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CFB锅炉降低灰渣含碳量的探讨 【摘要 】 CFB锅炉（循环流化床锅炉）灰渣含碳量直接反映锅炉燃烧的好坏 ，灰渣含碳量对锅炉热效率有很大影响，也直接影响到灰渣的综合开发和利用。通过多年的运行实践，从运行调整方面得出CFB锅炉的燃煤粒径、床温、床压、一次风和二次风的配比等因素对灰渣含碳量的影响。 关键词CFB锅炉、灰渣含碳量、锅炉热效率、 近年来，随着环保压力的增大，CFB锅炉因其燃料适应广、燃烧效率高、清洁燃烧，适合环保要求，在国内得到广泛的推广；但是，CFB锅炉在国内的研究起步比较晚 ，设计、运行等方面的技术还是不太成熟 ，如磨损、达不到额定出力、灰渣含碳量高、厂用电率高等问题。燃煤的成本超过电厂总成本的75，灰渣含碳量的高低，直接关系到锅炉热效率和发电成本，进而影响企业的经济效益 ；并且灰渣含碳量高，还严重影响锅炉灰渣的综合利用和开发。 根据多年的运行经验，并查阅了一些资料，对降低CFB锅炉灰渣含碳量从运行工况的调整分析，总结为以下几点，供同仁们参考。 1、燃煤的粒径 CFB锅炉对燃煤粒径的大小要求范围比较大，但燃煤粗细份额大小影响到灰渣的含碳量，燃煤粒径太大，受热面的磨损加快，缩短运行周期，增加检修次数。 （1） 细煤粒份额比较大 根据CFB锅炉的燃烧动力场特点，在密相区属欠氧燃烧，形成了大量一氧化碳，大量的一氧化碳和未来得及燃烧的煤粉随烟气进入稀相区，增加了稀相区的燃烧份额，使稀相区的燃烧份额超过设计值，导致一部分一氧化碳和煤粉随烟气排出，造成了不完全燃烧，并且有可能造成旋风分离器和尾部烟道非常剧烈的二次燃烧。 （2） 粗煤粒份额比较大 粗煤粒份额比较大，使得许多大煤粒沉于密相区底部，燃烧不充分，随渣排出炉外；防止结焦，可能会加大一次风量，使大量细煤粒随烟气排出，还会加大对受热面的磨损。 国内目前CFB锅炉采用的燃煤径粒一般为0--10mm或0--8mm，通过多次实验，燃煤粒径在5--10mm的占80且最大的不要超过13mm，灰渣的含碳量最理想，下面是以5 mm以下、5--10mm、10 mm以上的燃煤粒径占燃煤份额的80以上所做的一组实验，通过调整其它参数得到灰渣的最佳含碳量 煤的粒径（mm） 飞灰含碳量（） 渣的含碳量（） 5以下 15 4 510 5 1.5以下 10 以上 7 8 2、床温 CFB锅炉床温的选定，应根据燃烧的稳定性、运行的经济性及环保等要求综合确定。 （1） 环保方面 环保要求对电厂控制的排放物主要是粉尘、硫的氧化物和氮的氧化物。CFB锅炉的旋风分离器具有一级除尘作用，加上高效的电除尘，粉尘对环境的污染已得到有效的扼制。 煤燃烧生成氮的氧化物有两种形式 ，一种是空气中的氮和氧化合生成氮的氧化物，这种氮的氧化物生成的可能性很小，因为它的生成温度要大于1300℃，而CFB锅炉床温控制在1000℃以内。另一种氮的氧化物生成是由煤中本身所含的氮（C-N）在燃烧中C-N键容易被破坏，生成氮的氧化物。通过查阅资料，温度在900℃左右氮的氧化物生成量最小，温度在900℃--950℃之间，氮的氧化物的生成量和温度在900℃左右相比相差不大。 温度会改变脱硫反应速度、脱硫剂性能等，从而影响脱硫效率和脱硫剂利用率，温度在830℃--930℃之间是常用脱硫剂高效脱硫的最佳脱硫温度区，床温控制在930℃--950℃对脱硫的效果基本没有影响。 （2） 经济性和安全性 根据CFB锅炉燃烧的特点，从旋风分离器出来的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃烧温度在800℃以上，这些焦炭颗粒的燃烧大部分在稀相区完成，CFB锅炉二次风口一般布置在稀相区和密相区交界处，床温过低，稀相区温度达不到焦炭燃烧温度，使燃烧不完全，灰渣含碳量升高。控制床温在930℃--950℃之间，物料经过稀相区二次风口后，使稀相区温度高于800℃，基本可以解决这一问题；在这一温度区间，由于灰的变形温度一般高于1100℃，也不会产生结焦现象，保证锅炉稳定运行。 下面是某电厂2CFB锅炉调整床温时所跟踪的一组数据 床温（℃） 炉膛出口温度（℃） 飞灰含碳量（） 炉渣含碳量（） 870 820 13 3.5 900 850 12.34 2.95 924 868 9.93 2.64 930 872 9.46 2.55 946 878 8.8 2.3 3、一次风和二次风的配比 一次风从布风板下鼓入，主要是满足物料流化和密相区欠氧燃烧的需要，一次风量的大小，应依据床温、稀密相区燃烧份额、受热面磨损情况、经济性综合确定；二次风主要满足炉内扰动和助燃作用，从而决定了煤粒在炉内分布的均匀性和燃烧情况，二次风的大小应依据床温、过量空气系数、经济性综合确定。一次风和二次风合理配比，不但保证CFB锅炉高效低污染燃烧，还保证了CFB锅炉安全运行，防止受热面磨损。 对于不同型式的CFB锅炉，由于设计工况的不同，一次风和二次风配比与其燃烧份额也不相同。目前，国产CFB锅炉的一次风和二次风配比值大致为64、46、55，这些值是设计值，锅炉设计者很难设计出一个固定的适合不同CFB锅炉运行的配比值。这就要求运行人员在实际操作中，根据CFB锅炉本身特点，保证燃烧充分、风机电耗率低、减少受热面磨损的情况下，通过精心调整，摸索出适合某台CFB锅炉的一次风和二次风合理配比值。 4.床压 床压对CFB锅炉灰渣（特别是渣）的含碳量的高低有很大影响，随着一次风量的变化，床压也发生变化。在做燃烧调整时，保证安全、经济的情况下，尽量提高床压，使炉渣在炉内停留的时间长，燃烧充分，对降低渣的含碳量很明显。在调整燃烧时，必须保证在同负荷下一次风量确定的情况下，尽量保持高床压（约710Kpa），否则提高床压对降低灰渣含碳量意义不大。 结论 综上所述，降低CFB锅炉灰渣含碳量，从运行调整方面归纳为 （1） 对燃煤选择合适的粒径 根据经验提供一个参考值燃煤粒径在5--10mm的占80且最大的不要超过13mm。 （2） 床温 床温控制在930℃--950℃，使稀相区的温度高于800℃。 （3） 选择合理的一、二次风配比。 （4） 在保证安全、风机电耗率小的情况下，尽量提高床压（约710Kpa）。 参考文献 【1】 大气污染控制技术（李广超主编） 【2】 循环流化床燃烧技术（四川电力工业局编） 【3】 防止循环流化床锅炉磨损的探讨