...煤石灰石粒度对CFB锅炉炉内脱硫运行的影响探索
梁静
摘要：根据入炉煤粒径对循环硫化床锅炉负荷、过热汽温、磨损、燃烧效率等的影响，提出合理控制煤粒度，提高燃烧效率，可保证锅炉安全稳定运行，为企业获得良好的经济效益。
关键字：入炉煤粒径；循环硫化床；磨损；燃烧；影响
1 前言
循环流化床燃烧技术属于一种新型的高效洁净燃烧技术，与其他燃烧方式相比，循环硫化床燃烧技术具备着低污染、高效率、燃烧适应性广，灰渣能够有效利用等优点，因此被广泛应用于循环硫化床锅炉中，在保护环境、节约能源、充分利用劣质煤等当面发挥着重要作用。然而，虽然CFB锅炉对燃料的适应性特别好，但它对燃煤的粒度范围、平均粒径大小和粒度的分布有较为严格的要求，不同的炉型、不同的煤种对燃煤粒径有不同的要求。通过研究发现，如燃煤粒径变化大，对锅炉的流化燃烧工况、带负荷的能力，对受热面和耐火衬里的磨损都会带来很大的影响。保证煤的粒度分布合理是电厂燃煤制备系统设计和运行必须解决的重要问题，必须引起电厂设计和运行人员足够的重视。
2 CFB锅炉正常运行中入炉煤粒径对锅炉的影响
作为同煤粉炉的重要区别，CFB锅炉正常运行中炉内必须保持一定的床料并保证正常流化。床料粒径是否合格对锅炉是否能够正常流化有着重要影响。而床料粒径除取决于点火初期入炉底料外，正常运行中则取决于入炉煤颗粒大小。入炉煤的颗粒度对循环流化床锅炉的负荷、受热面的磨损、燃烧效率、床温等有较大影响。
2.1对锅炉负荷的影响
如果燃煤粒径与CFB锅炉不适应，粒径分布不合理或平均粒径太大，会使锅炉负荷下降。为了维持CFB正常燃烧与物料循环，要求入炉煤中所含大、中、小颗粒的比例有一个合理的数值，也就是要求燃料有合适的粒度级配。但目前投产的部分CFB由于燃料来源不同，燃煤制备系统选择不同，不能按燃煤的破碎特性去选择合适的工艺系统和破碎设备，或者是燃料制备系统设计合理且适合设计煤种，但实际运行时由于煤种的变化而影响燃料颗粒特性及其级配，粒度过大，煤粒燃烬时间长。同时，飞出床料层的颗粒减少，锅炉不能维持正常的循环灰量，必然造成锅炉负荷下降。
2.2 对磨损的影响
锅炉正常运行中，一次风量的选取取决于床料流化的最小风量，最小流化风量指的是固定床转到沸腾床转折点位置的界面气流速度。最小流化风量主要是由燃料粒径尺寸来决定的，包括煤颗粒气流的物理性质及堆积密度等。而入炉燃料颗粒大小则影响着床料粒径的大小。因此，在床温保持一定的基础上，随着床料粒径增加，床料流化所需最小流化风量也会增加，在一定风压作用下，床料阻力增加，这就致使流化状态向不良状态进行移动。加快了布风板上风帽设备的磨损，在风速增加下，水冷受热面的磨损也会增加，对设备的磨损，造成设备检修费用的增高，影响着锅炉运行转态，锅炉运行周期大大缩短，同时厂用电率也随之升高。
2.3 对床温及燃烧效率的影响
循环流化床锅炉运行时的基本要求就是床料沸腾正常，床温维持稳定，为此，入炉煤的颗粒度一定要有保证，且要有适当的筛分比例，运行中如有大煤块大量进入流化床，会在床体中沉积形成死滞区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成床温过低且不能满负荷运行或局部床温过高结焦而被迫停炉。所以循环流化床锅炉的安全运行要求有良好的燃烧破碎、筛分系统，以保证进入流化床的煤粒在要求的颗粒度范围内（一般要求颗粒度在0～13～范围内）。否则运行时若为了减少小煤粒飞逸而减小风量，就会影响大煤粒沸騰；若为了照顾大煤粒沸腾良好而加大流化风量，则小煤粒飞逸又会增多，加大锅炉损失；同时风量调节还要与给煤构成一定比例，以维持床温。煤粒破碎得好，颗粒度均匀，则运行时风煤比易掌握，床温易稳定，效率也高。如颗粒度过大、过小，甚至超大，都会给运行操作带来困难，同时造成流化床锅炉飞灰损失及灰渣热损失的增大，使锅炉热效率降低。另外，颗粒度增大，则会因照顾大颗粒流化而加大风量，致使小颗粒煤未及时燃烧而飞出炉膛进入旋风分离器，在分离器下部的返料床上二次燃烧，使返料温度过高，造成返料器高温结焦，影响锅炉正常运行。
2.4 对点火启动的影响
循环流化床锅炉的点火过程是通过加热锅炉底料至煤的燃点、到正常燃烧的动态过程，这一过程的成败与流化床底料的粒度结构、底料静止高度、配风、给煤等诸多因素有关。在控制好配风、底料因素的前提下，要控制好给煤颗粒才能保证锅炉的正常点火。一般来讲，大颗粒和小颗粒都是需要的，重要的是不同粒径的合理配比。在点火初期要保证床内有足够的细颗粒，可以缩短点火时间，节省投油量。而稳定床温还需要大颗粒的持续放热。煤粒过粗，则会发生大块沉积、流化不畅、循环灰量不足、局部结焦、排渣困难引起事故，若煤粒过细，点火启动时飞灰可燃物会大大增加，如同时油枪雾化不好则极可能出现尾部烟道再燃烧。
3入炉煤粒度控制
入炉煤粒径级配控制是一项十分复杂的问题，国外在应用时，要求煤粒径为0.lmm的煤在10%以下；煤粒径小于1.Omm的煤控制在60%以下；煤粒径小于4.Omm的煤控制在95%以下；投入到炉内煤粒径不能出现超过lOmm的煤。我国应用时，对高挥发分低灰煤，要求煤粒径控制在0-13mm范围内；对低挥发高灰煤则为0-8mm。但在实际操作中，仍存在着较多的超大煤块，为此，需要做好破碎工作，确保入炉煤粒径对循环流化床燃烧影响最小。
3.1合理设计煤的制备系统
煤制备系统的设计，就是针对原煤的筛分特性和破碎特性确定系统的破碎设备和筛分设备的组合方案。CFB锅炉对入炉煤的筛分分布特性有一定的要求，不只是将煤破碎，还应保证出料的粒度筛分要求，因此，对煤制备系统进行合理设计十分重要。当一级破碎机不能满足粒度要求时，可采用两级或三级破碎系统；采用具有检查筛分的闭路系统，在破碎机后进行筛分叫做检查筛分，检查筛分可以严格控制产品的颗粒度，充分发挥破碎机的生产能力，当要求产品的颗粒度较为严格时，可以不减小破碎机的排料口尺寸，只是把筛上物返回破碎机进行破碎，充分发挥了破碎机的破碎能力。
3.2破碎机的选择
选用一种合适的破碎设备，是提供合格粒径的燃料、保证循环流化床锅炉正常运行的重要因素之一。采用国内外先进的破碎设备，如：锤击式破碎机发展成的BC系列细粒破碎机；新型的反击式破碎机改进腔型设计，第一级反击架采用整体锰钢件，以增加其质量，加大大块物料的破碎效果；第二级反击架尽可能靠后，而且下端排放口接近转子水平线；圆锥破碎的机发展成“惯性圆锥破碎机”；将对辊组合成DZ系列组合式齿辊破碎机等。
4结语
在本文中，对入炉煤粒度对循环流化床燃烧的影响进行了分析与研究，为实现循环流化床锅炉运行的安全性与经济性，需要结合实际情况，对煤粒径进行合理控制，最终实现企业的综合效益。
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