循环流化床锅炉飞灰残碳量的控制

张 猛

(山西焦煤五麟公司甲醇厂，山西 汾阳 032200)

专题讨论

循环流化床锅炉飞灰残碳量的控制

张 猛

(山西焦煤五麟公司甲醇厂，山西 汾阳 032200)

从控制循环流化床锅炉飞灰含碳量的重要性出发，分析了影响循环流化床飞灰残碳量的因素，并针对性地提出了调整和控制飞灰残碳量的措施，意在优化在锅炉中的操作运行。

循环流化床；含碳量；控制

循环流化床燃烧技术因其众多的优点而得到广泛应用，然而，在实际运行中，却普遍存在飞灰残碳高于预期的问题。循环流化床的运行特点是炉温较低，在850 ℃～950 ℃，物料在炉膛内反复循环，飞灰残碳量较低。但是，在实际运行中，大多数循环流化床都存在飞灰含碳量偏高的现象，这严重影响了锅炉的燃烧效率，造成了极大的能源浪费，且整个生产成本增加。因此，循环流化床锅炉飞灰残碳的问题亟待解决[1]。

1.1 设备安全

飞灰残碳量的增高，会对锅炉的烟道及烟道内的过热器管壁造成相当大的磨损，并且，会造成后面的区域超温，可能引起爆管事故，给整个锅炉安全运行带来威胁。

1.2 环境质量

飞灰残碳量的增加，势必带来煤的燃烧效率的降低，从而使用煤量增加，在除尘效率不变的情况下，最终导致排放到大气的飞灰量增加，严重破坏了环境质量。

1.3 锅炉热效率

锅炉热效率是指燃料热量中有效热量所占的比例。若飞灰中的残碳量增加，则有效的燃料将会损失，锅炉热效率下降，燃料使用量增加，生产成本增加。以五麟公司甲醇厂用煤情况计算，每天用煤350 t，若飞灰残碳每下降1%，则每天减少用煤3.5 t，全年减少用煤1 050 t，每吨煤按200元计算，则节省约20万元。

2.1 煤质的影响

煤的水分含量若大，煤进入炉膛内燃烧，造成炉内温度降低，燃烧稳定性变差，煤的燃烧会不充分，造成飞灰残碳量增大。当煤的发热量偏低时，同样的锅炉负荷所需的实际煤量增大，相应的一次风量就会增加，导致理论燃烧温度和炉内的温度下降，使煤粉气流着火延迟，造成飞灰含碳量增大。若煤的灰分含量较高，固定碳将会被灰层包裹，在炉膛内增大，碳粒燃烧过程中被灰层包裹，在炉膛内燃烧将不会充分，造成飞灰含碳量升高。

2.2 煤的粒度影响

煤的粒度在锅炉运行时不能过大也不能过小，必须在一个合理的范围内。若煤颗粒过大，它在锅炉内的燃烧时间会增加；若煤的颗粒过小，煤在锅炉内的停留时间又减少。这2种情况都会造成飞灰残碳量的增加。

2.3 氧含量的影响

锅炉运行时氧含量也应该保证在一定的范围之内。氧含量过低，炉内处于缺氧燃烧状态，燃料煤不能够充分燃烧，飞灰残碳必定增高；氧含量过高，势必需要加大风量，那么一次风机的风量增加，导致燃煤粉着火推迟，火焰上移，煤粉在炉内停留时间减少，降低了煤粉的燃烬程度，飞灰残碳仍会上升。

2.4 床温的影响

床层温度控制对飞灰残碳量有直接影响。因为床温升高，燃料在炉膛内的燃烬时间缩短，能够降低飞灰残碳量。但是，床温也不是越高越好，床层温度太高，容易造成锅炉结焦。通常，循环流化床最佳运行温度为850 ℃～950 ℃。因此，为了控制飞灰残碳量，应该合理地控制锅炉床层温度。

3.1 煤质的控制

加强煤质的取样化验，化验结果必须及时准确。从源头上加以控制，确保用煤成分与设计煤种的成分接近。若化验结果与设计相差较大，可通过将几种煤掺和一起使用，来调整煤质。然后，通过对飞灰残碳量及锅炉运行情况的分析，确定配煤是否合适，不合适再进行调整，保证锅炉经济运行。

3.2 煤的粒度控制

为了保证锅炉入炉煤的粒度，应该定期地进行筛分实验，对粒度进行检查，确保入炉煤粒度。同时，加强对破碎机的维护保养，控制粒度指标。

3.3 氧含量控制

氧含量的控制，其实就是对一次风和二次风进行合理的风量调整。严格控制好一次风和二次风的总风量，以保证锅炉的过剩空气系数，既使燃料煤能够完全燃烧，又能防止截面风流速过大，燃料煤停留时间过短。一次风和二次风的比值直接影响飞灰残碳量的多少，控制好一次风和二次风的比例，降低一次风量增加二次风量，有助于降低飞灰残碳量。因为，一次风越大，一次风速越快，燃料煤着火所需的热量越大，着火所需的时间也越长，这样就推迟了着火点。风速过大，燃料煤中的大颗粒可能因为动能过大而穿过燃烧区不能燃尽。一次风过大，导致二次风的扰动能力不足，炉膛内燃烧不均匀。二次风主要是在运行过程中起到助燃作用，足够的二次风具有良好的穿透能力，在远离水冷壁壁面的区域辅助燃烧，并使得炉内烟气和固体颗粒混合均匀。

3.4 床温的控制

在条件允许的情况下，床温尽量保持在上限且床温稳定，足够的床温能够保证燃料煤的充分燃烧。选择适当高的炉温，可使煤粉着火加快，燃烧过程进行得也快，容易趋于完全燃烧，有利于降低飞灰残碳量，提高锅炉效率。炉温范围取决于燃料性质、预热空气温度、炉膛容积热强度和炉膛断面热强度等因素。

通过以上分析，在今后的锅炉运行中，应加强对入炉燃料煤质和煤的粒度的采样分析，及时通报分析结果，以便操作运行的调整。同时，运行人员重点将工艺指标进行合理的控制，调节好一次风、二次风的比例，控制好床温，最终控制好飞灰残碳量，保证锅炉的经济稳定运行。

[1] 李少华，王启民，肖显斌，等.循环流化床锅炉飞灰残碳的生成及其处理[J].热能动力工程，2007,22(1)：52-56.

[2] 王莺歌.大型电站锅炉飞灰含碳量的调整与控制[J].东北电力技术，2007,28(11)：24-28.

[3] 皱德普.飞灰含碳量高的原因分析及对策[J].东北电力技术，2005,26(1)：29-31.

[4] 何晋，杜瑞铭，聂利辉.锅炉飞灰含碳量偏高原因分析及处理对策[J].热力发电，2003,32(9)：32-33.

[5] 杨海瑞，肖显斌，王进伟，等.循环流化床锅炉床压降对飞灰含碳量的影响[J].电站系统工程，2005,21(3)：13-14.

[6] 白建宁，李战国.330 MW循环流化床锅炉运行优化[J].华北电力技术,2016(1)：55-58.

Control of carbon content in fly ash of circulating fluidized bed boiler

ZHANG Meng

(Methanol Factory of Shanxi Coking Coal Wulin Company, Fenyang Shanxi 032200, China)

Starting from the importance of controlling carbon content in fly ash of circulating fluidized bed boiler, this paper analyzes the influencing factors of the amount of residual carbon in fly ash of circulating fluidized bed, and puts forward the measures for adjustment and control of carbon residue in fly ash to optimize the operation in boiler.

circulating fluidized bed; carbon content; control

2016-11-22

张 猛，男，1981年出生，2009年年毕业于太原理工大学，工程师，主要从事甲醇生产工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.21

TQ051

A

1004-7050(2017)01-0068-02