循環(huán)流化床鍋爐飛灰含炭量的討論

循環(huán)流化床鍋爐的飛灰含碳量問題近年來受到關(guān)注，鍋爐飛灰含碳量的高低是影響鍋爐熱效率的主要因素之一。若其它熱損失達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，那么降低飛灰含碳量便成為鍋爐節(jié)能降耗的首要工作。在分析受到流化床燃燒機(jī)理后，判斷飛灰中失去反應(yīng)性的焦炭粒子是飛灰偏高的主要原因，但在運(yùn)行中可以通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)有效降低飛灰含碳量，提高鍋爐效率。針對循環(huán)流化床鍋爐降低飛灰含炭量的相關(guān)問題，本文作了一些討論。

    一、關(guān)于循環(huán)流化床燃燒技術(shù) 
　　循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是國內(nèi)外公認(rèn)的一種潔凈煤燃燒技術(shù)，近二十年來才應(yīng)用于電站鍋爐領(lǐng)域并逐漸成熟起來。近幾年來，循環(huán)流化床燃煤電站鍋爐在我國迅速崛起。它的主要特點(diǎn)是具有良好的脫硫和脫硝特性，能很好地控制有害氣體的排放，減少酸雨形成，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。 
　　二、鍋爐飛灰中殘?zhí)嫉男纬蓹C(jī)理 
　　循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展速度使循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行出現(xiàn)了一些問題。諸如爐膛、分離器以及回送裝置及其之間的膨脹和密封問題。特別是鍋爐經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，由于選型不當(dāng)和材質(zhì)不合格，加上鍋爐的頻繁起停，導(dǎo)致一些部位出現(xiàn)顆粒向爐外泄漏現(xiàn)象。還有由于設(shè)計(jì)和施工工藝不當(dāng)導(dǎo)致的磨損問題。爐膛、分離器以及返料裝置內(nèi)由于大量顆粒的循環(huán)流動，容易出現(xiàn)材料的磨損、破壞問題。爐膛溫度偏高以及石灰石選擇不合理導(dǎo)致的脫硫效率降低問題?；以C合利用率低的問題。其中尤其是飛灰含碳量高問題的存在影響了循環(huán)流化床鍋爐的連續(xù)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還帶來了維修工作量大、運(yùn)行費(fèi)用高等問題。 
　　根據(jù)研究，從密相區(qū)揚(yáng)析出的細(xì)小焦炭顆粒是飛灰中未燃碳的主要來源。煤粒在進(jìn)入高溫流化床后，受到熾熱床料的快速加熱，首先是水分蒸發(fā)，然后當(dāng)煤粒溫度達(dá)到熱解溫度時(shí)，煤粒中揮發(fā)分析出，隨著熱解的進(jìn)行，顆粒內(nèi)部將產(chǎn)生明顯的壓力梯度，一旦壓力超過一定值，顆粒表層將崩裂而形成破碎。煤粒破碎后形成了大量的細(xì)小粒子，這些細(xì)小粒子在揮發(fā)分析出后成為活性較低、不易燃盡的焦炭粒子。 
　　飛灰中的焦炭粒子可根據(jù)其反應(yīng)特性分為兩類；一類反應(yīng)性相對較高，甚至還有未析出的揮發(fā)分，這類顆粒在爐膛內(nèi)停留時(shí)間不長，主要分布在較大的飛灰顆粒中。另一類恰好相反，揮發(fā)分基本已經(jīng)析出，并且在燃燒室、分離器反復(fù)循環(huán)燃燒，焦炭的反應(yīng)性隨著停留時(shí)間的增長而逐漸降低，這類顆粒主要集中在較細(xì)的飛灰顆粒中。在熱解最初階段反應(yīng)性下降非?？?，接下來下降速度減緩，最后達(dá)到由熱處理溫度決定的一個(gè)漸進(jìn)值，溫度越高，此漸進(jìn)值越低。循環(huán)流化床燃燒溫度下，焦炭在10～30min內(nèi)，反應(yīng)性下降至最低，爐膛中的細(xì)小顆粒一般不能停留這么久，所以飛灰中低反應(yīng)性焦炭極有可能是來自于原煤形成的大顆粒焦炭。大顆粒焦炭在引爆裂、磨損達(dá)到可揚(yáng)析的細(xì)小顆粒之前會在爐膛內(nèi)停留較長時(shí)間。