提高循环流化床锅炉热效率的措施

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(5) 燃烧氧量供给的影响
燃烧室深度(m)(左为前墙方向)
高坝电厂410t/h CFB锅炉燃烧室深度方向烟气含氧量分布： 靠前墙2m之内含氧量较低，在3%-6%范围内； 靠后墙1.5m之内含氧量较高，在6%-10%之间； 在燃烧室中心区2.5m范围内，含氧量最低，接近于零。
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原因：
前墙缺氧：回料管给煤，煤燃烧消耗了氧气； 后墙富氧：燃烧少耗氧少； 中心区缺氧：二次风穿透能力弱，送不到中心区 ，引起了供氧不足。
提高循环流化床锅炉热效率 的措施
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CFB锅炉的优点
➢ 燃料适应性特别好 ➢ 燃烧效率高 ➢ 负荷调节性能好 ➢ 灰渣综合利用 ➢ 环境性能特别好：能脱除SO2,NOX和CO2
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锅炉厂生产的CFB锅炉业绩表（--2007年3月）
哈锅 东锅 上锅 济锅 武锅 无锅 杭锅 太锅 总数
300MW 135MW 200MW 100MW等级 50MW等级
与煤种1相比, 影响程度的不同是由煤的燃烧反应性差异所决定的。
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(2) 煤种的影响
挥发分低的难燃煤种，如福建龙岩的无烟煤飞 灰含碳量较高；挥发分高的易燃煤种，如烟煤， 褐煤等，飞灰含碳量较低。
一般无烟煤的飞灰含碳量比烟煤要高5-10个百 分点。
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(3) 分离灰循环倍率的影响
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✓ 分离灰循环倍率为5时，飞灰含碳量为12.5%左右。 ✓ 分离灰循环倍率从3提高到4，飞灰含碳量降低约2.5个 百分点。 ✓ 从7提高到8时，降低了1个百分点。 ✓ 从14 提高到18时，只降低了0.5个百分点。 ✓ 分离灰循环倍率在2-6之间变化，对飞灰含碳量的影响 是最有效的。 ✓ 分离灰循环倍率为7时，飞灰含碳量为11%，为进一步 降低飞灰含碳量宜采用尾部降尘灰再循环燃烧。
当燃烧温度从870℃提高到920℃，燃烧温度增加50℃时 ，锅炉燃烧效率提高了2个百分点左右
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提高循环流化床锅炉热效率的技术措施
✓降低飞灰含碳量提高锅炉燃烧效率
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影响飞灰含碳量的主要因素
燃烧温度 煤的种类 分离飞灰的循环倍率 燃烧室上部燃烧偏斜 燃烧氧量的供给 分离器的分离效率 除尘灰再循环燃烧
7
47
3
10
44
5
40
17
25
8
22
6
1
8
6
5
5
159
6
1
7
18
74
1
2
5Байду номын сангаас
2
4
20
142
14
36
326
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➢大型CFB锅炉运行中的主要问题
➢ 受热面磨损、爆管。 ➢ 耐热防磨层磨损、破裂。 ➢ 风帽磨损与漏灰。 ➢ 冷渣器堵塞与结渣。 ➢ 燃烧分层。 ➢ 燃烧脉动。 ➢ 燃烧爆炸。
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某台135MW CFB锅炉热效率和各项热损失
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细碳粒子燃烬时间随燃烧温度的变化
煤粒径
mm 0.008 0.02 0.05 0.08 0.10 0.20 0.50 0.80
T(℃) (s)
950
0.37 1.08 3.14 5.41 7.01 15.66 45.33 78.20
900
0.71 2.05 5.94 10.24 13.26 29.64 85.80 148.01
热效率
碳未完全燃 烧热损失q4
化学未完全燃 烧热损失q3
排烟热损 失q2
90.28 2.93
0
5.67
散热损 失q5
0.53
灰渣物理 热损失q6
0.59
影响循环流化床锅炉热效率的主要因素有：
燃烧温度、燃煤种类、飞灰含碳量、炉渣含碳量 、和排烟温度。
过剩空气系数，燃煤粒度及分布，脱硫，一、二次风比率，给煤方式 及灰渣物理热损失。
分离器的分离效率与分离灰循环倍率的关系：
m为分离灰循环倍率，ηc为分离器分离效率，Ay为燃煤灰分 含量，为飞灰份额 。
分离效率高，分离灰循环倍率大； 煤中灰份含量高，分离灰循环倍率大； 燃烧室出口飞灰份额大，分离灰循环倍率高。
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分离效率与循环倍率的关系
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➢ 为保证分离灰循环倍率为9
850
1.34 3.88 11.24 19.38 25.11 56.10 162.40 280.14
800
2.54 7.35 21.27 36.68 47.52 106.18 307.38 530.21
当 从800℃升高到950℃时，碳粒子的燃烬时间缩短6倍左右
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温度 颗粒粒径 燃尽时间
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燃烧温度（℃）
950
1.69 3.77 6.03 8.43 10.92 18.80 24.43
900
3.20 7.14 11.43 15.69 20.67 35.66 46.19
850
6.05 13.51 21.13 30.20 39.12 67.49 89.42
800
11.45 25.58 40.94 57.16 74.05 127.73. 165.47
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提高循环流化床锅炉热效率的技术措施
✓适当提高燃烧温度
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燃烧温度
其中:τp为碳粒子的燃烬时间，s；T b为燃烧温度，℃；dp为 碳粒子直径，cm。
碳粒子的燃烬时间与燃烧温度有关，提高燃烧温度 能明显的缩短碳粒子的燃烬时间。
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不同粗碳粒子的燃烬时间随燃烧温度的变化
煤粒径
(mm) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 8.0 10.0 T(℃) (min)
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(1) 提高燃烧温度
当燃烧温度从900℃提 高到950℃时，飞灰含 碳量从22.5%降到10% 左右，降低了12.5个百 分点。燃烧温度提高 1℃，飞灰含碳量降低
0.25个百分点。
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当燃烧温度从900℃提高到 950℃时，飞灰含碳量从 22.5%降到15%，降低了7.5 个百分点。燃烧温度提高1℃ ，飞灰含碳量降低了0.15个 百分点。
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调整后高坝410t/h CFB锅炉燃烧室深度方向烟气含氧量分布
调整燃烧室前后墙的二次风量，增加前部供风量，减少后部供风量， 和加强二次风的穿透能力。
在燃烧室出口烟气含氧量为3%-4%的情况下，燃烧室中心区烟气含氧量从原来 的零提高到了3%左右，后墙区含氧量从9%降到了7%。
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(6) 提高分离器分离效率
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(4) 燃烧偏斜的影响
某135MW CFB锅炉燃烧偏斜特征
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✓ 左侧分离器进口烟气温度为923℃，返料温度为867℃ ，经分离器后温度降低了56℃。 ✓ 右侧分离器进口烟气温度为889℃，返料温度为956℃ ，经分离器后温度升高了67℃。
这时Cf =11%。 若消除了燃烧室上部的燃烧偏斜，飞灰含碳量Cf 8% 是有可能的。