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煤的粒度对循环流化床锅炉运行的影响和控制措施

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发表时间:2022-12-25 12:05

   太原锅炉集团有限公司原1958年太原锅炉厂,紧追前沿技术

煤的粒度对循环流化床锅炉效率的影响 床料正常沸腾以及床温保持稳定是循环流化床锅炉运行的基本要求,为此,保证入炉煤的颗粒度至关重要。大量进入流化床的煤块会在床体中沉积并形成死滞区,破坏正常的流化状态,导致炉内温度场不均匀,进而结焦而被迫停炉;过多的细小颗粒则会影响分离器效果,随烟气进入电除尘装置,减少回灰,造成床温升高却带不上负荷,降低锅炉效率。所以良好的燃烧破碎、筛分系统能够保证进入锅炉的煤的粒度在0~13mm,满足循环流化床锅炉的安全运行要求,否则在运行过程中,为了减少小煤粒飞逸而减小风量的措施会影响大粒度煤粒的流化;而为了保持大煤粒良好的流化 状态加大风量会增加小粒度煤粒的飞逸,导致锅炉排烟损失的增加。 煤的粒度对循环流化床锅炉受热面磨损的影响 受热面的磨损是循环流化床锅炉运行过程中最突出的问题,这些磨损主要是水冷壁管磨损、布风装置磨损、不规则管壁磨损、凸出或凹陷部位磨损、屏式过热器磨损以及过热器/省煤器/空预器尾部受热面磨损等。

下面重点分析水冷壁的磨损情况。
(1)由于影响水冷壁磨损的因素很多,磨损过程也极其复杂,其磨损量的计算只能采用半经验公式,可以用一个简化的公式对磨损倾向作初步定性分析:E=KpCpdp2u3 其中:E———磨损速率,mm/100000h Kp———灰特性系数,一般取1/103 Cp———颗粒浓度,kg/m3 dp———灰粒平均直径,mm u———气流速度,m/s
(2)循环流化床锅炉炉内烟速一般为4.5~6.0m/s,在900℃炉膛下屏式受热面区域颗粒浓度为10kg/m3,4.5m/s和6.0m/s两种极限烟气流速下各种煤粒度对水冷壁的磨损量根据公式E= KpCpdp2u3计算。 锅炉水冷壁的磨损与煤粒度的平方成正比,与烟气流速的三次方成正比,因此,炉膛内烟气流速对水冷壁磨损的影响最大,其次是煤的粒度,在同等煤粒度下,烟气流速所造成的磨损远大于煤粒度本身造成的磨损。 循环流化床锅炉水冷壁管的设计寿命为磨损量2.0mm/106h,因此,通过理论计算,当煤的粒度为1~1.5mm左右时,水冷壁的磨损量将达到2.0mm/106h,从设备的角度看煤粒度越小对减少磨损越有利,但从运行的角度,煤的粒度过大和过小都是不利的。
(3)煤的粒度与水冷壁磨损关系曲线。根据计算,在颗粒浓度一定的情况下,两种极限烟气流速分别选定4.5m/s和6m/s,各种煤粒度与水冷壁磨损的关系曲线如下图所示。 结论:煤的粒度与水冷壁的磨损关系近似于抛物线曲线,炉膛烟气流速越大,抛物线越陡;煤粒越大,水冷壁的磨损量越大。
运行中煤粒度的选择和控制 循环流化床锅炉煤的粒度的选择与锅炉本身的燃烧设计、煤种、运行中各种参数的匹配等因素有关,通过前面煤粒度对锅炉运行、水冷壁磨损等的分析,查阅大量资料,从设备管理的角度,建议从以下方面控制考虑煤颗粒度的控制:
(1)循环流化床采用的煤粒尺寸一般为0~13mm或0~8mm。
(2)循环流化床锅炉给煤粒度与煤种有关,特别是煤中基灰分影响较大,可以参考表2进行选择。
(3)燃煤进入炉膛燃烧后的灰分分为三种:底灰、飞灰(进入尾部烟道)和循环灰,这三种灰的颗粒度是不一样的,特别是循环灰要参与炉膛水冷壁的传热,所以循环灰是锅炉正常工作必不可少的灰分,为保证循环流化床锅炉的正常运行,除了限制给煤最大粒度外,要求给煤中有足够的相当于循环灰粒度的煤,即要求0.1~0.5mm的占总给煤量的40%~60%。
入炉煤的粒度的大小由破碎机和正弦筛的特性决定的,440t/h循环流化床锅炉输煤系统粗碎煤机型号为ACC-7,其出料粒度≤30mm;细碎煤机为可逆锤击式,其出料粒度≤10mm;正弦筛型号为1.2ZS-16/15°,筛下物粒度≤10mm,因此,运行中建议煤的粒度按这样控制:粒度为0.1~0.5mm煤占40%~60%,其余60%~40%的煤粒度控制在8~10mm左右,要定期对粗细碎筛板间隙和正弦筛筛轴间隙进行调整,以确保煤粒度合格。


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