影响锅炉热效率的因素
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燃煤颗粒粒径及速度对锅炉热效率影响研究
【摘要】：通过探究燃煤颗粒粒径及速度对锅炉的热效率的影响，结合目前厂内存在的问题， 理论联系实际，提出相应的解决措施。 关键词：燃煤颗粒；粒径；速度；锅炉热效率；影响 1.燃煤粒径变化对锅炉运行的影响 1.1.燃煤颗粒径及速度对锅炉蒸发量的影响 1.1.1 流化床锅炉
[3]赵振球.燃煤粒度对锅炉热效率的影响[J]中国科技.2012（25）.
[4]俞哲民.燃烧煤粒的速度对循环流化床锅炉燃烧影响[J]工业科技.2011(08).
[5]陈亚平.燃煤粒度对循环流化床锅炉燃烧影响的试验研究[J]能源研究与信息.2012(23).
2.2.4.过热器 锅筒内的饱和蒸汽先进入顶棚模式壁，然后测包墙再引至低温对流过热器，蒸汽自低过
引出后进入面式减温器后再进入高温对流过热器，最后汇入出口集箱。蒸汽温度采用面式减 温器调节，减温器筒内装有并联盘管，利有引来的锅炉给水，分两路经冷却盘管使蒸汽降温。 正常工况时减温焓降△i=19.2kcal/kg,调温幅度△t=31℃。各附属设备参考如下：
矿热电厂循环流化床锅炉是国内第一批试验炉，设备较老、自动化程度较低。由于所用 燃煤为平煤集团洗煤厂的中煤（发热量在 2000—2800 大卡之间），所含矸石量较大，埋管、 省煤器磨损较快易爆管。启炉点火时采用木炭点火，在运行时正压较大，飞灰扬尘较多，人 工劳动强度大，并且锅炉设备所在厂房为钢筋混凝土结构，较封闭。锅炉汽水系统流程图如 下：
燃煤颗粒在流化速度确定下，如果燃煤粒径平均较大太大，吹出的密相床的细颗粒就比 较少，而相对粒径较粗的颗粒就会大量地在粗床内进行燃烧，从而释放出大量的热量。因为 燃烧室下部吸收大量释放的热量，造成床下部温升高，而燃烧室下部布置固定，且不能吸收 太多热量，如果下部分温度超过 1050℃，继续加煤，就有可能导致床料高温结渣。
给水泵
减温水
主给水
混合联箱
省煤器 再循环
汽包
顶棚过热器
上联箱
侧
下 降
包 墙
管
水
冷
壁
低
过
下联箱
减 温 器
高
集汽集箱
过
汽机
2.2.设备概况 2.2.1. NG—35/3.82—M6 锅炉结构特点
本锅炉为单锅筒自然循环锅炉，锅炉本体除尾部省煤器和空气预热器系搁置，其余为悬 吊布置。锅炉主要尺寸：锅筒中心标高：23000MM，锅炉运转层标高：7000，锅炉最高点标 高：25030 锅炉柱宽（两侧柱中心距）：6000，锅炉柱宽（前右柱中心距）：8250，锅炉最在 深度（至平台外缘）：15025（包括经给煤平台）。 2.2.2.燃烧系统及设备
1E3W3)
20g
20g
Φ
51*5(16
组)
顶 47 20g 棚 过 热 器 侧 24* 20g 包2 墙 过 热 器 低 47 20g 温 过 热 器 高 47 20g 温 过 热 器
Φ51*5 4 20g 7
Φ
2 20g
51*5？ 4
*
2
Φ
4 20g
38*3.5 7
Φ
4 F20gB1
42*3.5 6 5Grmo
凝汽器的重要组成部分之一就是抽气设备,它的主要任务有两方面：一是在汽轮机组启 动时建立真空；而是在汽轮机组运行中抽除蒸汽及漏出的空气,从而保持凝汽器的真空。汽 轮机的排汽力度降低可以提高热效率，蒸汽压力与温度之间的关系是汽轮机运行时的排汽压 力和温度之间的关系。此外,降低真空能够使受热部件膨胀起来,使机组振动发生中心变化。 3.3.采用化学方式清洗凝汽器
燃煤颗粒在流化速度确定下，如果燃煤粒径太小，吹出的细颗粒就越多，其后果：一是 给分离器造成较大的负担，从而使返料器容易结渣进而影响二次燃烧飞灰；二是底料成减薄、 床层不稳定的情况容易造成；三是在稀相区内大量的细颗粒燃烧，大量热量被释放，由于燃 烧室上部受热面的布置是一定的 1.1.2 链条锅炉
链条锅炉是固定床层状燃烧时，燃煤粒粒径相对来说太小，机械送风比较困难困难，燃 煤粒由于得不到充分的氧气供应，就会不完全燃烧，热损失增大，并且容易发生出现偏火、 断口现象。 当链条锅炉属于层状燃烧时，燃煤粒粒径相对说太大，从而粒径大的燃煤粒很 难与空气充分混合，所以导致热损失增大、机械不完全燃烧 1.2.燃煤颗粒粒径及速度对锅炉受热面的影响
固体机械不完全燃烧热损失是导致锅炉燃烧效率低下的一个重要原因。就流化床锅炉而 言，床底渣的含碳量要求小于百分之二。但是，因为锅炉的高度是布置好的，无法更改，所 以细颗粒煤燃尽所需的时间大于其燃烧的时间，因此导致造成飞灰含碳不完全燃烧损失大， 锅炉热效率低。对于链条锅炉，粒度大，造成机械不完全损失大，粒度细，造成化学不完全 损失大，从而导致锅炉热效率降低。 2.矿热电厂目前的现状 2.1.锅炉运行现状
凝汽器化学清洗结垢，随着凝汽器清洗技术的不断发展，得到了广泛的应用。近十几年 来，随着高效缓蚀剂的研制成功以及普遍的应用，化学清洗监控手段的逐渐完善，各行各业 使用化学清洗越来越广，清洗凝汽器时使用化学清洗，则清洗工艺简单、时间较短、除污垢 率高，而且铜管的残余污垢腐蚀得到有效的控制。采用机动工具等机械的方法清洗凝汽器， 容易对铜管内壁造成损伤和铜管内壁存在机械划痕，在这些缺陷处容易形成的裂纹，并不断 变大，导致凝汽器铜管的破坏。应用化学方法清洗凝汽器，经过清洗后的凝汽器机组一直运 行状况良好，凝汽器参数都基本达到铭牌出力，而且凝汽器铜管无泄漏和残余水垢。只要在 凝汽器清洗过程中加强监控，控制好凝汽器清洗剂的浓度和温度，添加优质适用的缓蚀剂， 化学清洗是凝汽器清洗的最有效方法。 3.4.控制燃煤颗粒的湿度
锅筒内径 1500mm，壁厚 46mm，两端封头皆开人人孔，材质为 20 号锅炉钢，正常水位 线在中心线下 100mm 处水位允许最在波动值为±50mm，锅筒由链片式吊架悬在顶部梁上。锅 筒内采用单段蒸发系统,单侧布置 12 只∮290 旋风分离器,单只负荷为 2.92t／h。由省煤器 出口集箱引出的 4 根∮89×4 管子接至布置在锅筒另一侧的两只单独旋风分离器.锅筒内还 装有加药管、连续排污管、紧急放水管和再循环管的接头。
3 20g 7 * 2 1 薄壁碳 2钢 6 0
Φ32*3 Φ50*2
20g Φ32*3
46
Φ51*4
46
Φ51*4
46
Φ51*4
28
Φ51*3
34
Φ53.1.控制燃煤颗粒粒径及速度
根据锅炉效率队燃煤颗粒粒径和速度的要求，对控制燃煤颗粒粒径及速度进行调整，使 之提高锅炉热效率。在运行中，燃煤颗粒粒径小就会造成送风困难，燃烧不完全，如果加大 风量，燃煤颗粒就会被吹走，飞灰总量和含碳量将会增加。燃煤颗粒粒径如下：首先，将原 煤进行粒度分级；再则对破碎后形成的燃煤进行详细粒度分级；其次，对经过流化床炉已经 破碎后的燃煤颗粒粒径分级。 3.2.保证射汽抽汽器性能符合汽轮机真空的需要
数 量 锅1 筒
1#
材质 规格 数
量
20g
Φ
1
1546*46 ,长
8.23mm
2# 材质
规格
20g Φ1546*46, 长 8.23mm
数量 1
3# 材质
规格
20g
Φ
1408*42
水 134 20g Φ60*5 1 20g
冷
3
Φ60*5
壁
4
埋 76 20g Φ51*7 4 20g
Φ
64
管
4
51*9(S19N2
Φ51*5 Φ51*5 Φ38*3.5 Φ42*3.5
20g 20g
20g Φ38*3.5 15Grm Φ38*3.5
oG
省 37* 20g 煤3 器
空 126 气0 预 热 器 左 膜 式 壁 中 膜 式 壁 右 膜 式 壁 前 水 冷 壁 后 水 冷 壁 炉 膛 出 口 屏
薄壁 碳钢
Φ32*3 Φ50*2
燃煤颗粒径颗粒太大，达不到循环流化锅炉设计要求，就导致流化床锅炉粒子的蒸发量 和循环量小，满足不了设计，燃烧室上部的温度偏低，而下部温度偏高。通常解决这样的问 题是增加风量运行，加快燃煤颗粒的运动速度，使燃烧室上部燃烧较大的颗粒，从而降低燃 烧室下部的温度，提高燃烧室上部的温度。同时改善煤粒的效果，增大其蒸发量，以免结渣。 但加大风量运行的同时，导致锅炉受热面的磨损加重，检修费用增加。 1.3.燃煤粒径及速度对锅炉燃烧效率的影响
通过控制燃煤粒度、燃煤湿度，使得锅炉炉渣含碳量、飞灰含碳量显著降低，锅炉热效 率也得到了明显提高,从而保证生产稳定，除此之外，还节约了大量的原料。 参考文献：
[1]陈世红.循环流化床锅炉运行中出现的问题及解决措施[J]．中国电力.2012(32).
[2]魏铁军.燃煤粒径比例变化对锅炉燃烧效率的影响[J].科技日报.2011（11）.
不同类型的锅炉对的湿度有着不同的要求，流化床锅炉湿度比链条锅炉的相对较低些， 湿度大就会造成水分蒸发会吸收热量、对燃烧不和煤斗堵煤，使拨煤困难。具体方法如下： 首先，制定原煤湿度分析化验方法，增加了原煤湿度的考核内容。其次，增加煤场喷头数量， 恢复喷淋管线，使用定向喷头增加了均匀性，保证燃煤的湿度效果，确保了煤的水分达标， 降低锅炉炉渣含碳量、飞灰含碳量。 结束语：
本锅炉采用循环流化床燃烧方式。给煤机在流化床上方 1.2 米处将煤入燃烧室，由穿过 布风板风帽的一次风鼓动后形成密相区沸腾段，该段截面尺寸为 1.686*3.986M，前后墙区 布置∮57*9 埋管 44 根，在流化床上方 1.2 为处燃烧室扩展为 2.05*4.75M，烟速由 5.7M/S 降至 4.8M/S，满足该炉循环倍率的要求，在距布风板表面 2 米高处，沿炉室前后墙各布置 4 只二次风管，由分离器下来的未燃尽灰粒和飞灰，落入两只流化床式的回送装置，送入炉膛 密相区，使之循环复燃，燃尽的炉渣在炉膛下部落渣管排出。 2.2.3.锅筒及锅内汽水分离装置
【摘要】：通过探究燃煤颗粒粒径及速度对锅炉的热效率的影响，结合目前厂内存在的问题， 理论联系实际，提出相应的解决措施。 关键词：燃煤颗粒；粒径；速度；锅炉热效率；影响 1.燃煤粒径变化对锅炉运行的影响 1.1.燃煤颗粒径及速度对锅炉蒸发量的影响 1.1.1 流化床锅炉
[3]赵振球.燃煤粒度对锅炉热效率的影响[J]中国科技.2012（25）.
[4]俞哲民.燃烧煤粒的速度对循环流化床锅炉燃烧影响[J]工业科技.2011(08).
[5]陈亚平.燃煤粒度对循环流化床锅炉燃烧影响的试验研究[J]能源研究与信息.2012(23).
2.2.4.过热器 锅筒内的饱和蒸汽先进入顶棚模式壁，然后测包墙再引至低温对流过热器，蒸汽自低过
引出后进入面式减温器后再进入高温对流过热器，最后汇入出口集箱。蒸汽温度采用面式减 温器调节，减温器筒内装有并联盘管，利有引来的锅炉给水，分两路经冷却盘管使蒸汽降温。 正常工况时减温焓降△i=19.2kcal/kg,调温幅度△t=31℃。各附属设备参考如下：
矿热电厂循环流化床锅炉是国内第一批试验炉，设备较老、自动化程度较低。由于所用 燃煤为平煤集团洗煤厂的中煤（发热量在 2000—2800 大卡之间），所含矸石量较大，埋管、 省煤器磨损较快易爆管。启炉点火时采用木炭点火，在运行时正压较大，飞灰扬尘较多，人 工劳动强度大，并且锅炉设备所在厂房为钢筋混凝土结构，较封闭。锅炉汽水系统流程图如 下：
燃煤颗粒在流化速度确定下，如果燃煤粒径平均较大太大，吹出的密相床的细颗粒就比 较少，而相对粒径较粗的颗粒就会大量地在粗床内进行燃烧，从而释放出大量的热量。因为 燃烧室下部吸收大量释放的热量，造成床下部温升高，而燃烧室下部布置固定，且不能吸收 太多热量，如果下部分温度超过 1050℃，继续加煤，就有可能导致床料高温结渣。
给水泵
减温水
主给水
混合联箱
省煤器 再循环
汽包
顶棚过热器
上联箱
侧
下 降
包 墙
管
水
冷
壁
低
过
下联箱
减 温 器
高
集汽集箱
过
汽机
2.2.设备概况 2.2.1. NG—35/3.82—M6 锅炉结构特点
本锅炉为单锅筒自然循环锅炉，锅炉本体除尾部省煤器和空气预热器系搁置，其余为悬 吊布置。锅炉主要尺寸：锅筒中心标高：23000MM，锅炉运转层标高：7000，锅炉最高点标 高：25030 锅炉柱宽（两侧柱中心距）：6000，锅炉柱宽（前右柱中心距）：8250，锅炉最在 深度（至平台外缘）：15025（包括经给煤平台）。 2.2.2.燃烧系统及设备
1E3W3)
20g
20g
Φ
51*5(16
组)
顶 47 20g 棚 过 热 器 侧 24* 20g 包2 墙 过 热 器 低 47 20g 温 过 热 器 高 47 20g 温 过 热 器
Φ51*5 4 20g 7
Φ
2 20g
51*5？ 4
*
2
Φ
4 20g
38*3.5 7
Φ
4 F20gB1
42*3.5 6 5Grmo
凝汽器的重要组成部分之一就是抽气设备,它的主要任务有两方面：一是在汽轮机组启 动时建立真空；而是在汽轮机组运行中抽除蒸汽及漏出的空气,从而保持凝汽器的真空。汽 轮机的排汽力度降低可以提高热效率，蒸汽压力与温度之间的关系是汽轮机运行时的排汽压 力和温度之间的关系。此外,降低真空能够使受热部件膨胀起来,使机组振动发生中心变化。 3.3.采用化学方式清洗凝汽器
燃煤颗粒在流化速度确定下，如果燃煤粒径太小，吹出的细颗粒就越多，其后果：一是 给分离器造成较大的负担，从而使返料器容易结渣进而影响二次燃烧飞灰；二是底料成减薄、 床层不稳定的情况容易造成；三是在稀相区内大量的细颗粒燃烧，大量热量被释放，由于燃 烧室上部受热面的布置是一定的 1.1.2 链条锅炉
链条锅炉是固定床层状燃烧时，燃煤粒粒径相对来说太小，机械送风比较困难困难，燃 煤粒由于得不到充分的氧气供应，就会不完全燃烧，热损失增大，并且容易发生出现偏火、 断口现象。 当链条锅炉属于层状燃烧时，燃煤粒粒径相对说太大，从而粒径大的燃煤粒很 难与空气充分混合，所以导致热损失增大、机械不完全燃烧 1.2.燃煤颗粒粒径及速度对锅炉受热面的影响
固体机械不完全燃烧热损失是导致锅炉燃烧效率低下的一个重要原因。就流化床锅炉而 言，床底渣的含碳量要求小于百分之二。但是，因为锅炉的高度是布置好的，无法更改，所 以细颗粒煤燃尽所需的时间大于其燃烧的时间，因此导致造成飞灰含碳不完全燃烧损失大， 锅炉热效率低。对于链条锅炉，粒度大，造成机械不完全损失大，粒度细，造成化学不完全 损失大，从而导致锅炉热效率降低。 2.矿热电厂目前的现状 2.1.锅炉运行现状
凝汽器化学清洗结垢，随着凝汽器清洗技术的不断发展，得到了广泛的应用。近十几年 来，随着高效缓蚀剂的研制成功以及普遍的应用，化学清洗监控手段的逐渐完善，各行各业 使用化学清洗越来越广，清洗凝汽器时使用化学清洗，则清洗工艺简单、时间较短、除污垢 率高，而且铜管的残余污垢腐蚀得到有效的控制。采用机动工具等机械的方法清洗凝汽器， 容易对铜管内壁造成损伤和铜管内壁存在机械划痕，在这些缺陷处容易形成的裂纹，并不断 变大，导致凝汽器铜管的破坏。应用化学方法清洗凝汽器，经过清洗后的凝汽器机组一直运 行状况良好，凝汽器参数都基本达到铭牌出力，而且凝汽器铜管无泄漏和残余水垢。只要在 凝汽器清洗过程中加强监控，控制好凝汽器清洗剂的浓度和温度，添加优质适用的缓蚀剂， 化学清洗是凝汽器清洗的最有效方法。 3.4.控制燃煤颗粒的湿度
锅筒内径 1500mm，壁厚 46mm，两端封头皆开人人孔，材质为 20 号锅炉钢，正常水位 线在中心线下 100mm 处水位允许最在波动值为±50mm，锅筒由链片式吊架悬在顶部梁上。锅 筒内采用单段蒸发系统,单侧布置 12 只∮290 旋风分离器,单只负荷为 2.92t／h。由省煤器 出口集箱引出的 4 根∮89×4 管子接至布置在锅筒另一侧的两只单独旋风分离器.锅筒内还 装有加药管、连续排污管、紧急放水管和再循环管的接头。
3 20g 7 * 2 1 薄壁碳 2钢 6 0
Φ32*3 Φ50*2
20g Φ32*3
46
Φ51*4
46
Φ51*4
46
Φ51*4
28
Φ51*3
34
Φ53.1.控制燃煤颗粒粒径及速度
根据锅炉效率队燃煤颗粒粒径和速度的要求，对控制燃煤颗粒粒径及速度进行调整，使 之提高锅炉热效率。在运行中，燃煤颗粒粒径小就会造成送风困难，燃烧不完全，如果加大 风量，燃煤颗粒就会被吹走，飞灰总量和含碳量将会增加。燃煤颗粒粒径如下：首先，将原 煤进行粒度分级；再则对破碎后形成的燃煤进行详细粒度分级；其次，对经过流化床炉已经 破碎后的燃煤颗粒粒径分级。 3.2.保证射汽抽汽器性能符合汽轮机真空的需要
数 量 锅1 筒
1#
材质 规格 数
量
20g
Φ
1
1546*46 ,长
8.23mm
2# 材质
规格
20g Φ1546*46, 长 8.23mm
数量 1
3# 材质
规格
20g
Φ
1408*42
水 134 20g Φ60*5 1 20g
冷
3
Φ60*5
壁
4
埋 76 20g Φ51*7 4 20g
Φ
64
管
4
51*9(S19N2
Φ51*5 Φ51*5 Φ38*3.5 Φ42*3.5
20g 20g
20g Φ38*3.5 15Grm Φ38*3.5
oG
省 37* 20g 煤3 器
空 126 气0 预 热 器 左 膜 式 壁 中 膜 式 壁 右 膜 式 壁 前 水 冷 壁 后 水 冷 壁 炉 膛 出 口 屏
薄壁 碳钢
Φ32*3 Φ50*2
燃煤颗粒径颗粒太大，达不到循环流化锅炉设计要求，就导致流化床锅炉粒子的蒸发量 和循环量小，满足不了设计，燃烧室上部的温度偏低，而下部温度偏高。通常解决这样的问 题是增加风量运行，加快燃煤颗粒的运动速度，使燃烧室上部燃烧较大的颗粒，从而降低燃 烧室下部的温度，提高燃烧室上部的温度。同时改善煤粒的效果，增大其蒸发量，以免结渣。 但加大风量运行的同时，导致锅炉受热面的磨损加重，检修费用增加。 1.3.燃煤粒径及速度对锅炉燃烧效率的影响
通过控制燃煤粒度、燃煤湿度，使得锅炉炉渣含碳量、飞灰含碳量显著降低，锅炉热效 率也得到了明显提高,从而保证生产稳定，除此之外，还节约了大量的原料。 参考文献：
[1]陈世红.循环流化床锅炉运行中出现的问题及解决措施[J]．中国电力.2012(32).
[2]魏铁军.燃煤粒径比例变化对锅炉燃烧效率的影响[J].科技日报.2011（11）.
不同类型的锅炉对的湿度有着不同的要求，流化床锅炉湿度比链条锅炉的相对较低些， 湿度大就会造成水分蒸发会吸收热量、对燃烧不和煤斗堵煤，使拨煤困难。具体方法如下： 首先，制定原煤湿度分析化验方法，增加了原煤湿度的考核内容。其次，增加煤场喷头数量， 恢复喷淋管线，使用定向喷头增加了均匀性，保证燃煤的湿度效果，确保了煤的水分达标， 降低锅炉炉渣含碳量、飞灰含碳量。 结束语：
本锅炉采用循环流化床燃烧方式。给煤机在流化床上方 1.2 米处将煤入燃烧室，由穿过 布风板风帽的一次风鼓动后形成密相区沸腾段，该段截面尺寸为 1.686*3.986M，前后墙区 布置∮57*9 埋管 44 根，在流化床上方 1.2 为处燃烧室扩展为 2.05*4.75M，烟速由 5.7M/S 降至 4.8M/S，满足该炉循环倍率的要求，在距布风板表面 2 米高处，沿炉室前后墙各布置 4 只二次风管，由分离器下来的未燃尽灰粒和飞灰，落入两只流化床式的回送装置，送入炉膛 密相区，使之循环复燃，燃尽的炉渣在炉膛下部落渣管排出。 2.2.3.锅筒及锅内汽水分离装置