淺談如何降低煤粉爐的飛灰摻碳量獲獎科研報告

淺談如何降低煤粉爐的飛灰摻碳量獲獎科研報告摘

要：飛灰再燃技術(shù)應(yīng)用于低倍率循環(huán)、中低溫分離的CFB鍋爐上，在燃用高熱值的無煙煤時，能夠解決飛灰可燃物高的問題，具有明顯的經(jīng)濟價值。飛灰再燃技術(shù)可用于飛灰可燃物高、燃煤熱值過高的CFB鍋爐，會有較好的效果。本文就如何降低煤粉爐的飛灰摻碳量進行研究。

CFB鍋爐屬低溫強化燃燒，密相區(qū)蓄熱量大，入爐煤量一般只占床料的5%左右，燃燒時間充足，床內(nèi)粒煤能夠得到完全燃燒，即便是燃用揮發(fā)分低的無煙煤、石煤等，爐渣可燃物也不高，一般都能控制在2%以內(nèi)。但燃煤被一次風(fēng)夾帶和揚析出的細顆粒在稀相區(qū)內(nèi)的燃燒環(huán)境（爐膛溫度及燃煤粒度）都不及煤粉爐優(yōu)越，飛灰可燃物含量容易偏高。因此，CFB鍋爐在設(shè)計上，用戶選用煤種時應(yīng)采取有效措施來彌補這方面缺陷。

1原因分析

1.1CFB鍋爐結(jié)構(gòu)方面的影響

鍋爐結(jié)構(gòu)形式不同，其飛灰可燃物損失、電耗、磨損都存在差別。爐膛高度、爐膛橫截面積、煙氣流速、分離器結(jié)構(gòu)、分離器效率、循環(huán)倍率、一次風(fēng)速和一次風(fēng)量、二次風(fēng)和三次風(fēng)配比、稀相區(qū)溫度、入爐煤質(zhì)和粒度，這些都是直接影響CFB鍋爐飛灰可燃物偏高的因素。

1.2CFBB燃料量控制系統(tǒng)構(gòu)成

鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是提供合理的燃燒量來滿足鍋爐蒸汽負荷的變化，保證鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。CFBB燃燒控制系統(tǒng)包括燃料量、送風(fēng)量、吸風(fēng)量三個變量，是一個多參數(shù)、多變量的控制系統(tǒng)，可由3個相對獨立的單變量系統(tǒng)來實現(xiàn)。即主蒸汽壓力控制、送風(fēng)量控制、爐膛負壓控制，這些控制系統(tǒng)各完成獨立功能，同時又相互嵌入，實現(xiàn)燃燒最佳經(jīng)濟控制。并具備優(yōu)點為：（1）系統(tǒng)燃燒率調(diào)整按目標負荷值及給煤機投運的數(shù)量值去調(diào)整給煤機的變頻轉(zhuǎn)速和高爐煤氣量來實現(xiàn);（2）給煤機變頻轉(zhuǎn)速信號作為煤量代表信號，該信號與風(fēng)量、燃燒率等關(guān)聯(lián)信號一起建立起鍋爐的風(fēng)/煤比函數(shù)和燃料—空氣限制函數(shù);（3）在自動方式時，每一層燃料風(fēng)門擋板的開度應(yīng)是該層給煤機轉(zhuǎn)速信號的函數(shù);（4）為加快給煤機根據(jù)燃料的不同發(fā)熱量進行校正;（6）總?cè)剂狭颗c鍋爐指令比較，綜合成一個總?cè)剂现噶?（7）CFBB指令按送入鍋爐的總的燃料量（包括所有輔助燃料）來限制風(fēng)量，燃料指令應(yīng)根據(jù)運行的給煤機數(shù)量進行修改以保證風(fēng)量不低于燃料量[1]。根據(jù)上述負荷要求，對于負荷控制的實現(xiàn)，最終是通過改變?nèi)剂狭縼硗瓿傻?。而燃料量的改變又必然將影響到各臺鍋爐各自的過熱器出口壓力，必將會導(dǎo)致爐床溫度及爐膛出口溫度的改變，故而控制系統(tǒng)必須考慮各參數(shù)的相互影響。

2采用飛灰再燃技術(shù)降低飛灰可燃物損失

飛灰再燃技術(shù)是將CFB鍋爐燃燒后的飛灰，經(jīng)尾部除塵器收集，儲存在灰倉中（電除塵可利用單倉泵），通過一套氣力輸灰系統(tǒng)，將其返回爐膛再次燃燒，達到飛灰燃盡的目的。該項技術(shù)在國外的一些CFB鍋爐中已開始應(yīng)用，但在國內(nèi)還很少采用。本文以引進LLB技術(shù)的CFB鍋爐為例，采用一套簡單、穩(wěn)定、經(jīng)濟的飛灰再燃系統(tǒng)，來降低燃用無煙煤時的飛灰可燃物損失，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值[2]。

2.1原理分析

采用飛灰再燃的關(guān)鍵是增大循環(huán)倍率，同時也改變了密相區(qū)與稀相區(qū)的燃燒份額。對于低倍率的LLB技術(shù)的CFB鍋爐（設(shè)計循環(huán)倍率為10），適當增加循環(huán)倍率，燃料顆粒循環(huán)次數(shù)增加，停留時間延長，會提高燃燒效率，降低飛灰可燃物損失。具體方法是將電除塵一電場（收集飛灰量，占總灰量的85%以上，且飛灰可燃物高達18%左右）除塵灰，通過一套LFB高效低耗料封泵系統(tǒng)，連續(xù)穩(wěn)定地返送回爐膛密相區(qū)，達到飛灰的再燃燒的目的，能夠大幅降低除塵灰的可燃物損失。連續(xù)可調(diào)，配有功率為15kW的羅茨風(fēng)機，采用20后，對燃燒效率的提高作用已不明顯，相反還會增加風(fēng)機的電耗和磨損。

2.3飛灰再燃技術(shù)改造方案

引進LLB技術(shù)的CFB鍋爐可采用飛灰再燃技術(shù)改造，來解決飛灰可燃物含量高的灰再燃技術(shù)，飛灰可燃物損失一般可降低50%以上。因此，LLB技術(shù)的CFB鍋爐采用飛灰再燃技術(shù)改造后，飛灰可燃物損失按降低50%計算，從改造前飛灰可燃物損失為18%，改造后可降低到9%以下，這樣，鍋爐機械不完全燃燒損失大為降低。

3結(jié)語

飛灰再燃技術(shù)應(yīng)用于低倍率循環(huán)、中低溫分離的CFB鍋爐上，在燃用高熱值的無煙煤時，能夠解決飛灰可燃物高的問題，具有明顯的經(jīng)濟價值。飛灰再燃技術(shù)可用于飛