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关于中小型循环流化床锅炉飞灰含碳量偏高问题的讨论论文

摘要：本文介绍了循环流化床锅炉的发展历史，并针对现阶段中小型循环流化床锅炉运行中突出的飞灰含碳量高的问题展开讨论，提出一些降低飞灰含碳量的措施。

关 键 字：中小型循环流化床锅炉 飞灰含碳量偏高

0 循环流化床锅炉发展概况

循环流化床燃烧技术是国内外公认的一种洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉具有煤种适应性广、燃烧效率高、环境性能好、符合调节范围大和灰渣综合利用等优点，近十年来在工业锅炉、电站锅炉、旧锅炉改造和燃烧各种固体废弃物等领域得到迅速的发展。我国是以煤为主要一次能源的国家，燃用的煤种最为齐全。近十几年来，我国循环流化床技术发展迅速。

1981年国家计委下达了“煤的流化床燃烧技术研究”课题，清华大学与中国科学院工程热物理研究所分别率先开展了循环流化床燃烧技术的研究，标志着我国循环流化床锅炉的研究和产品开发技术正式启动。到2005年4月为止，我国运行的循环流化床锅炉CFBB已超过100台，已经投运的最大机组是安装在四川内江、从奥斯龙公司进口的410t/h（100WM）循环流化床高压电站锅炉，由于运行台数较少，各方面的经验还有待积累。

另外，我国正在引进一台Alstom公司的1025t/h的常压循环流化床锅炉及相应的关键配套设备，在四川白马电厂建立300MW循环流化床示范工程；国家电力公司热工研究院夜设计了300MW循环流化床锅炉方案标志着我国循环流化床锅炉将朝着大型化方向发展。现在，我国已成为世界上CFB机组数量最多、总装机容量最大和发展速度最快的国家。

1 循环流化床锅炉目前存在的问题

但是这种超常规的循环流化床锅炉的发展速度使循环流化床锅炉运行出现了一些问题。诸如：①炉膛、分离器以及回送装置及其之间的膨胀和密封问题。特别是锅炉经过一段时间运行后，由于选型不当和材质不合格，加上锅炉的频繁起停，导致一些部位出现颗粒向炉外泄漏现象。②由于设计和施工工艺不当导致的磨损问题。炉膛、分离器以及返料装置内由于大量颗粒的循环流动，容易出现材料的磨损、破坏问题。一些施工单位对循环流化床内某些局部部位处理不当，出现凸台、接缝等，导致从这些部位开始磨损，然后磨损扩大，导致炉墙损坏。③炉膛温度偏高以及石灰石选择不合理导致的脱硫效率降低问题。早期设计及运行的循环流化床锅炉片面追求锅炉出力，对脱硫问题重视不够，炉膛温度居高不下，石灰石种类和粒度的选择没有经过仔细的试验研究，导致现有循环流化床锅炉脱硫效率不高，许多锅炉脱硫系统没有投入运行，缺乏实践经验的积累。④灰渣综合利用率低的问题。一般认为，循环流化床锅炉的灰渣利于综合利用，而且利用价值很高，但由于各种原因，我国循环流化床锅炉的灰渣未能得到充分利用，或者只进行了一些低值，需要进一步做工作。⑤飞灰含碳量高的问题。这些问题的存在影响了循环流化床锅炉的连续、安全、经济运行，还带来了维修工作量大、运行费用高等问题。就中小型循环流化床锅炉来说，飞灰含碳量高是一个比较普遍的问题。

2 飞灰含碳量的影响因素及应采取的措施

影响循环流化床锅炉飞灰含碳量的主要因素如下：

1、 燃料特性的影响。循环流化床锅炉煤种适应性广，但对于已经设计成型的循环流化床锅炉，只能燃烧特定的煤种（即设计煤种）时才能达到较高的燃烧效率。由于煤的结构特性、挥发份含量、发热量、水分、灰份的影响，循环流化床锅炉的燃烧效率有很大差别。我国主要按煤的干燥无灰基挥发分含量对煤进行分类，按照挥发分含量由低到高的顺序将煤分成无烟煤、贫煤、烟煤和褐煤等。挥发分含量的大小实际上反映了煤形成过程中碳化程度的高低，与煤的年龄密切相关。不同煤种本身的物理组成和化学特性决定了它们在燃烧后的飞灰具有不同的形态和特性。东南大学收集了山西大同烟煤、广西合山劣质烟煤和福建龙岩无烟煤等几种典型煤种在电站锅炉中燃烧生成的飞灰，制成样品，用扫描电镜进行了微结构分析。收到基灰发分含量为10%的广西合山劣质烟煤所生成的飞灰大部分是较密实的灰块，表面不光滑，没有熔融的玻璃体形态存在，大部分粒子的孔隙率都较小，仅有少数球状空心煤胞出现，但孔隙率也不大，壁面较厚，表面粗糙。该飞灰形态表明，该煤种燃尽率不高，取样分析其飞灰含碳量为10%左右。福建龙岩无烟煤挥发分含量较低，只有4%左右，属典型难燃煤种，表现为着火延迟、燃尽困难。虽然发热值高，燃烧时火焰温度可达1500℃以上，但燃尽率低，生成的球状煤胞中绝大多数为无孔或少孔，虽然也出现多孔薄壁球状煤胞，但数量极少。无孔或少孔的球状煤胞表面很光滑，有熔融的玻璃体形态存在，对燃尽是极为不利的。从煤粉锅炉种采取飞灰样，分析其含碳量在10%以上。山西大同烟煤飞灰中虽然也发现有极少部分少孔的密实球状煤胞，但绝大部分为多孔的疏松空心煤胞和骨质状疏松结构煤胞，这两种煤胞的孔隙率很大，这样就形成了很大的反映表面积，对煤粉的燃尽十分有利，因而这种烟煤的飞灰含碳量很低。

2、 入炉煤的粒径和水分的影响。颗粒过大，一方面床层流化不好，另一方面，碳粒总表面积减少，煤粒的扩散阻力大，导致反应面积小，延长了颗粒燃尽的时间，颗粒中心的碳粒无法燃尽而出现黑芯，降低了燃烧效率，同时造成循环灰量不足，稀相区燃烧不充分，出力下降。另外，大块沉积，流化不畅，局部结焦的可能性增大，排渣困难。颗粒过小，床层膨胀高，易燃烧，但是易造成烟气夹带，不能被分离器捕捉分离而逃逸出去的细颗粒多，对燃尽不利，飞灰含碳量高。通过实验发现：颗粒太小，由于煤粉在炉内停留时间过短，燃不尽，飞灰含碳量就大。相对而言，燃用优质煤，煤颗粒可粗些；燃用劣质煤，煤颗粒要细些。所以对于不同的煤质要调整二级破碎机的破碎能力来调整煤的粒度。煤中水分过大不仅降低床温，同时易造成输煤系统的堵塞，故对于水分高的煤进行掺烧。

3、 过量空气系数的影响。一次风作用是保证锅炉密相区料层的流化与燃烧，二次风则是补充密相区出口和稀相区的'氧浓度。调整好一二次风的配比，有效地降低飞灰、灰渣含碳量，是保证锅炉经济燃烧的主要手段。运行中适当提高过量空气系数，增加燃烧区的氧浓度，有助于提高燃烧效率。但炉膛出口过量空气系数超过一定数值，将造成床温下降，炉膛温度下降，总燃烧效率将下降，风机电耗增大。所以在符合变化不大时，一次风量尽量稳定在一个较合适的数值上，少作调整，主要靠调整二次风比例来控制密相区出口和稀相区的氧浓度。一二次风的配比，与锅炉负荷、煤种等有关，通过进行燃烧调整试验可建立锅炉不同负荷与一二次风量配比的经验曲线或表格，供运行调整时参考。

4、 燃烧温度的影响。和煤粉锅炉炉膛温度高达1400~1500℃相比，循环流化床运行温度通常控制在850~900℃之间，属低温燃烧，在此条件下煤粒的本正燃烧速率低得多，加上流化床内颗粒粒径比煤粉炉内煤粉粗得多，所需的燃尽时间长得多。提高燃烧温度，飞灰含碳量低；相反，燃烧温度低，飞灰含碳量高。

5、 分离器分离效率的影响。分离器分离效率高，切割粒径小，飞灰含碳量低；相反，分离器分离效率低，切割粒径大，飞灰含碳量高。经过20年的发展，目前我国循环流化床锅炉使用的高效分离器有三种：上排气高温旋风分离器、下排气中温旋风分离器和水冷方形分离器。

6、 飞灰再循环倍率的影响。飞灰再循环的合理选取要根据锅炉炉型、锅炉容量大小、对受热面和耐火内衬的磨损、燃煤种类、脱硫剂的利用率和负荷调节范围来确定。

7、 锅炉蒸发量的影响。锅炉蒸发量大，相应的燃烧室温度高，一次通过燃烧室燃烧的粒子（分离器收集不下来的粒子）燃烧时间长，燃尽度较高，飞灰含碳量低；相反，飞灰含碳量高。

8、 除尘灰再循环燃烧的影响。对难燃尽的无烟煤，采取分离灰循环燃烧之后，飞灰含碳量仍比较高。为了进一步降低飞灰含碳量，一个比较有效的措施是采用除尘灰再循环燃烧。德国一台循环流化床锅炉，当分离灰再循环倍率为10~15时，飞灰含碳量仍有23%左右。为了降低飞灰含碳量，采用了除尘灰再循环燃烧。当除尘灰再循环倍率为0.3时，飞灰含碳量降低到了10%左右；除尘灰再循环倍率为0.6时，飞灰含碳量降低到了4%。

3 结论

降低飞灰含碳量的措施有多种，应根据实际情况选择最经济最实用的措施。我厂四台循环流化床锅炉也存在飞灰含碳量高的问题，我们会借鉴前人的经验，尝试一些措施以降低飞灰含碳量。

参考文献：

[1] 路春美等，循环流化床锅炉设备与运行[M]，中国电力出版社，2003

[2] 刘德昌等，循环流化床锅炉运行及事故处理[M]，中国电力出版社，2006

促进旅游文化产业全面发展一、我国旅游业发展的基本情况 经过改革开放近30年的发展，我国旅游业实现了由旅游资源大国向世界旅游大国的转变。2006年，我国入境旅游人数为1.25亿人次,其中过夜旅游人数达4991万人次，旅游外汇收入达339亿美元, 入境旅游接待位居世界第四位；国内旅游13.9亿人次,市场规模位居世界前列；出境旅游3452万人次,居亚洲第一位。旅游业总收入达8935亿元人民币，比上一年增长16.3%%。全国旅游直接从业人员1000多万人，间接从业人员4900万人。世界旅游组织预测,到2015年,中国将成为全球第一大入境旅游接待国和第四大出境旅游客源国,届时,入境旅游人数将超过2亿人次。据国家统计局、国家旅游局编制的旅游卫星账户测算，2004年旅游业增加值占当年全国GDP的4.05%%。旅游业具有综合性强、关联度大的特点，在加快发展服务业的战略中将发挥重要作用。党中央、国务院高度重视发展旅游业，把它列为国民经济的重要产业加以培育。 二、旅游产业与文化产业相互促进，共同繁荣 旅游是人们离开家门，求新、求知、求乐的一种社会活动，而文化则伴随着旅游的全过程。通过旅游，既能满足人们精神与物质的享受需求，又能满足人们的发展需求。随着人类社会的进步，旅游越来越成为现代社会人们生活中不可或缺的内容。作为全球发展最快的新兴产业之一，旅游业因其巨大的市场需求、良好的发展前景，被称作“朝阳产业”，受到世界各国和地区的高度重视。 旅游产业和文化产业密不可分。自有旅游活动以来，旅游与文化就从未分离。文化是旅游的灵魂，旅游是文化的重要载体；没有文化的旅游就没有魅力，而没有旅游的文化则缺少活力。旅游的优势体现在市场，文化的优势体现在内涵。站在旅游的角度看，抓住文化就抓住了核心价值；站在文化的角度看，抓住旅游就抓住了一个巨大市场。旅游产业和文化产业相互融合，相得益彰，共同繁荣。 随着旅游与文化的有机结合和不断发展，产生了旅游文化演出这一新的业态。近年来，我国旅游文化演出市场欣欣向荣，演出规模稳步扩大，演出水平不断提升，资本和优秀人才不断聚集，形成了百花竞放的崭新局面，展示了十分美好的发展前景。据不完全统计，2006年在全国各重点旅游城市和旅游景区定时定点上演的、投资在百万元以上的旅游文化演出有153台，资金投入达17.9亿元，参加的专业和业余演职人员1.76万人，观众达1.67亿人次，实现演出收入26.8亿元。涌现了一批场面宏大、制作精美、演艺精湛、格调高雅的优秀作品，吸引了海内外广大旅游者，并得到广泛好评。三、旅游文化演出的成功经验给予我们的启示 旅游文化演出取得的成功，是旅游产业与文化产业相互融合的结晶，对我们进一步促进旅游与文化的繁荣发展，提供了诸多启示： 第一，打造成功的旅游文化产品，市场是关键。从地域分布看，旅游经济越发达的地方，旅游与文化结合得越紧密，旅游文化演出市场相对就越繁荣，如北京、上海、杭州、广州、深圳、郑州、西安、成都、昆明、桂林等城市。从产品特征看，对文化和艺术内涵阐释得越有特色、越通俗，受众面就越大，越容易取得成功。这是因为，相对于城市常住居民来说，大多数旅游者对一个国家或一个地区文化产品的需求往往表现为民族性、多样性、特色化、大众化。抓住这一潜在的观众流，就抓住了一个大市场。 第二，打造成功的旅游文化产品，培育精品是方向。所谓精品，是指精良、上乘的作品。旅游文化精品就是制作精良、演艺精湛、能够代表当地文化艺术水平、深受广大旅游者欢迎的优秀文化产品。旅游文化精品不仅能提升旅游城市和企业的品质，其本身也构成新的旅游吸引力。河南推出的“禅宗少林·音乐大典”，从策划之初就致力于要把这台节目打造成艺术精品和河南的知名文化品牌，经过前后二年的精心设计、制作和市场营销，已经打开市场，取得了成功。上海的“时空之旅”，集中了三方投资者的优势资源，精心策划、精心编排，至今已连续演出700多场，有的观众甚至专程去看这场演出。这一系列的精品，包括在会议上介绍经验的云南的“丽水金沙”、广西的“印象·刘三姐”、杭州的“宋城千古情”等，不但本地观众爱看，各地来的游客也爱看；不但国内游客爱看，外国游客看了也赞不绝口。因而取得了良好的社会反响和经济效益。 第三，打造成功的旅游文化产品，独具特色是重点。因为旅游者具有“求新、求知、求乐”的愿望和需求，如果没有特色，就难以对他们产生吸引力，也就无法形成市场竞争力。这次会上六家单位的典型经验就各具特色，除此之外，还有陕西西安的“大唐乐舞”、深圳华侨城的“龙凤舞中华”、山东曲阜的“杏坛圣梦”、山西太原的“晋商歌谣”、内蒙古的“鄂尔多斯婚礼”、河北吴桥的“杂技大世界”、三峡大坝的“盛世峡江”、湖北的“夷水丽川”、贵州的“多彩贵州风”、安徽的“绿水青山”、西藏的“雅龚盛情”等，都具有鲜明的民族文化特色和地域文化特色，许多作品具有唯一性和独特性。“民族的就是世界的”，从这一意义上讲，这些作品拿到世界上去，也一定能以鲜明的特色占有市场。 第四，打造成功的旅游文化产品，体制机制是保障。旅游文化产品要进入市场，必须有一套适应市场经济特点的经营管理体制和市场运作机制。有了与市场接轨的体制和机制，才能调动各方面的积极性，才能实现文化演出资源、资本和人力资源的优化配置，提高旅游文化产品的市场竞争力，将资源优势转化为产业优势和经济优势，实现良好的经济和社会效益。比如，有些剧目的初次投资高达上亿元，有些剧目每天动用演员四五百人，有些剧目当年就能收回数千万的成本，还有一些剧目已经连续演出了十多年仍然在市场上大受欢迎。 第五，打造成功的旅游文化产品，改革创新是动力。艺术的生命力在于创新。从旅游业来看，旅游产品的生命力同样在于创新。我国悠久丰富的历史文化和民族文化资源，取之不尽，用之不竭。传统的音乐、舞蹈、戏剧、曲艺、杂技、马戏、武术等文化艺术，通过设计理念上的创新、编排组合上的创新、高科技演艺手段的采用以及经营管理体制机制的变革等，便焕发出蓬勃生机，引起市场的热烈反响。广东番禺的“森林密码”，这个节目综合投资3亿元，仅灯光一项就投入2000多万。舞台宽度达100米，布景层次达11层，中外演职人员300多人，参加表演的动物400多只。虽然演出内容也是常见的歌舞、杂技、马戏等，但由于大量地采用创新手段，使人感到耳目一新，自2006年1月开演以来，平均每场观众超过3000人，最多时达到8000人。