CN101761922B

CN101761922B - 一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法

Info

Publication number: CN101761922B
Application number: CN2010100343075A
Authority: CN
Inventors: 杨海瑞; 王涛; 吕俊复; 岳光溪
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: CN101761922A

Abstract

一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法，涉及煤燃烧技术。本发明采用粒径小于2mm的粒煤颗粒作为燃料，粒径小于0.6mm的石灰石颗粒作为脱硫剂，一起加入炉膛。控制炉内燃烧温度850～950℃、流化风速2～3.5m/s、床层压降1～3kPa、一次风压头5～7kPa。当烟气中NO_x含量高于排放标准时，在旋风分离器入口处喷入氨水作为脱硝剂。本发明由于采用较小粒径的粒煤作为燃料，减少了燃料中无效大颗粒的含量，可有效降低床层压降和一次风压头。由于密相区高度的降低，可减少炉膛受热面的磨损程度。同时燃料粒径的减小，适当减少了颗粒在炉膛内的停留时间，有效降低了燃料“失活”的可能性，提高了燃烧效率。

Description

一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法

技术领域

本发明涉及煤燃烧技术及设备，特别涉及一种循环流化床锅炉燃烧方法。

背景技术

循环流化床锅炉是利用流态化原理实现高强度燃烧的装置，具有燃料适应性广、燃烧污染物控制成本低、负荷调节范围大、灰渣易于综合利用等优点。循环流化床燃烧技术已经称为国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术之一。

在现有的循环流化床锅炉燃烧工艺中，燃料粒度范围较宽，可以在0～6mm之间变动。在锅炉运行时，炉膛内气固两相流动形成了底部大颗粒含量较多的鼓泡流态化和上部细颗粒的快速流态化的复合结构。炉膛底部大颗粒含量较多的鼓泡流态化区域通常称为密相区。为了提高大颗粒燃尽率从而提高燃烧效率，必须保证大颗粒在燃烧室内具有较长的停留时间，因此，大颗粒密相区的存在是必要的。然而，已有研究表明，煤粒在析出挥发份后形成的焦炭颗粒温度要比燃烧室温度高出50～200℃，焦炭的热处理会引起的其反应活性下降，而焦炭的反应活性会随着其在燃烧室内停留时间增长而逐渐降低，最终造成“失活”现象。由于大颗粒燃料在燃烧室内停留时间较长，易于出现“失活”现象，“失活”后，焦炭颗粒不再继续燃烧，对锅炉出力不再做贡献，这部分颗粒就成为无效颗粒。无效颗粒的存在，相当于增大了燃烧室内物料存量，给循环流化床锅炉带来了诸如床压降和一次风机压头偏大、水冷壁磨损严重、燃烧效率低等一系列问题。

发明内容：

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法，该方法通过适当降低给煤粒度并改善粒度分布的方法，减少无效大颗粒含量，消除无效大颗粒密相区，从而降低床层压降和一次风压头，减少磨耗，降低飞灰含碳量，提高燃烧效率。并通过与之配套的脱硫和脱硝工艺，实现SO₂和NO_x的低排放。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法，所述的循环流化床锅炉包括炉膛，粒煤给料口，脱硫剂给料口，布风系统，旋风分离器以及回料装置，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将粒径小于2mm的粒煤颗粒和粒度小于0.6mm的脱硫剂颗粒一起投入到炉膛中，Ca/S摩尔比在1.6～2.5之间；

2)锅炉运行时，控制炉内燃烧温度为850～950℃，流化风速为2～3.5m/s，保证在炉膛上部形成快速床流态，床层压降为1～3kPa，一次风压头为5～7kPa。

本发明的技术特征还在于：粒煤颗粒粒径分布为：直径小于0.1mm的颗粒质量百分含量为1～10％；直径大于等于0.1mm小于0.5mm的颗粒的质量百分含量为50～70％；直径大于等于0.5mm小于1.0mm的颗粒的质量百分含量为15～35％；直径大于等于1.0mm小于2mm的颗粒的质量百分含量为1～15％。

上述技术方案中，当烟气中NO_X含量高于排放标准时，在旋风分离器的入口喷入氨水作为NO_X的吸收剂。

本发明和现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：本发明由于采用了较小粒径的粒煤作为燃料，减少了燃料中无效大颗粒的含量，可以有效降低床层压降和一次风压头，辅机电耗和厂用电率也随之降低。由于消除了无效大颗粒形成的密相区，仅保留燃烧室底部维持燃烧稳定所必须的密相区，也就降低了燃烧室密相区的床层高度，因此可以减少燃烧室水冷壁受热面的磨损程度。同时，燃料粒径的减少，适当减少了颗粒在燃烧室内的停留时间，在保证燃料燃烧充分的前提下降低了燃料“失活”的可能性，飞灰含碳量随之降低，燃烧效率提高。

附图说明

图1为本发明提供的粒煤循环流化床锅炉结构及燃烧工艺的示意图。

图中：1-粒煤给料口；2-脱硫剂给料口；3-炉膛；4-氨水喷入口；5-旋风分离器；6-空气。

图2为本发明提供的粒煤入炉粒度分布范围。

具体实施方式

图1为本发明提供的粒煤循环流化床锅炉结构及燃烧工艺的示意图。该循环流化床包括炉膛3，粒煤给料口1，脱硫剂给料口2，布风系统，旋风分离器5以及回料装置。本发明采用粒度小于2mm的粒煤颗粒作为燃料，粒煤颗粒的粒径分布为：直径小于0.1mm的颗粒质量百分含量为1～10％；直径大于等于0.1mm小于0.5mm的颗粒质量百分含量为50～70％；直径大于等于0.5mm小于1.0mm的颗粒质量百分含量为15～35％；直径大于等于1.0小于2mm的颗粒质量百分含量为1～15％。采用粒度小于0.6mm的石灰石颗粒作为脱硫剂，Ca/S摩尔比在1.6～2.5之间，石灰石颗粒和燃料一起投入到炉膛底部如附图1所示。锅炉运行时，控制炉膛内温度为850～950℃，风速为2～3.5m/s，保证燃炉膛上部形成快速床流态。由于投入燃料中无效大颗粒很少，消除了燃烧室底部无效大颗粒密相区，床层压降可以控制在1～3kPa，一次风压头为5～7kPa。由于燃料粒径的减少，降低了燃料“失活”的可能性，燃料燃烧更加充分，飞灰含碳量降低，燃烧效率提高。同时，由于入炉颗粒中细颗粒较少，可以保证大部分颗粒被旋风分离器分离下来，保证系统物料循环和平衡的建立。

为了实现本工艺方法的低污染物排放，当烟气中NO_X含量高于排放标准时，在旋风分离器入口喷入氨水，作为NO_X的吸收剂，如附图1所示。

实施例：

以某75t/h循环流化床锅炉为例，按照本发明提供的粒煤粒径分布范围选择三个粒径分布见下表。

使用上表提供的三种粒径分布的粒煤，控制炉膛内燃烧温度为850～950℃，流化风速为2～3.5m/s，可以实现炉膛上部的快速床流态，锅炉正常运行。此时，床层压降在1～3kPa之间，一次风压头为5～7kPa之间，与不采用粒煤燃烧技术的流化床锅炉相比，床压降和一次风压可以降低30％～60％，飞灰含碳量降低50％左右，厂用电耗降低1到2.5个百分点。

Claims

1.一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法，所述的循环流化床锅炉包括炉膛，粒煤给料口，脱硫剂给料口，布风系统，旋风分离器以及回料装置，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将粒煤颗粒和粒度小于0.6mm的脱硫剂颗粒一起投入到炉膛中，Ca/S摩尔比在1.6～2.5之间；粒煤颗粒的粒径分布为：直径小于0.1mm的颗粒质量百分含量为1～10％；直径大于等于0.1mm小于0.5mm的颗粒质量百分含量为50～70％；直径大于等于0.5mm小于1.0mm的颗粒质量百分含量为15～35％；直径大于等于1.0小于2mm的颗粒质量百分含量为1～15％；

2.按照权利要求1所述的一种粒煤循环流化床锅炉燃烧方法，其特征在于：当烟气中NO_X含量高于排放标准时，在旋风分离器的入口处喷入氨水作为NO_X的吸收剂。