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影响煤粉压球机型煤在工业锅炉燃烧的因素分析

发布时间:2018-05-09 08:18| 浏览: |来源: 江苏快三开奖结果

     粉煤加工成煤粉压球机型煤用于锅炉燃烧,同燃用散煤相比,一般可节煤8%-20% ,烟尘减少60%,减少25% ,苯并芘减少50% 以上,so2排放量减少 40-60%,具有显著的节能、环保效益。虽然煤粉压球机型煤技术在中国洁净煤技术中占有重要的地位,但在实际推广应用过程中受众多因素的制约,其中煤粉压球机型煤在工业锅炉中的燃烧性能直接限制了工业煤粉压球机型煤的发展。
      对煤粉压球机型煤在工业锅炉燃烧情况进行了细致研究,阐述了煤粉压球机型煤的煤质、煤粉压球机型煤粒度大小、添加剂和燃烧条件等因素对煤粉压球机型煤在链条锅炉燃烧的影响。工业链条锅炉炉排上的煤层以恒定速度随炉排向后平移,经历了预热干燥、挥发分析出与燃烧、焦炭燃烧和灰渣燃尽各阶段,而且炉排上的燃料层存在燃烧等温线。链条炉排上的燃料层内燃烧分区示意中 相当于开始析出挥发分温度(200-400℃ )的等温线, O2K相当于挥发分放出结束的温度或析出纯焦炭的温度(1100℃ )的等温线,在这 2条等温线中的其一等温线即为着火线,如o3b ,这就意味着煤自煤闸板后o 点进入炉内,需移动到o3 点,才看到火焰。 o1o3线过小,易烧坏煤闸板,过大时着火过迟,煤不易燃尽。
    煤炭的着火延迟时间
在链条炉内煤层从煤闸板开始吸收辐射热流至煤层表面着火所经历的时间,称为着火延迟时间它与煤质、辐射热流量、辐射源温度、通风量等因素有关。表示几种煤层的着火延迟时间与炉温的关系。试验表明,煤层着火取决于辐射源温度,在低温时着火延迟时间长,高温时短。且煤粉压球机型煤的着火延迟时间长于相同挥发分的散煤,高挥发分煤粉压球机型煤的着火延迟时间与散煤接近。低温时两者差别大,随着炉温的升高,差别减小;高温时,差别消失。
     煤层表面着火是从煤析出挥发分的着火开始的,以后沿着o3b 线逐渐从煤层表面向深处扩展,这种扩展的快慢可以用煤层着火线向下扩展速度来衡量。扩展速度愈快,煤层的稳定着火就愈有保证。对于以高挥发分的煤为原料生产的煤粉压球机型煤(如气煤),挥发分大,开始析出挥发分的温度低(210℃左右),而且析出速度快,着火延迟时间短,易着火; o1o3小,易烧坏煤闸。着火线向下扩展速度快,如没有充足的氧气,挥发分很难保证燃烧完全。这样燃烧低变质程度的煤粉压球机型煤,若风量、炉排速度调整不好,炉温低,就会冒黑烟或黄烟,造成环境污染。对于高变质程度的煤,如贫煤,挥发分小,开始析出挥发分的温度高(350℃ 左右),难着火, o1o3线大,在压制成型后,着火延迟时间进一步加大,极易产生拉火、断火现象,不利于链条炉的燃烧,同时o2k 线平而浅,燃尽率低。所以,在生产工业煤粉压球机型煤时,必须认真调整煤粉压球机型煤原料的挥发分,使其着火延迟时间曲线落在a线和b线之间,这样才能保证煤粉压球机型煤在工业链条炉中既容易着火、接火,燃尽率高,又不污染环境。黏结性对煤燃烧程度的影响主要表现在:当黏结性很弱时,焦渣呈粉末状,充填空隙阻碍空气流动,使燃烧恶化,且不利于降尘;当黏结性很强时造成熔融,使煤灰和焦渣黏结成块,底灰的含碳量增加;中等变质程度烟煤的煤粉压球机型煤挥发分适中,有利燃烧。但其黏结性不能太高,不然易结焦而影响燃烧,必须打,环境污染较严重。总之,煤粉压球机型煤的黏结性要保证在一个较合适的水平。同样,煤的灰熔点也要符合锅炉设计要求。灰熔点低,燃烧时容易出现结渣现象,灰渣会包裹未燃尽碳,增加低灰中碳的损失。灰熔点过高,炉灰呈粉末状,渣块小,透气性差,会增加底灰中碳的损失。所以,生产煤粉压球机型煤往往需要利用配煤技术,将若干种不同种类、不同性质的煤,按照一定比例掺配加工得到对锅炉燃烧状况最佳的燃料煤。通过控制挥发分、热值、焦渣特征、灰熔点等指标,不但有效地解决接火、燃烧、燃尽问题,而且还可以保证挥发分完全燃烧,减少黑烟产生。各种工业链条锅炉对燃料煤都有一定的粒度要求。燃煤的粒度组成对层状燃烧是非常重要的影响因素,粒度过大或过小,均会造成热效率降低和污染加重。合理的粒度,可以保证燃料煤的燃烧充分,减少机械不完全燃烧的碳损失。所以,在固定燃烧时间内,保证煤粉压球机型煤充分燃烧的前提就是控制型煤粒度的上限。经过实验,控制链条锅炉的煤粉压球机型煤粒度在 以下范围内,不论是燃尽率,还是烟尘排放量都是比较理想的。现有工业煤粉压球机型煤基本属于通用性工业煤粉压球机型煤,并不是按照层燃锅炉要求开发的专用煤粉压球机型煤,颗粒大、表面光、强度高、密实而均一的特征,导致工业煤粉压球机型煤在链条炉燃烧时,往往出现着火推迟、燃烧缓慢、燃尽率低,燃烧时常有断火现象。为了提高链条炉燃烧煤粉压球机型煤的效果,在生产煤粉压球机型煤过程中,调节原料煤的热膨胀性,利用几种热膨胀性不同的煤,以适当的配比混合,再在适当的压力下压成煤粉压球机型煤,使这种煤粉压球机型煤在燃烧时能定向开裂,出现花卉状的热变形,从而利于氧和燃烧产物的扩散,加强传热和传质,使煤粉压球机型煤得到充分燃烧。
    工业煤粉压球机型煤的形状一般为椭圆状、圆柱状。这种形状的煤粉压球机型煤进入炉床后,由于上、下表面受热不均匀,使煤粉压球机型煤预应力的释放上下表面不一致。因此,煤粉压球机型煤上表面出现花卉状的裂缝,这种热变形增加了燃烧面积,缩短了燃料的放热时间,这对于提高锅炉热效率有利。为了促进煤粉压球机型煤在链条锅炉中燃烧,保证锅炉出力,减少烟尘的排放量,提高煤粉压球机型煤的燃尽率,需加入一定量的添加剂
。添加剂是由氧化剂和催化剂为主要成分的一种助燃剂,能使煤炭降低着火温度,提高燃烧温度,促进燃烧,提高燃尽率。氧化剂有助于提供燃烧在预热段、燃烧段和燃尽段所必须的活性氧,促进煤在燃烧过程中释放的可燃的挥发分和炭粒的燃烧。选用多种氧化剂,氧化剂的起始分解温度不同(180-900℃ ),因而保证了燃烧过程的活性氧的补充。使煤炭燃烧充分,减少烟尘的产生。催化剂中的锰、钾、铜、铁等金属化合物在煤炭燃烧时起催化作用,能催化煤炭中长链脂肪族烷c—c键的断裂分解,从而降低了着火温度;同时促进煤炭中碳与氧的氧化反应,提高燃尽率。一些金属盐类或金属氧化物,能在一定程度上减小煤的热容,增加热传导,有利于提高燃烧强度。此
外,在添加剂中加入钙基固硫剂,以减少二氧化硫的排放量。试验研究出一种煤粉压球机型煤复合添加剂,经对比试验表明,在煤粉压球机型煤中添加0.4%的复合添加剂,煤粉压球机型煤着火温度降低了45℃ ,炉膛温度提高了200℃ ,火焰高度明显增加。烟尘排放量下降了50% ,灰渣含炭量减少 30%。煤粉压球机型煤在链条炉内燃烧,表层是靠炉内火焰和炉拱的高温辐射引燃的,下一层的煤粉压球机型煤要靠上一层煤粉压球机型煤的热传递而升温着火的,每一层都存在先吸热后放热的过程,要使每一层都能稳定着火燃烧,必须保证每一煤层都处在增温状态。所以,要使煤粉压球机型煤能在工业链条锅炉中稳定燃烧,必须加大煤层厚度,放慢炉排速度。煤粉压球机型煤间空隙大,彼此间接触面小,直接接触传递的热量不多,主要是靠对流和辐射的传热,尤其是靠大间隙中的火焰传热。散煤空隙小,空隙内不可能形成火焰。因此,煤间隙内有火焰是煤粉压球机型煤燃烧特征。所以,工业煤粉压球机型煤在链条锅炉燃烧时,必须是厚煤层和慢炉排速度。在给风量较小时,间隙内火焰能稳定燃烧,促使煤层着火线向下扩展速度加快;而在给风量较大时,会吹灭间隙内火焰,热量散失大,不利于煤层稳定燃烧。因此要保证煤层着火稳定,应采取适宜的风量,并使煤层中每一层都处于在不断增温状态。充分利用配煤技术,调节工业型煤的挥发分、热值、焦渣特征、灰熔点等指标,不但有效地解决链条锅炉的接火、燃烧、燃尽问题,而且还可以保证煤粉压球机型煤挥发分完全燃烧,减少黑烟产生。
    在工业煤粉压球机型煤生产中,要充分考虑原料煤的热膨胀性能,以及煤粉压球机型煤的形状,保证煤粉压球机型煤在燃烧过程中,发生热态变形,形成部分爆裂,促进煤粉压球机型煤充分燃烧,提高煤粉压球机型煤的燃尽率。为了降低煤粉压球机型煤的着火温度,提高炉膛的温度,保证煤粉压球机型煤能充分燃烧,在煤粉压球机型煤生产中应加入一量的氧化剂和催化剂等组成的添加剂。
     工业煤粉压球机型煤在链条锅炉中燃烧,必须控制燃烧条件,要厚的煤层、慢炉排速度和控制适宜的风量,才能保证煤粉压球机型煤充分燃烧。


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