CN102607019A

CN102607019A - 一种降低cfb锅炉飞灰含碳量的方法

Info

Publication number: CN102607019A
Application number: CN2012101000550A
Authority: CN
Inventors: 吕海生; 徐正泉; 江建忠
Original assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Current assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2012-07-25

Abstract

一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法，包括设置于旋风分离器的进口烟道内的飞灰凝并器，所述飞灰凝并器包括多个与烟气流向垂直且等间隔分布的气流分隔板，相邻的气流分隔板之间形成烟气通道，每个烟气通道内设置有与烟气流向垂直的电极，相邻的烟气通道内的电极极性相反，电极的顶部设置顶部陶瓷隔离圈，底部设置底部陶瓷隔离圈，本发明将粒径小于10微米，甚至小于2.5微米的飞灰凝并成较大粒径的颗粒，从而被分离器捕捉循环再燃烧，循环灰的含碳量一般低于1％，因此，可以有效降低飞灰含碳量。

Description

一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法

技术领域

本发明属于节能降耗技术领域，尤其涉及一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法。

背景技术

化石燃料的大量消耗和消耗量过快增长，使人们在可预见的未来，预感到了其储量的终结；使用化石燃料的燃煤发电机组占比70％以上，因此如何降低我国燃煤电站锅炉能耗成为了当今工作的重点。近年来由于国际能源价格暴涨，国内发电用煤价格涨幅也很高，发电企业严重亏损，节能降耗的意义日趋凸显。

相当数量的CFB锅炉存在飞灰含碳量高的问题，从电除尘器不同电场飞灰含碳量的分析来看，一电场飞灰含碳量明显低于下游电场，这主要是由于细颗粒飞灰通过炉膛速度更快，燃尽时间短。

我国CFB锅炉一般采用炉内燃烧调整的方法降低飞灰含碳量，往往降低幅度有限，调整后飞灰含碳量还有3-8％，对于难燃无烟煤飞灰含碳量甚至可以达到10-16％。

影响飞灰燃尽的因素有燃烧时间、燃烧温度和氧量水平，CFB锅炉燃烧调整特点及缺点如下：

1)燃烧时间：飞灰燃尽区间在炉膛的稀相区和分离器内，飞灰一次通过炉膛的时间仅为5秒左右，若被分离器捕捉循环燃烧，则燃烧时间增长，能被分离器捕捉的飞灰切割粒径一般为20-30微米，因此小于这一粒径的飞灰将一次通过炉膛。

通过调整入炉煤粒径来达到降低飞灰含碳量的目的效果不明显。

2)燃烧温度：未燃尽的飞灰可燃物所需的燃烧的温度一般为890℃以上，因此提高燃烧温度也是降低飞灰含碳量的方法。但炉膛温度不可无限地提高，提高后炉内脱硫效率降低，NO_X排放量提高。

因此，炉膛温度受到燃烧和污染物排放的双重限制不可能提高太多。

3)氧量水平：炉膛内存在一个中心缺氧区，降低了飞灰与氧气接触燃烧的几率，因此可采用燃烧调整的方法降低缺氧区的范围。随着CFB锅炉大型化，炉膛深度提高，二次风的穿透能力也有限，必然存在中心缺氧区。

因此，通过燃烧调整的方法不可能完全消除炉膛中心缺氧区。

飞灰含碳量过高，锅炉燃烧效率下降，而且影响飞灰的综合利用，不仅影响CFB锅炉的运行经济性，还会带来粉煤灰难以利用带来的环境污染，对于难燃无烟煤更是如此。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法，解决了电厂燃烧效率不高，因飞灰含碳量高而不能综合利用，进而带来环境污染的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法，在旋风分离器9的进口烟道3内设置飞灰凝并器2，所述飞灰凝并器2包括多个与烟气流向垂直且等间隔分布的气流分隔板4，相邻的气流分隔板4之间形成烟气通道5，每个烟气通道5内设置有与烟气流向垂直的电极6，将电极6通电使得相邻的烟气通道5内的电极6极性相反。

所述电极6的顶部设置顶部陶瓷隔离圈7，底部设置底部陶瓷隔离圈8。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明将粒径小于10微米，甚至小于2.5微米的飞灰凝并成较大粒径的颗粒，从而被分离器捕捉循环再燃烧，循环灰的含碳量一般低于1％，因此，可以有效降低飞灰含碳量。同时，分离器进口水平烟道一般烟气流速为17m/s左右，电极和分隔板不需要振打就能自保持清洁，对于300MW CFB锅炉发电机组，凝并器只需要15KW的电力，为高频电源，引风机阻力增加不足100Pa，运行费用很低。

附图说明

图1为本发明结构示意图，图中箭头为烟气的流动方向。

图2为图1中A-A向视图，图中箭头为烟气的流动方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1和图2所示，为本发明结构示意图，图中箭头为烟气的流动方向，本发明降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法主要是通过在旋风分离器9的进口烟道3内设置飞灰凝并器2，飞灰凝并器2包括多个与烟气流向垂直且等间隔分布的气流分隔板4，相邻的气流分隔板4之间形成烟气通道5，从炉膛1排出的烟气通过烟气通道5流经飞灰凝并器2。每个烟气通道5内设置有与烟气流向垂直的电极6，电极6的顶部设置顶部陶瓷隔离圈7，底部设置底部陶瓷隔离圈8。相邻的烟气通道5内的电极6极性相反，使得通过相邻烟气通道5的飞灰分别带正电荷和负电荷，从而在进入分离器前和分离器内凝并成较大的颗粒，较大的颗粒被分离器捕捉再循环燃烧，进而增加了其燃烧时间，从而达到降低飞灰含碳量的目的。

本发明通过在旋风分离器9进口前布置飞灰凝并器2，将进口烟道3平行地分成多个烟气通道5，每个烟气通道5间隔布置极性相反的电极6，分别使得细颗粒飞灰获得正电荷和负电荷，携带正负电荷的粒子在下游及旋风分离器9内充分混合凝并，当粒径大于旋风分离器9捕捉切割粒径时，飞灰将被捕获参加再循环燃烧，从而降低了飞灰含碳量。

只需要安全、科学合理地布置飞灰凝并器2的电极6，并使得飞灰凝并器2的各主要部件具有很高的抗磨损性能，悬挂装置外部焊接销钉等锚固件，并包覆耐磨耐火可塑料，从而达到防磨的目的，气流分隔板4由于和气流顺方向布置，对防磨要求不是很高，但为常周期运行考虑，选材方面也选用耐磨损的不锈钢。

实验结果证明，对于300MW CFB锅炉机组，飞灰凝并器2的高频电源为15KW，耗电量低。飞灰凝并器2布置在旋风分离器9进口水平烟道上，烟气阻力小于100Pa，由于减小了尾部烟道的飞灰量，烟气阻力也有所降低，因此对引风机出力的影响可以忽略不计。

由于本发明在旋风分离器9的进口烟道上布置飞灰凝并器的，对CFB锅炉本体没有改动，只需将旋风分离器9进口烟道3打开放置并悬挂飞灰凝并器2，并做有效的防磨处理，施工安装后即可投入生产，施工工期短，对机组改动也较小。同时，提高了再循环灰量，对于灰分小的煤种及稀相区差压低的锅炉，提高了稀相区差压，有利于锅炉带负荷能力的提高。

Claims

1.一种降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，在旋风分离器(9)的进口烟道(3)内设置飞灰凝并器(2)，所述飞灰凝并器(2)包括多个与烟气流向垂直且等间隔分布的气流分隔板(4)，相邻的气流分隔板(4)之间形成烟气通道(5)，每个烟气通道(5)内设置有与烟气流向垂直的电极(6)，将电极(6)通电使得相邻的烟气通道(5)内的电极(6)极性相反。

2.根据权利要求1所述的降低CFB锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，所述电极(6)的顶部设置顶部陶瓷隔离圈(7)，底部设置底部陶瓷隔离圈(8)。