高倍率煤泥循环流化床锅炉返料器立管结渣分析

来源期刊：煤炭学报2019年第S2期

论文作者：谭波 王传志 卢晓明 蓝天

文章页码：691 - 700

关键词：高倍率;煤泥循环流化床锅炉;立管;结渣;

摘    要：高倍率循环流化床锅炉在实现高效清洁燃烧、发挥炉内脱硫最大潜力的同时有效降低氮氧化物原始排放和换热面磨损,从而在提高锅炉运行可靠性和可用性等方面具有显著优势,正在燃煤热电行业得到推广应用。然而,在顶部加料高倍率全煤泥循环流化床锅炉运行时,出现返料器立管频繁结渣的现象影响锅炉正常运行。但这种结渣现象在相似运行工况条件下的中、低倍率煤泥循环流化床锅炉以及高倍率燃煤颗粒循环流化床锅炉中并未发生。为探讨高倍率煤泥循环流化床锅炉立管结渣的机理,对其立管结渣样进行了系统的化学成分、TG-DSC和扫描电镜分析,并利用FactSage软件进行了热力学平衡计算。结果表明,高倍率煤泥循环流化床立管结渣是独特的。炉内不能完全烧尽的细煤粉在立管内继续燃烧,使立管内温度升高到900℃以上。此外,由于分离器效率高,有效地收集了用于炉内脱硫的石灰石进行再循环,使循环灰中的CaO质量分数增加到10%～30%（按重量计）。当CaO质量分数小于13.89%时,液渣的生成主要受碱金属影响;当CaO质量分数大于13.89%时,CaO的助熔作用逐渐突显。在高温、高CaO质量分数的环境下,现有灰组分在返料器内极易形成低熔点共融物质量分数超过20%以上的液渣,液渣增强了颗粒黏着力,使细循环灰颗粒更易粘附在壁面上,从而为较大粒径颗粒堆积创造条件,高循环灰量则促进了结渣的形成速率。液态渣核是由黏性碱性组分凝结而成,细灰颗粒的高反应活性使周围的细灰颗粒更易粘合,逐渐形成大渣,最终迫使循环流化床系统停运。据此提出了改变煤泥加料位置、优化煤泥入炉尺寸、优化脱硫石灰石粒径、优化立管结构设计等应对措施,以避免和防止高倍率煤泥循环流化床锅炉返料腿立管结渣,保障锅炉正常稳定运行。