循环流化床锅炉飞灰再循环与燃烧效率关系的分析.docx

文章编号：1005-006X(2001)06-0337-03循环流化床锅炉飞灰再循环与燃烧效率关系的分析国家电力公司热工研究院王智微孙献斌吕怀安张敏肖平高洪培摘要：介绍了循环流化床锅炉(CFBB)飞灰再循环对燃烧效率的影响，分析了内江100MWCFBB飞灰再循环与燃烧效率的关系。飞灰再循环份额的增加可提高锅炉燃烧效率，但也造成旋风分离器出口飞灰量的增加。对如何提高CFBB燃烧效率进行了简单分析，提出了一些其它方法。关键词：飞灰再循环；燃烧效率；循环流化床锅炉中图分类号：TK227.1文献标识码：AAnalysisofFly-ashRecyclingandCombustionEfficiencyinCFBBWANGZhi-wei,SUNXian-bin,LUHuai-an,etal.Abstract:TheeffectofflyashrecycletothecombustionefficiencyofCFBBisintroducedandanalyzed,theflyashrecyclecanincreasecombustionefficiencyandflyashflux.SomeothermethodsareanalyzedandintroducedforincreasingcombustionefficiencyinCFBB.Keywords:fly-ashrecycle;combustionefficiency;CFBB在我国，低挥发分的贫煤和无烟煤有较大的存储量，特别是一些地区储藏着大量的无烟煤，这些煤种通常具有热值高、灰分少、含硫量低等特点。由于常规煤粉炉对无烟煤难以进行有效燃烧，这些无烟煤矿基本上处于有待进一步开发的状态，而同时一些电厂又不得不花大量的运费从外地采购其它煤种。随着电力工业和市场经济的发展，特别是“厂网分开，竞价上网”逐步开始实施，一些电厂出于燃料成本和当地产煤状况等现状，迫切需要结合电厂的改造改用低挥发分的贫煤和无烟煤。循环流化床（CFB）锅炉由于其独特的燃料适应性、低污染燃烧、低负荷调节等特性，是目前应用最广、最成熟的洁净煤发电技术之一，也是各大、中型发电厂锅炉改造和各企业发展自备热电厂所选用的锅炉技术之一。同时为加速我国能源清洁利用的发展，发展大型CFB锅炉已成为我国发展洁净能源利用的一个重要技术措施[1]。为加速我国大型CFB锅炉的发展和相关技术设备研究，四川省电力局购买了一台芬兰FosterWheeler能源公司生产的410t/hPyroflow型CFB锅炉[2]。由于该CFB锅炉的设计煤种为较难燃尽的南川煤，为保证较高的锅炉燃烧效率，芬方在设计中采用了飞灰再循环。南川煤的成分分析见表。表南川煤的成分及发热值（收到基）C/%H/%O/%N/%S/%59.592.932.490.713.12-1W/%V/%A/%FC/%Qnet,ar/MJ·kg9.010.5622.1658.2822.561飞灰再循环量与燃烧效率的关系推导假定挥发分在CFB燃烧室内完全热解释放，飞灰再循环条件下CFB锅炉的碳平衡可简化为图1。对燃烧室进行碳平衡分析，可得：WfuelCgd(1-ηcom)+WfrCfr=WdCd+WpzCpz(1)由式（1）可得到锅炉燃烧效率ηcom：WC??WC?WCddpzpzfrfrycom?1?(2)WC收稿日期：2001-01-18王智微，男，1970年生，工程师，硕士。电站清洁燃烧国家研究中心，710032fuelgd为使分析简化，假定飞灰再循环倍率（飞338电站系统工程2001年第17卷灰再循环量Wfr与燃料给料量Wfuel之比）为Nfr，飞灰回送份额βfr为飞灰再循环量Wfr占旋风分离器出口飞灰量Wd的份额：灰碳含量Cfr可近似认为相等。燃料固定碳Cgd为0.5828，灰分Aar为0.2216。这样，飞灰再循环对燃烧效率影响可认为同αpz、βfr、Cfr有关。由式（5）可知，飞灰回送份额βfr和飞灰再循环倍率Nfr为：Nfr=Wfr/Wfuel，βfr=Wfr/Wd(3)?1?tfr??1???Cgd(1?ycom)?apzAarCpz?(6)???NCfrfrCgd(1??ycom)??apzAarCpz(7)Nfr?Cfr(1/tfr??1)代入上面的数据，可得：Nfr,1=0.3时，βfr,1=0.65；Nfr,2=0.6时，βfr,2=0.79。定性分析可知，随着飞灰再循环量的增加（从除尘器进入循环流化床燃烧室中的细灰量增加），从旋风分离器飞出的灰量Wd增大，相应的Nfr也有所增加。从上面的计算结果可看出，飞灰再循环倍率的增加幅度大于飞灰回送份额βfr。按上式，如果其它参数不变，当βfr为0.90时，飞灰再循环倍率Nfr为1.44，飞灰回送量大于燃料给料量。从理论上分析