煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐效率的影響 床料正常沸騰以及床溫保持穩(wěn)定是循環(huán)流化床鍋爐運行的基本要求,為此,保證入爐煤的顆粒度至關(guān)重要。大量進入流化床的煤塊會在床體中沉積并形成死滯區(qū),破壞正常的流化狀態(tài),導(dǎo)致爐內(nèi)溫度場不均勻,進而結(jié)焦而被迫停爐;過多的細(xì)小顆粒則會影響分離器效果,隨煙氣進入電除塵裝置,減少回灰,造成床溫升高卻帶不上負(fù)荷,降低鍋爐效率。所以良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng)能夠保證進入鍋爐的煤的粒度在0~13mm,滿足循環(huán)流化床鍋爐的安全運行要求,否則在運行過程中,為了減少小煤粒飛逸而減小風(fēng)量的措施會影響大粒度煤粒的流化;而為了保持大煤粒良好的流化 狀態(tài)加大風(fēng)量會增加小粒度煤粒的飛逸,導(dǎo)致鍋爐排煙損失的增加。 煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的影響 受熱面的磨損是循環(huán)流化床鍋爐運行過程中最突出的問題,這些磨損主要是水冷壁管磨損、布風(fēng)裝置磨損、不規(guī)則管壁磨損、凸出或凹陷部位磨損、屏式過熱器磨損以及過熱器/省煤器/空預(yù)器尾部受熱面磨損等。
下面重點分析水冷壁的磨損情況。
(1)由于影響水冷壁磨損的因素很多,磨損過程也極其復(fù)雜,其磨損量的計算只能采用半經(jīng)驗公式,可以用一個簡化的公式對磨損傾向作初步定性分析:E=KpCpdp2u3 其中:E———磨損速率,mm/100000h Kp———灰特性系數(shù),一般取1/103 Cp———顆粒濃度,kg/m3 dp———灰粒平均直徑,mm u———氣流速度,m/s
(2)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)煙速一般為4.5~6.0m/s,在900℃爐膛下屏式受熱面區(qū)域顆粒濃度為10kg/m3,4.5m/s和6.0m/s兩種極限煙氣流速下各種煤粒度對水冷壁的磨損量根據(jù)公式E= KpCpdp2u3計算。 鍋爐水冷壁的磨損與煤粒度的平方成正比,與煙氣流速的三次方成正比,因此,爐膛內(nèi)煙氣流速對水冷壁磨損的影響最大,其次是煤的粒度,在同等煤粒度下,煙氣流速所造成的磨損遠(yuǎn)大于煤粒度本身造成的磨損。 循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管的設(shè)計壽命為磨損量2.0mm/106h,因此,通過理論計算,當(dāng)煤的粒度為1~1.5mm左右時,水冷壁的磨損量將達到2.0mm/106h,從設(shè)備的角度看煤粒度越小對減少磨損越有利,但從運行的角度,煤的粒度過大和過小都是不利的。
(3)煤的粒度與水冷壁磨損關(guān)系曲線。根據(jù)計算,在顆粒濃度一定的情況下,兩種極限煙氣流速分別選定4.5m/s和6m/s,各種煤粒度與水冷壁磨損的關(guān)系曲線如下圖所示。 結(jié)論:煤的粒度與水冷壁的磨損關(guān)系近似于拋物線曲線,爐膛煙氣流速越大,拋物線越陡;煤粒越大,水冷壁的磨損量越大。
運行中煤粒度的選擇和控制 循環(huán)流化床鍋爐煤的粒度的選擇與鍋爐本身的燃燒設(shè)計、煤種、運行中各種參數(shù)的匹配等因素有關(guān),通過前面煤粒度對鍋爐運行、水冷壁磨損等的分析,查閱大量資料,從設(shè)備管理的角度,建議從以下方面控制考慮煤顆粒度的控制:
(1)循環(huán)流化床采用的煤粒尺寸一般為0~13mm或0~8mm。
(2)循環(huán)流化床鍋爐給煤粒度與煤種有關(guān),特別是煤中基灰分影響較大,可以參考表2進行選擇。
(3)燃煤進入爐膛燃燒后的灰分分為三種:底灰、飛灰(進入尾部煙道)和循環(huán)灰,這三種灰的顆粒度是不一樣的,特別是循環(huán)灰要參與爐膛水冷壁的傳熱,所以循環(huán)灰是鍋爐正常工作必不可少的灰分,為保證循環(huán)流化床鍋爐的正常運行,除了限制給煤最大粒度外,要求給煤中有足夠的相當(dāng)于循環(huán)灰粒度的煤,即要求0.1~0.5mm的占總給煤量的40%~60%。
入爐煤的粒度的大小由破碎機和正弦篩的特性決定的,440t/h循環(huán)流化床鍋爐輸煤系統(tǒng)粗碎煤機型號為ACC-7,其出料粒度≤30mm;細(xì)碎煤機為可逆錘擊式,其出料粒度≤10mm;正弦篩型號為1.2ZS-16/15°,篩下物粒度≤10mm,因此,運行中建議煤的粒度按這樣控制:粒度為0.1~0.5mm煤占40%~60%,其余60%~40%的煤粒度控制在8~10mm左右,要定期對粗細(xì)碎篩板間隙和正弦篩篩軸間隙進行調(diào)整,以確保煤粒度合格。