粒被循环流化床的分离器分离后由回 位热值通常在为4．5MJ／kg一6MJ／kg。随着一次能源料器重新送回床内而建立起来的。 价格的攀升，这些超低热值燃料的利用价值逐渐显现。 经过测算这些资源折算标煤单价只有当地发电标煤单 价的一半以下。因此，建设以煤矸石为燃料的大型 CFB机组的发电综合利用项目的经济效益显著。 1 大型CFB锅炉对超低热值燃料的要求 通常认为的CFB锅炉燃料适应性广，是相对煤粉 锅炉而言。CFB锅炉燃料热值是有最低热值要求的。 炉膛热平衡计算表明，在炉膛绝热、热风温度为250。C 的CFB燃烧条件下，低位热值3200kJ／kg(762kcal／kg) 的矸石煤可以稳定在800。C下稳定燃烧。 图 CFB锅炉的内循环与外循环示意 实际运行中，大型CFB锅炉的蒸汽参数为亚临 对于循环流化锅炉，其炉膛下方为密相区，其热 界或超高压锅炉，对于超高压机组常含一级再热系 平衡关系为下式所示： 统。炉膛内需要布置大量的水冷壁受热面；此外，为 (1) 了使得锅炉主蒸汽和再热气温具有良好汽温特性， 式中： 需要在CFB燃烧的主循环回路中布置辐射受热面， Q。一燃料在密相区燃烧放热量，kJ／kg； 如炉膛内屏式过热面、屏式再热器、外置换热器等； △Q甜^一燃料及排渣在密相区吸热量，kJ／kg； 因此，大型CFB锅炉的燃料燃用热值由循环流态化 aQ，一烟气带出的净热量，kJ／kg； 的流动特性和受热面布置方式而决定，低于一定的 AQ抽一内、外循环灰吸热量，kJ／kg； 热值燃料在CFB锅炉内难以稳定燃烧。 AQ。一密相区受热面吸热量，kJ／kg。 燃料及排渣在密相区吸热量△Qash的计算过 2 CFB锅炉炉膛密相区热平衡模型 程如下：对于超低热值燃料来讲，燃料灰分极高。以 CFB锅炉炉内过程如下图所示。循环流化床由 4670kJ／kg低位热值矸石煤燃料为例，其燃料灰份 于顶端效应的作用，使床内存在向下流动的边壁流， 向下流动的边壁流和床中心区域的颗粒之间存在着 相区燃料温度由20℃升高到燃烧需要的8000C。近 ·16· 万方数据 第8期 吴胜波，等：循环流化床锅炉燃用超低热值燃料的关键参数研究 似认为，燃煤比热取值为灰比热，排渣量为燃煤量的