1、概述：

循环流化床锅炉(CFB)的最大优点之一是对燃料的适应性特别好，但它对燃煤的粒度范围、平均粒径大小和粒度的分布有较为严格的要求，不同的炉型、不同的煤种对燃煤粒径有不同的要求。高倍率CFB对燃煤粒径要求比较细，中低倍率CFB则可以粗些。我国CFB多为中低倍率，对高挥发分低灰煤，燃煤粒径为0～13 mm；对低挥发分高灰煤则为0～8 mm。如果燃煤粒径变化大，对锅炉的流化燃烧工况、带负荷的能力，对受热面和耐火衬里的磨损都会带来很大的影响。保证煤的粒度分布合理是电厂燃煤制备系统设计和运行必须解决的重要问题。

2、燃煤粒径对锅炉负荷的影响：

如果燃煤粒径与CFB锅炉不适应，粒径分布不合理或平均粒径太大，会使锅炉负荷下降。为了维持CFB正常燃烧与物料循环，要求人炉煤中所含大、中、小颗粒的比例有一个合理的数值，也就是要求燃料有合适的粒度级配。但目前投产的部分CFB由于燃料来源不同，燃煤制备系统选择不同，不能按燃煤的破碎特性去选择合适的工艺系统和破碎设备，或者是燃料制备系统设计合理且适合设计煤种，但实际运行时由于煤种的变化而影响燃料颗粒特性及其级配，粒度过大，煤粒燃烬时间长。同时，飞出床料层的颗粒减少，锅炉不能维持正常的循环灰量，必然造成锅炉负荷下降。

3、燃煤粒径对过热汽温的影响：

我国CFB锅炉用煤多为宽筛分燃料，一般要求为0～8 mm或0—13 mm的自然破碎粒度，但实际运行时，由于下述原因造成燃煤粒度不能保证要求：

（1）制煤系统不适合，原煤未先经过筛分就进行破碎造成细粉煤含量过多；

（2）筛子运行不正常，运行一段时间后特别当煤较湿时，筛孔发生部分堵塞，使煤的粒度越来越细；

（3）输煤系统上无吸铁装置或其运行不正常，使铁钉、铁块等进人流化床中；

（4）破碎机运行不正常，如运行一段时间后，破碎效果不佳，粗颗粒煤含量增加，如破碎后煤不过筛，将造成大颗粒煤大量进入锅炉；

（5）筛子出现破损，筛孔变大，也造成大颗粒煤进入锅炉。

总之，制煤系统是保证提供粒度合格煤的关键。颗粒的大小会引起送风量、燃烧份额、飞灰浓度和飞灰粒度的变化，从而影响汽温的变化，如燃煤的最大粒度>8～10 mm (最大颗粒甚至达到50 mm)且细颗粒含量较高时，若维持在设计风量下运行有可能使粗颗粒沉积而引起事故(这是我国CFB锅炉不能长期稳定运行的主要原因之一)，为使粗颗粒流化，必须加大风量，结果造成颗粒扬析率增加，密相区的燃烧份额降低，稀相区的燃烧份额增加，同时增大送风量又使过热器区域的烟速增加，两者都使汽温上升，严重时还可能有部分细颗粒煤在过热器区域燃烧，而造成汽温大大增高。

4、燃煤粒径对锅炉受热面及耐火衬里磨损的影响：

CFB燃料颗粒组分是影响其稳定运行的关键因素之一，对床层分布、燃烧效率、炉内温度、返料量、烟气粒子浓度等都有交互影响，从而对整个锅炉系统的各受热面及内衬材料的磨损产生影响。

如果运行颗粒组分中粗颗粒较多，燃煤粒径分布达不到CFB的要求，粒子循环量小，粗颗粒将沉浮于燃烧室下部燃烧，造成密相床燃烧份额过大，还会使炉床超温结焦。运行中为防止粗颗粒沉底而引发事故，通常采用大风量运行，不仅在额定负荷下风门全开，而且在低负荷时也难以关小风门。这种大风量运行方式，不仅引起烟气量、烟温的变化，还会因大风量而造成扬析量增大，飞灰浓度增加等变化。同时由于通过对流受热面的烟气流速上升。烟气中粒子尺寸增大，还会加速受热面的磨损，而受热面和防磨耐火内衬的磨损量与气流速度的三次方成正比，大风量运行的结果，急剧加速了锅炉磨损。

如果运行颗粒组分中细颗粒较多，则床层不易建立，密相床的温度难以维持，即使能维持密相床燃烧温度，较细的颗粒也被扬析，加大尾部受热面的磨损，同时也难以保证锅炉烟气出口的粉尘排放要求。

因此，在运行中应首先控制好床料及煤粒的筛分比，调整好风量，降低烟气流速、降低烟气粒子浓度和粒子直径，以减少磨损。

5、燃煤粒径对锅炉效率的影响：

CFB燃烧热损失中较大的一项是固体不完全燃烧损失q4。对CFB一般床底渣含碳量≤ 1．5％，但飞灰含碳量≥10％ 的偏多，特别对燃煤中细颗粒偏多、分离器效率低的情况，当燃煤热值较高、挥发分含量较低时，飞灰含碳量高达20％ 一25％。对75 t／h蒸发量以下的CFB由于其燃烧室高度有限，细颗粒煤在燃烧室内停留时间小于它的燃烬时间，从而导致飞灰量大，飞灰含碳不完全燃烧损失大，导致CFB燃烧效率低。一般q4数值的大小与给煤粒度关系甚为密切：

（1）给煤中许多<1 mm的细煤粉未经燃烧就被上升的烟气流携带离开沸腾床；

（2）有些较大的煤粒尚未燃烬就被上升的气泡尾涡夹带，在沸腾床界面因气泡破裂飞溅而弹离沸腾床；

(3)由于给煤中大颗粒多而需要多放冷渣，使一些未燃烬颗粒一起排出。

一般l mm以上颗粒极少逸出，它们在床中有足够的停留时间燃烬，被风携带出沸腾床的飞灰主要是0．5 m以下的细粉。q4损失主要是0．5 mm以下飞灰造成的，其中又以0．2～0．5 lnlll飞灰造成的损失为多。

若把宽筛分范围从0～13 mm减少到0～8mm，对降低q4损失是很有效的。减少颗粒尺寸的好处是明显的。进入CFB的煤颗粒有粗有细，处于一定的粒度范围。粒度大的颗粒(一般>1 mm)趋向于聚集在密相区沸腾燃烧有足够的停留时间。<1 mm的颗粒在炉膛上部燃烧，其中带出炉膛的中间尺寸颗粒(大于分离器临界粒径d99)经分离器收集后送回炉膛中循环燃烧，而分离器不能捕捉的极细颗粒(<d99)一次通过燃烧室成飞灰，若颗粒在炉内停留时间小于燃烬时间，将使飞灰含碳量增加，燃烧效率降低。因此要求所有 d鲫的煤粒一次经过炉膛即能燃烬，否则会形成飞灰不完全燃烧损失。提高燃烧效率的关键在于提高那些一次通过炉膛时没有燃烬，而循环次数又不多的颗粒的燃烬度。

6、燃煤粒径对锅炉运行床温的影响：

CFB沸腾床运行时的基本要求就是床料沸腾正常，床温(850~C～950~C)维持稳定。为此，进煤的颗粒度一定要有保证，且要有适当的筛分比例。在运行中曾发生筛网破损而使>8 mm的煤块大量进入沸腾床中，最大的达30 mill。这些大煤块进入沸腾床中沉积形成死滞区，破坏正常的沸腾状态、，使床温下降而被迫停炉。所以CFB运行要求良好的破碎、筛分系统，以保证进人沸腾床的煤粒在要求的颗粒度范围之内。由于1mm以下的微粒往往未经燃烧就逸离床层，5mm以上煤粒往往不易燃烬，所以，进入沸腾床的煤粒中，最好是>5 mm和<1mm的比例小些。否则，运行时若为了减少小煤粒飞逸而减小风量，就会影响大煤粒沸腾；若为了照顾大煤粒沸腾得好而风量大些，则小煤粒飞逸又太多。风量调节还要与给煤成一定的比例以维持床温。煤粒破碎得好，颗粒度均匀，则运行时风煤比易掌握，床温易稳定，效率也高。如颗粒过小，过大甚至超大，就会使运行操作发生困难。

7、总结：

燃煤粒径对CFB运行有着重大意义。如果CFB运行时煤的粒度分布、平均粒径与设计值相差较大，颗粒尺寸选择不当，必将对CFB运行带来严重影响，一般燃煤粒径为0～8 mm或0～13mm，并且要给出具体的筛分比和燃烧颗粒特性曲线。