
沈阳冠军蓄电池总代理
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1、前言
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CFB锅炉降低灰渣含碳量的探讨
摘要 CFB锅炉(循环流化床锅炉)灰渣含碳量直接反映锅炉燃烧的好坏 ,灰渣含碳量对锅炉热效率有很大影响,也直接影响到灰渣的综合开发和利用。通过多年的运行实践,从运行调整方面得出CFB锅炉的燃煤粒径、床温、床压、一次风和二次风的配比等因素对灰渣含碳量的影响。
关键词:CFB锅炉、灰渣含碳量、锅炉热效率、
近年来,随着环保压力的增大,CFB锅炉因其燃料适应广、燃烧效率高、清洁燃烧,适合环保要求,在国内得到广泛的推广;但是,CFB锅炉在国内的研究起步比较晚 ,设计、运行等方面的技术还是不太成熟 ,如磨损、达不到额定出力、灰渣含碳量高、厂用电率高等问题。燃煤的成本超过电厂总成本的75%,灰渣含碳量的高低,直接关系到锅炉热效率和发电成本,进而影响企业的经济效益 ;并且灰渣含碳量高,还严重影响锅炉灰渣的综合利用和开发。
根据多年的运行经验,并查阅了一些资料,对降低CFB锅炉灰渣含碳量从运行工况的调整分析,总结为以下几点,供同仁们参考。
1、燃煤的粒径
CFB锅炉对燃煤粒径的大小要求范围比较大,但燃煤粗细份额大小影响到灰渣的含碳量,燃煤粒径太大,受热面的磨损加快,缩短运行周期,增加检修次数。
(1) 细煤粒份额比较大
根据CFB锅炉的燃烧动力场特点,在密相区属欠氧燃烧,形成了大量一氧化碳,大量的一氧化碳和未来得及燃烧的煤粉随烟气进入稀相区,增加了稀相区的燃烧份额,使稀相区的燃烧份额超过设计值,导致一部分一氧化碳和煤粉随烟气排出,造成了不完全燃烧,并且有可能造成旋风分离器和尾部烟道非常剧烈的二次燃烧。
(2) 粗煤粒份额比较大
粗煤粒份额比较大,使得许多大煤粒沉于密相区底部,燃烧不充分,随渣排出炉外;防止结焦,可能会加大一次风量,使大量细煤粒随烟气排出,还会加大对受热面的磨损。
国内目前CFB锅炉采用的燃煤径粒一般为0--10mm或0--8mm,通过多次实验,燃煤粒径在5--10mm的占80%且最大的不要超过13mm,灰渣的含碳量最理想,下面是以5 mm以下、5--10mm、10 mm以上的燃煤粒径占燃煤份额的80%以上所做的一组实验,通过调整其它参数得到灰渣的最佳含碳量
煤的粒径(mm)
飞灰含碳量(%)
渣的含碳量(%)
5以下
15
4
5—10
5
1.5以下
10 以上
7
8
2、床温
CFB锅炉床温的选定,应根据燃烧的稳定性、运行的经济性及环保等要求综合确定。
(1) 环保方面
环保要求对电厂控制的排放物主要是粉尘、硫的氧化物和氮的氧化物。CFB锅炉的旋风分离器具有一级除尘作用,加上高效的电除尘,粉尘对环境的污染已得到有效的扼制。
煤燃烧生成氮的氧化物有两种形式 ,一种是空气中的氮和氧化合生成氮的氧化物,这种氮的氧化物生成的可能性很小,因为它的生成温度要大于1300℃,而CFB锅炉床温控制在1000℃以内。另一种氮的氧化物生成是由煤中本身所含的氮(C-N)在燃烧中C-N键容易被破坏,生成氮的氧化物。通过查阅资料,温度在900℃左右氮的氧化物生成量最小,温度在900℃--950℃之间,氮的氧化物的生成量和温度在900℃左右相比相差不大。
温度会改变脱硫反应速度、脱硫剂性能等,从而影响脱硫效率和脱硫剂利用率,温度在830℃--930℃之间是常用脱硫剂高效脱硫的最佳脱硫温度区,床温控制在930℃--950℃对脱硫的效果基本没有影响。
(2) 经济性和安全性
根据CFB锅炉燃烧的特点,从旋风分离器出来的可燃物基本是焦炭,焦炭的燃烧温度在800℃以上,这些焦炭颗粒的燃烧大部分在稀相区完成,CFB锅炉二次风口一般布置在稀相区和密相区交界处,床温过低,稀相区温度达不到焦炭燃烧温度,使燃烧不完全,灰渣含碳量升高。控制床温在930℃--950℃之间,物料经过稀相区二次风口后,使稀相区温度高于800℃,基本可以解决这一问题;在这一温度区间,由于灰的变形温度一般高于1100℃,也不会产生结焦现象,保证锅炉稳定运行。
下面是某电厂#2CFB锅炉调整床温时所跟踪的一组数据
床温(℃)
炉膛出口温度(℃)
飞灰含碳量(%)
炉渣含碳量(%)
870
820
13
3.5
900
850
12.34
2.95
924
868
9.93
2.64
930
872
9.46
2.55
946
878
8.8
2.3
3、一次风和二次风的配比
一次风从布风板下鼓入,主要是满足物料流化和密相区欠氧燃烧的需要,一次风量的大小,应依据床温、稀密相区燃烧份额、受热面磨损情况、经济性综合确定;二次风主要满足炉内扰动和助燃作用,从而决定了煤粒在炉内分布的均匀性和燃烧情况,二次风的大小应依据床温、过量空气系数、经济性综合确定。一次风和二次风合理配比,不但保证CFB锅炉高效低污染燃烧,还保证了CFB锅炉安全运行,防止受热面磨损。
对于不同型式的CFB锅炉,由于设计工况的不同,一次风和二次风配比与其燃烧份额也不相同。目前,国产CFB锅炉的一次风和二次风配比值大致为6:4、4:6、5:5,这些值是设计值,锅炉设计者很难设计出一个固定的适合不同CFB锅炉运行的配比值。这就要求运行人员在实际操作中,根据CFB锅炉本身特点,保证燃烧充分、风机电耗率低、减少受热面磨损的情况下,通过精心调整,摸索出适合某台CFB锅炉的一次风和二次风合理配比值。
4.床压
床压对CFB锅炉灰渣(特别是渣)的含碳量的高低有很大影响,随着一次风量的变化,床压也发生变化。在做燃烧调整时,保证安全、经济的情况下,尽量提高床压,使炉渣在炉内停留的时间长,燃烧充分,对降低渣的含碳量很明显。在调整燃烧时,必须保证在同负荷下一次风量确定的情况下,尽量保持高床压(约7—10Kpa),否则提高床压对降低灰渣含碳量意义不大。
结论
综上所述,降低CFB锅炉灰渣含碳量,从运行调整方面归纳为
(1) 对燃煤选择合适的粒径
根据经验提供一个参考值:燃煤粒径在5--10mm的占80%且最大的不要超过13mm。
(2) 床温
床温控制在930℃--950℃,使稀相区的温度高于800℃。
(3) 选择合理的一、二次风配比。
(4) 在保证安全、风机电耗率小的情况下,尽量提高床压(约7—10Kpa)。
随着电力供配电行业,通信、通讯行业及电动车辆的发展,也带动了为其配套的电源--蓄电池行业的发展和技术上的进步与创新。由于铅酸蓄电池具有优异的性价比,所以目前国内外市场上除了便携式电子产品外,为电动车辆、UPS系统、电讯设施(电信中心,卫星地面站)、内燃机车、汽车、电站、变电站、应急电源、船舶及无电区光明工程的储能电源等95%以上都是使用的铅酸蓄电池。铅酸蓄电池2005年总产量为6645万千伏安,总产值为350亿元;2006年的总产量上升为8457万千伏安,总产值为420亿元,占全国电池行业总产值的三分之一左右(数据由江苏双登电源集团公司戴经明顾问提供)。
型号不同、使用环境条件不同的电池,其设计使用寿命也不同。如固定型排气式的铅酸蓄电池在20℃~25℃,浮充充电条件下使用其寿命有15年;VRLA铅酸蓄电池在浮充电条件下使用其寿命在5~10年;牵引型(动力型)排气式铅酸蓄电池寿命为1500周次;动力型VRLA铅酸蓄电池寿命为700次左右;电动自行车、电动摩托车、电动三轮车配套的铅酸蓄电池寿命只有350周次左右,即一年;汽车上配套的点火,照明,起动用的VRLA铅酸蓄电池一般寿命为3~5年;所以铅酸蓄电池的修复对于市场占有量最大,使用频率最高,使用范围最广、寿命较短且易出现早期失效的铅酸蓄电池是主要工作的对象。这些易出现早期失效的电池对其修复后可以再次提交使用,因此大大的延长了电池的使用寿命,达到了既环保又节约节能的目的。
2、铅酸蓄电池早期失效的主要原因
铅酸蓄电池早期失效的主要原因有以下几个方面:
(1)铅酸蓄电池自身的品质和制造质量问题;
(2)与铅酸蓄电池配套的充电设备(充电器)的充电模式与电池不匹配问题;
铅酸蓄电池充电时如果与充电设备(充电器)不匹配,充电电压过高,充电时间过长会导致电解液(硫酸水溶液)中的水分解加速,产生的氢气、氧气在电池内部不能完全复合,因此加速了蓄电池的失水,并使极板的腐蚀增大,加速蓄电池的老化和出现早期失效。
(3)铅酸蓄电池的使用者不能按照电池的使用维护要求使用和维护电池;
如果对铅酸蓄电池过度使用会造成电量透支,使正极板上二氧化铅粒子间的导电桥退化,会失去部分二氧化铅粒子间的接触及二氧化铅粒子与板栅间接触,这就意味着孤立的粒子不再参与电化学反应,活性物质的机械强度减弱,脱落的可能性增大。过度使用(过放电)还会使负极活性物质中的膨胀剂因氧化而失去作用,并会增加不可逆硫酸盐的结晶生成。经常的过度使用(过度放电)会导致活性物质过早的失去活性,充电时活性物质的转化能力减弱,从而导致铅酸蓄电池容量衰减加速并出现早期失效。
(4)摔打、跌落、碰撞造成电池塑料壳体的损伤,严重时会造成极耳和极板内部的损伤使电池完全失效,过早报废。

性能和优势
·容量范围:24 ~ 200Ah
·温度范围:-15 ~ 50℃
·多重密封结构,无渗漏
·UL94-V0级阻燃ABS外壳
·连接件100%绝缘保护设计
·架式/机柜/机架多种方式安装
·安装架设计耐9烈度地震
·设计浮充寿命10年(25℃)
性能参数:
性能指标
推荐的最佳值
工作温度
放电:-40℃ ~ 70℃
充电:-15℃ ~ 50℃
最佳温度:23℃ ~ 27℃
浮充电压
13.50V / 12V电池(25℃)
最大充电电流
≤0.15C20
均衡充电电压
14.10V / 12V电池(25℃)
最大交流纹波
浮充电压波动≤0.5%RMS
或1.5%的P-P值
交流纹波电流≤C/20 A RMS
储存期
超过6个月后(25℃)需补充电
配件
电池间连接排 / 电池架 / 出线端子
安 装
蓄电池均荷电出厂,在运输安装过程中谨防短路。
电池组电压较高,在安装使用及维护中应使用绝缘工具,防止电击。
维护简单
电池实现密封,在整个寿命期间无需定期补水或补酸等维护。
性能优良
板栅采用特种合金,严格控制隔板、电解液及各工序的杂质,自放电极低。
极板、汇流排、极柱等采用优化设计,隔板电阻也极低,因此电池内阻小,大电流放电性能好。
电池深放电后只要充分充电,电池容量基本不降低,恢复性能好。
安全可靠
安全阀开闭阀性能卓越,寿命长久;
既可以放出由于误操作或过充电引起的过多气体,又能防止外部气体或火星进入电池内部引起自放电或爆裂。
蓄电池若需贮存,应断开电池组与充电设备及负载的连接部分并且保持环境阴凉、干燥、通风。
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