燃煤粒度對大型循環流化床鍋爐燃燒的影響

朱占強，劉 杰

（1.華電重工股份有限公司，北京 100071；2.中國恩菲工程技術有限公司，北京 100038）

燃煤粒度對大型循環流化床鍋爐燃燒的影響

朱占強1，劉 杰2

（1.華電重工股份有限公司，北京 100071；2.中國恩菲工程技術有限公司，北京 100038）

循環流化床的燃燒技術在現代技術當中屬于一種新型的高效清潔的燃燒技術，和其他傳統的燃燒方式相比較，循環流化床的燃燒技術具有污染相對較低、效率相對較高的特點，并且在適用范圍方面也是相當廣泛的，因此需要充分利用劣質煤。但是其中的燃煤粒度需要符合一定的粒度要求，首先對節能型循環流化床鍋爐的設計理念和方法進行了概述；其次對不同鍋爐對燃煤粒度的要求進行了研究；最后分析了燃煤粒度對循環流化床鍋爐燃燒的影響。

燃煤粒度；大型循環流化床；鍋爐燃燒

在鍋爐進行燃燒的時候，在燃料不同的情況下不同類型的鍋爐對于其燃煤粒度也是具有不同的要求的，也就是高循環倍率的循環流化床鍋爐對于燃煤粒度的要求是相對較細的，而低循環倍率的流化床鍋爐對于燃煤粒度的要求是相對較粗的。在進行燃燒的過程當中，如果采用鏈條鍋爐進行燃燒的話，就屬于固定床層狀的燃燒的方式，對于燃煤粒度的要求方面需要燃煤粒徑呈現塊狀分布。在不同的因素條件之下，需要對其燃煤粒度造成的影響進行分析，從而通過燃煤粒度來解決生產問題，提升鍋爐的熱效率。

1 節能型循環流化床鍋爐的設計理念和方法

在鍋爐燃燒的過程當中，可以按照顆粒中斷的速度和燃燒上升的氣速進行有效分類，可以將鍋爐當中的床料分為兩種類型，即有效床料和無效床料兩種。有效床料可以對燃燒室上部的快速床和外部環境形成循環的現象，從而對鍋爐爐膛內部以及熱面的布置造成影響，在無效床料的循環過程當中，由于顆粒本身的終端速度和流化風速都是相對較大的，是沒有辦法參與循環的，只可以在底部形成相對密封的澎湃流動，因此，在鍋爐的傳熱性能方面無效的床料是不會產生影響的。大部分的顆粒在循環流化床的燃燒過程當中經過燃燒都會變成相對較小的灰顆粒，只需要有限的粗狀的顆粒床存量來對顆粒的燃盡進行保證，在此基礎上可以利用控制給煤帶來避免由于無效存料引起的風機能耗以及受熱面的磨損情況[1]。

2 鍋爐爐型對燃煤粒度的要求

在使用不同的鍋爐期間，對燃燒煤中的顆粒粒度要求也不同，如果采用高循環倍率的循環流化床的鍋爐進行燃燒的話，就需要細粒徑的燃煤顆粒，如果采用低循環倍率的循環流化床鍋爐進行燃煤的話，就需要粗粒徑的燃煤顆粒。而且，如果其中帶有埋管的中小型循環的流化床鍋爐進行燃煤的話，對于燃煤的粒徑也是要求直徑相對較大的。如果采用全模式的水冷壁循環流化床鍋爐進行燃燒的話，燃煤的顆粒平均直徑相對較小。如果采用埋管式的循環流化床鍋爐進行燃煤的話，就需要為燃燒室的下部進行埋管受熱面的設置，以此來吸收更多的熱量。在燃燒室下部的燃燒份額和釋熱份額的燃燒過程當中就需要相對較大。如果燃煤顆粒本身直徑較粗的話，在燃燒室下部的燃燒份額和釋熱份額就相對較大，可以充滿滿足埋管循環流化床燃燒室下部對于熱量的需要和要求，并且在燃燒室下部的溫度需要保持在850～950℃之間，從而保證其穩定的運行。如果采用鍋爐鏈條進行燃燒的話，就屬于固定床層狀的燃燒方式，需要保證燃燒顆粒能夠呈現出塊狀分布的狀態進行燃燒[2]。

3 燃煤粒度對循環流化床鍋爐的影響

循環流化床鍋爐燃燒的方式主要是利用氣流的作用，從而保證寬篩分的燃煤顆粒在流化床進行燃燒的過程當中可以保證一面燃燒的同時，還可以保證其翻騰運動。造成此種情況的原因主要是對燃燒鍋爐本身的燃燒方式造成的，并且和粉煤鍋爐的燃燒形式是不同的[3]。

首先，燃煤粒度循環流化床鍋爐點火啟動的影響，主要是利用加熱鍋爐底料的方式來達到所燃煤顆粒所需要進入的正常燃燒狀態。在這個過程當中，其中的影響因素是相當多的，比如煤、配風情況、底料靜止高度以及底料顆粒的結構。

其次，燃煤顆粒度對循環流化床的運行以及燃燒效率的影響因素當中，需要保證流化床的溫度可以在正常穩定的范圍之內，并且不能出現高溫等各種現象，從而可以保證床料的沸騰流化正常。如果在鍋爐運行的過程當中，不對燃煤顆粒進行控制的話，就會影響較大的燃煤顆粒的沸騰情況，如果較小的流化風量的話，就會對燃煤顆粒的數量以及速度造成影響，造成經濟方面的影響。

最后，在燃煤粒度對設備磨損的程度進行分析的話，最小的流化風量主要指的是固定床轉移到沸騰床轉移點的位置界面氣流速度進行影響，需要在一定的床溫基礎之上，對其直徑增加的情況下，床料流化當中所需要的最小流化風量也需要進行增加。在床料阻力增加的情況下，就會引起床料流化狀態逐漸向不良的狀態進行移動，加速了對設備的磨損，影響了鍋爐運行的狀態。與此同時，燃煤粒度因素對于底渣顆粒粒徑也有影響，底渣需要充分保證小顆粒的煤在燃燒的過程當中可以被吹入到旋風分離器，從而在分離器的下部反料床上進行二次燃燒。

4 結束語

綜上所述，循環流化床燃燒技術屬于一種新型的高效潔凈燃燒技術，具有低污染、高效率、燃燒適應范圍相對較廣等特點和優勢。在進行應用的過程當中，需要對燃煤顆粒對鍋爐燃燒所產生的影響進行分析，從而尋找最佳的燃煤技術，并且應用在實際生產當中，最終將循環流化床的燃燒技術進行充分的應用，保證其生態環境的健康，減少其中所消耗的能耗，起到節約資源的作用，最終實現社會的可持續化發展。

[1] 高洪培，王鵬利，張敏，等.大型循環流化床鍋爐臨界流化風量控制與燃燒優化調整[J].熱力發電，2005，34（4）：31-33.

[2] 吳炬，李爭起，冷杰，等.220t/h循環流化床鍋爐運行特性試驗研究[J].東北電力技術，2005，26（6）：11-16.

[3] 李智華，郝如平.燃煤粒度過大對循環流化床鍋爐的影響[J].商品與質量，2016，（11）：266.

表11 樣品測試結果

3 結論

1）采用微波消解法對聚烯烴樣品進行消解處理，處理過程中金屬沒有損失，提高了測定的準確性[5]；微波消解在3～4h即可完成消解和樣品前處理，縮短了處理時間，而且消解過程中所用的消解液的量很少，大大減少了試劑用量，節約了測試成本，減少了對環境的污染和對人員的損傷。

2）連續光源原子吸收光譜儀采用能夠產生更高量子化效率的CCD半導體檢測器，可同時記錄分析譜線周圍全部信息，運用創新的校正運算方法實時校正包括光源在內任何波動引起的漂移，從而有效改善信噪比，降低檢出限，滿足有害元素的痕量甚至超痕量分析要求[6]。從實驗結果看出，所測定的4種元素，方法檢出限均可可達0.01μg/L。而且微波消解的樣品溶液均一性很好，檢測的重復性高，方法精密度很好，該方法的準確度可靠，回收率均在90%～100%之間。完全滿足痕量金屬元素檢測的要求。

3）采用原子吸收法測定所制備的待測溶液中的金屬元素含量，并利用公式C=（Ci-C0）×V/M計算得到聚烯烴樣品中金屬元素的含量，此方法所需樣品量小，結果準確度高。同時，反映了聚丙烯產品中催化劑和引發劑的含量，為工藝控制起到積極的指導意義。

4）從試驗結果可以看出，連續光源原子吸收可以實現多元素順序測定，一個光源可以滿足所有元素測定波長，無需換燈，并且內置各元素分析波長及最佳測試條件，較傳統原子吸收需逐一切換光源，重新尋峰和最佳測試條件相比，大大節省測試時間。配合使用MPE 60 液體自動進樣器，按設定吸取不同體積的溶液并將其放入石墨管，實現了微量進樣，用自動稀釋或不同體積進樣，自動繪制標準曲線，全自動多元素序列分析。

參考文獻

[1] 李險峰，張錦軍，劉國聰.微波消解-ICP-AES法測定ABS塑料中的鉛[J].湖北大學學報：自然科學版，2015，（1）：17-20.

[2] 沈曉鑾，田勇.超級微波消解-ICP-MS法測定塑料中錫元素[J].廣東化工，2014，（7）：191-192.

[3] 李波，林勤保，宋歡.微波消解-ICP-AES測定食品塑料包裝中鈦、鉛、鉻和鎘[J].化學研究與應用，2011，（2）：252-256.

[4] 鄧金梅，曾嘉欣.在塑料重金屬測定中對微波消解前處理條件的探討[J].廣東化工，2010，（6）：252-253.

[5] 黃弋石，丁亦青.微波消解-原子吸收法測定蟲草及包裝中鉛含量的研究[J].安徽化工，2014，（3）：92-93.

[6] 張繼蓉，印成，李顯芳.原子吸收光譜法測定活性污泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni[J].中國給水排水，2013，（4）：91-93.

Analysis on the Influence of Coal Particle Size on Combustion of Large Circulating Fluidized Bed Boiler

Zhu Zhan-qiang，Liu Jie

Combustion technology of circulating fluidized bed（CFB）is a new type of high efficiency and clean combustion technology in modern technology.Compared with other traditional combustion methods，CFB combustion technology has relatively low pollution and relatively high efficiency.，And in the scope of application is also quite extensive，and therefore need to make full use of poor quality coal.But the coal particle size needs to meet certain granularity requirements.The design concept and method of energysaving circulating fluidized bed boiler are summarized firstly.Secondly，the requirements of different boilers for coal particle size are studied.Coal particle size on the circulating fluidized bed boiler factors were analyzed.

coal particle size；large circulating fluidized bed；boiler combustion

TK224

A

1003–6490（2016）09–0041–02

2016–08–10

朱占強（1979—），男，遼寧營口人，工程師，主要從事輸煤、物料輸送設計及研發工作。