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飞灰再循环技术简介(粉煤灰回炉燃烧)

作者:协鑫工程 发布时间:2024-11-07 16:44:52 浏览:

    循环流化床锅炉在电力企业中所占的比例越来越多,它的能耗状况会直接影响企业的经济效益。
    循环流化床锅炉最大优点是对环保要求适应性较强,如低NOx排放,炉内石灰石脱硫,可燃烧低热值煤种等。其缺点是由于循环流化床锅炉的燃烧温度只有850--950℃(比煤粉炉低300℃),所以煤粒在锅炉中的燃尽程度低。这是循环流化床锅炉飞灰含炭量高和热效率低的主要原因之一。

一、循环流化床锅炉的运行显著特点:
    1、循环流化床锅炉炉内必须有循环灰参与运行,此循环灰一般由两部分组成,一是炉膛内的灰在炉膛中心升至一定高度后又沿四周水冷壁下降到料层中,这叫内循环。另一部分是被旋风分离器分离下来而由返料器返回炉膛内的灰,这叫外循环。这些循环灰的作用有两个,一是在循环过程中,将未燃尽的煤炭进行二次燃烧,充分利用其热量。二是提高炉膛内的灰浓度,这个灰浓度对锅炉是至关重要的,有了适度的灰浓度锅炉才能正常运行,若灰浓度偏小,锅炉就带不上应有负荷,就无法在经济状态下运行。当然灰浓度过大也是无益的(但这种状况很少发生)。
为什么锅炉负荷与灰浓度有关系呢?因为在锅炉设计中要考虑炉内传热问题,循环流化床锅炉传热系数包括两部分(对受热面而言),即对流传热和辐射传热。二者是可以叠加的。设计人员早就发现炉膛内的物料浓度是传热系数最大影响因素,传热系数随着物料(灰)浓度的增大而增大。
从以上论述可知,在炉膛内的灰浓度大,传热系数就高。即受热面吸收的热量多,所以蒸汽产量就会提高,锅炉负荷就会增加。

     2、使用煤种与飞灰含碳量有直接关系,实验证明:飞灰含碳量与煤的可燃基挥发份除以其发热量有单调的变化关系,一般是其比值越小飞灰含碳量越高,其比值越大飞灰含碳量就越低。所以从减少飞灰含碳量的角度来说,选择挥发份高的煤种较好。但这种煤对传热系数不利,和相对同热量的其他煤种相比,灰的浓度会减少,对带负荷不利。解决这一矛盾的办法就是利用煤灰复燃装置增大炉膛物料浓度。
另外,从电厂的经济运行出发,应选择较高发热量和较高挥发份的煤种,因为它的灰份少,排灰渣少,所以热量损失少(排出的灰渣要带走部分热量降低锅炉效率),实践证明:高热值煤比低热值煤可提高锅炉效率5-8%以上。再就是对受热面的磨损少,延长锅炉运行周期。这一煤种的缺点就是灰浓度偏低,可以用煤灰复燃装置进行补充,可大大提高锅炉效率。

二、飞灰复燃的节能机理:
人们原来普遍认为飞灰复燃之所以节煤,是将飞灰中的含碳量重新燃烧利用,这只是一方面,因为实验证明50-100um的细灰在炉膛内燃烧极不充分,又由于分离器分离效率的原因,这部分灰大部分跑到除尘器中才被分离出来,这些灰含碳量偏高,仍有利用价值,况且它们粒径极小,对受热面的磨损可以忽略不计(长期运行经验也证明了这一点)。

三、经济性分析
3.1 降低飞灰含碳量,提高燃烧效率
循环流化床锅炉增设飞灰再循环系统是为降低飞灰中过高的含碳量,根据公司已有的案例测试,循环流化床锅炉飞灰再循环系统在降低飞灰含碳量、提高燃烧效率方面均有良好的效果。
3.2 可节约大量石灰石
循环流化床锅炉在正常投运石灰石的工况下,飞灰再循环不仅是飞灰的回送再燃烧,还可实现未反应的CaO的回送再利用。
3.3 飞灰再循环系统的初投资及运行成本
石家庄某热电厂410t/h循环流化床锅炉飞灰再循环系统造价为27.5万元/套(不含空气压缩机系统和储气罐),运行主要耗能设备包括罗茨风机(45kW)、空气电加热器(20kW)、旋转给料阀(1.5kW)及压缩空气耗能。第1级输送系统灰气比为15kg/kg,石家庄某热电厂410t/h循环流化床锅炉最大飞灰再循环量为10.46t/h(系统设计最大出力为12t/h),故在压缩空气压力为0.7MPa时飞灰再循环系统最大耗气量为0.7t/h,即1.29m3/min,按空压机比功率6.0kW·min/m3计算,第1级输送系统消耗功率为7.74kW,所以石家庄某热电厂飞灰再循环系统运行中消耗总电功率仅为74.24kW。
3.4 经济性评价
飞灰再循环系统在降低飞灰含碳量和节约石灰石方面都有显著的经济效益,而且初投资和运行成本很低。但目前飞灰再循环系统在我国循环流化床锅炉上应用很少,其原因是:(1)我国投产的220t/h以上大型循环流化床锅炉还较少,中小型循环流化床锅炉多用以燃烧劣质煤,而飞灰再循环系统在降低飞灰含碳量方面更适合于燃用高发热量难燃煤种的循环流化床锅炉。(2)我国对排放SO2的环保政策尚未完全到位,国内循环流化床锅炉几乎没有运行时正常掺烧石灰石的,使其节约石灰石的效益无法显现。飞灰再循环系统节约石灰石的作用相对于降低飞灰含碳量的作用更普遍适用于各种容量的循环流化床锅炉。
4 结束语
飞灰再循环系统应用于循环流化床锅炉技术上是可行的,并具有良好的经济效益。我公司专业为客户提供锅炉飞灰复燃节能系统方案,多年专业从事该技术,已有多个成功的案例,欢迎咨询。

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