降低CFB锅炉飞灰含碳量
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摘 要：循环流化床锅炉的燃烧方式决定了其飞灰份额较大，特别是燃用煤泥的锅炉尤为突出。目前在用的流化床锅炉的设计，几乎都未考虑到飞灰回烧的问题，从而使锅炉效率偏低。在当前我国以节能降耗为国策的现实面前，许多锅炉用户都在积极研究降低飞灰含碳量的技术，大幅度改善锅炉燃烧工况，提高锅炉效率，实现节能降耗。
一、概况
CFB锅炉因其燃料煤种适应广、燃烧效率高等优点，广泛应用于煤矿自备电厂，山东华聚能源股份有限公司济二矿电厂作为矿区燃用煤泥为主的综合利用电厂，配备三台75t/h循环流化床锅炉，由于设计、运行等方面的技术还是不太成熟，飞灰含碳量达到12%以上，严重影响锅炉燃烧效率。为提高锅炉燃烧效率，节约标，济二矿电厂针对1#锅炉积极分析造成飞灰含碳量高的原因，并积极改进，降低飞灰含碳量，提高锅炉效率，实现节能增效。
二、原因分析
1.燃煤粒径分布不合理
该锅炉的最佳燃煤粒径为3~10mm，太粗的煤粒完全燃尽时间较长，而较细的煤粒很快就会随烟气带出床层，来不及完全燃烧。煤泥粒度过细，中煤颗粒过大,通过取样发现3~10mm粒径范围的份额为34%，小于设计份额48%。
煤泥粒度过细，常造成稀相区燃烧份额增加，增加二次返料不完全燃烧程度，增加尾部烟道二次燃烧，造成燃烧事故。中煤颗粒过大，造成密相区燃烧不充分，增加灰渣含碳量。
2.播煤不均匀
由于该锅炉采用三点集中给煤，若播煤不均，在给煤口附近煤量过于集中，挥发份大量析出燃烧，消耗了大量的氧气，该处煤粒因缺氧而无法燃烧，随烟气带出炉膛，造成部分煤粒的不完全燃烧损失。中煤落口处由于长期冲刷导致拨煤角度变小，拨煤效果变差导致煤口附近煤量过大。
3.一、二次风量配比不当
合理调节一、二次风量配比可以加强悬浮段氧气与煤的混合燃烧，减少细颗粒的不完全燃烧损失，该锅炉设计的一、二次风量比为8：3，而#1炉运行过程中风量比为5：1严重偏离设计值，并且二次风无法提升空间不足。
三、对策实施
1.保证燃煤粒径分布
针对燃煤粒径分布不合理，对破碎后的中煤煤取样，并送电厂实验室进行了筛份分析，根据分析结果来调整破碎机的筛板小孔直径，经过反复调整和分析，将筛板孔距确定在12mm，这样破碎后3~10mm粒径范围份额达51%，达到了较理想的燃煤粒径分布。
2.防止播煤不均
由于在热态下炉膛内温度高达950℃，无法看到播煤是否均匀，为了保证播煤均匀，在冷态下做了播煤试验：经过试验确定播煤风管和给煤管角度在55°时拨煤效果最好，同时在煤粒冲刷的浇注料上加装10mm后不锈钢板，避免给煤上期冲刷改变最佳角度。
3.合理配置一、二次风量
1#炉运行中额定负荷下原来的一次风量为100km3/h，一次风量偏高。在1#炉运行中我们根据实际运行中所需空气总量及设计的一、二风量比8：3得到所需的一次风量77km3/h， 使运行中一次风量减少了23km3/h，降低颗粒运行速度，延长了细煤粒在炉膛燃烧时间，提高了燃烧效率。
检查二次风道发现二次风空预器存在大量泄漏，同时大量灰尘进入二次风道严重阻碍了二次风的正常流通。封堵损坏的二次风管子，清理二次风道内的积灰，重新投入二次风后，二次风量二次风可以由原来20 km3/h提高到29 km3/h，满足设计要求，使炉内烟气得到比较强烈的混合和搅拌，加强细颗粒在炉膛内的二次燃烧。
四、效益分析
对策全部实施后，于2010年4月~2010年10月28日对#1炉飞灰进行了多次取样分析，具体检验结果见下表：
计算得出:活动后#1炉平均飞灰含碳量为8.68%。
经济效益：
飞灰含碳量的减少值为12%~8.68%=3.32%，按一吨煤产生30%飞灰、额定负荷下每台机组耗煤17t/h、机组年均运行6000小时，煤价380元/吨计，每台机组每年可节约成本：
3.32%×30%×17（吨/小时）×1（台）×6000（小时/年）×380元/吨）
=38.6万元。
五、结论
济二矿电厂通过对循环流化床锅炉飞灰含碳量高的原因进行了分析，并实施对策，有效降低飞灰含碳量，提高锅炉效率，具有推广意义。
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