电力生产之灰分 | |
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发起人:dajiangjunwang 回复数:0 浏览数:1414 最后更新:2009/9/23 15:29:32 by dajiangjunwang |
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dajiangjunwang 发表于 2009/9/23 14:56:38
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电力生产之灰分 煤的工业分析中的灰分是将煤样置于815℃±10℃的温度下灼烧后的残留物,由于煤中的矿物质里的结晶水、硫化铁中的硫以及部分碳酸盐二氧化碳、氯化物等挥发出去了(这挥发出去的部分被计入挥发分中去了),因此,工业分析方法测得的灰分比煤在天然状态下包含的矿物质要少。而实际燃烧时,炉膛中心温度远远高于815℃±10℃,这时还会有部分灰分继续热解或升华变为气态,其减少值最大可达灰分总量的5%左右,因此锅炉的排灰除渣量又小于工业分析测定值。 灰分对燃烧的影响首先表现在对着火的影响。从图5-1-6可以看出,灰分高会使火焰传播速度减慢,使着火推迟;另外,煤的灰分越多,可燃物的成分相对减少,燃料的发热量降低,而且当矿物质变为灰分时还要吸叫热量,因此,煤的灰分越大,理论燃烧温度越低,炉膛温度的下降幅度也越大,煤的燃尽度变差和排灰量增大,均使q4随之增加。在焦炭燃烧过程中,内在灰分还会裹在内层焦炭上形成灰壳,阻碍氧气向焦炭表面扩散,降低燃烧速度。
固定炉排层状燃烧炉除灰时,一部分炉排上的火层与灰渣一起清除,不可避免地也会有一部分可燃物与灰渣一起被排出去。因此,灰分越多,机械未完全燃烧损失也就越大。 燃烧煤屑的卧式旋风炉不宜燃用灰分大的煤,因为当灰分大时,灰中的可燃物不容易燃尽,不完全燃烧损失就增大。另外,不论是卧式旋风炉还是立式旋风炉,旋风燃烧室的火焰温度很高(约1800℃),这时灰烬的某些成分就会升华,凝结在锅炉的尾部受热面上。煤的灰分越多,升华的灰分数量越大,造成尾部受热面积灰量越多。 液态排渣炉燃烧高灰分的煤时,火焰比较稳定。但是,灰分增加,灰渣的物理热损失也成正比例增加,这对液态排渣炉经济性的影响是比较明显的。 煤粉炉燃烧的煤含灰分越多,受热面的沾污则会导致排烟温度的显著升高,降低运行的经济性。运行经验表明,煤的折算灰分AZ为8%~15%,其影响主要表现在运行经济方面;而当AZ>15%时,就会造成输煤、制粉、引风、除尘等设备对流受热面磨损,事故明显地增加,因此燃用这类灰分越高的煤,对锅炉及其辅助系统必须做相应的专门设计,日常运行维护工作也较大。一般说来,从燃烧稳定和运行安全、经济考虑,固态排渣煤粉炉燃用的煤AZ不宜超过10%。 灰对燃烧也有好处。层状燃烧,灰渣在炉排上保持一定的厚度,不仅能以保护炉排不致烧坏的作用。而且对鼓入的空气也起到疏散均匀作用,悬浮燃烧,火焰中所含的灰渣滴对燃烧过程起着催化作用。另外,由于当灰分增加时,煤中的可燃物组分也会相应减少,因此,飞灰中的可燃物含量也随之略有降低。 燃煤矿物质的密度约为可燃物质密度的两倍,矿物质愈多,则原煤及煤粉的密度也愈大。在制粉系统内,同一粒径的煤粉,密度大的颗粒具有较大的质量和自由沉降速率,因此,被研磨的机会也越多。反映在制成煤粉的细度分级上,细粉与粗粉之间会产生明显的质量差别,主要表现在矿物质偏析上。煤粉的粒度愈大,矿物质含量愈低,可燃组分愈高。这种现象将降低煤粉的燃尽度,因为颗粒越大煤粒越难烧透。矿物质含量高的煤,其理论燃烧温度会降低(见图5-1-4)。 矿物质含量增加,煤燃尽后灰粒可随烟气流动,烟气流速过高,灰粒将磨损受热面。为减轻受热面的磨损,必须限制烟气流速及采取局部防磨措施。而烟气流速过低,又会减弱对飞灰的冲刷作用,过热器及尾部受热面更易积灰沾污。炉膛受热面的沾污常引起结焦及过热面超温而威胁安全运行;受热面沾污的灰熔化后粘附在水冷壁上易造成结渣。 从燃烧的稳定性和运行安全性考虑,对于一般固态排渣的煤粉炉,煤中灰分不宜超过40%(特殊设计燃用高灰分的锅炉除外);液态排渣炉和旋风炉,煤中灰分的上限不宜超过50%. 另外,矿物质中的Pb、Bi、V等随烟气带出,当它们沉积在金属表面时,产生颗粒边界脆化作用,使金属损伤;煤中的氯离子是奥氏体钢的一种主要的腐蚀剂;烟气中的含硫成分、碱金属氧化物和氯化物是高温烟气区受热面如过热器及炉管等的沾污和腐蚀主要诱因。 煤中的硫化物和微量汞燃烧后生成SO2、H2S等有害气体和汞蒸气及飞灰随烟气排入大气,造成大气污染和环境粉尘污染;近年来,灰渣的综合利用取得了很大的发展,灰渣的污染减少,但当煤燃烧成灰后,原煤中有毒有害元素浓缩富积于灰中,在粉煤灰的开发利用时应予注意,以免对环境的污染。 |
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