关键词：循环流化床；发电厂；锅炉运行；特性

摘 要：随着煤炭资源的日益紧张和环保要求的不断提高，循环流化床发电厂开展煤泥掺烧工作具有重要的现实意义。煤泥是煤炭洗选过程中产生的废弃物，其产量大、含水量高、热值低。将煤泥掺入循环流化床锅炉中燃烧，不仅可以实现废弃物的资源化利用，减少环境污染，还能降低发电成本。然而，煤泥的特殊性质也会对锅炉的运行特性产生多方面的影响，深入研究这些影响对于保障锅炉的安全、稳定、高效运行至关重要。

1 煤泥的特性及掺烧方式

煤泥的特性主要包括高含水量、低热值和高黏性等。一般来说，煤泥的含水量在 20%-70% 之间，这使得其在燃烧过程中需要消耗大量的热量来蒸发水分。煤泥的热值较低，通常在 8-15MJ/kg 之间，远低于常规动力煤。煤泥的黏性较大，给输送和给料带来了一定的困难。

在循环流化床发电厂中，常见的煤泥掺烧方式有直接掺烧和间接掺烧。直接掺烧是将煤泥直接输送到锅炉炉膛内进行燃烧，这种方式简单直接，但对煤泥的粒度和含水量要求较高。间接掺烧则是先将煤泥与其他燃料混合，然后再送入锅炉燃烧，这种方式可以降低煤泥输送和给料的难度，但需要增加混合设备。

2 煤泥掺烧对锅炉燃烧特性的影响

煤泥的高含水量会导致燃烧过程中水分蒸发吸收大量热量，使炉膛温度降低。当煤泥掺烧比例较高时，炉膛温度可能会下降到不利于燃料稳定燃烧的范围，导致燃烧效率降低。水分蒸发还会增加烟气量，降低烟气的温度和含氧量，影响燃烧反应的进行。

由于煤泥的热值较低，掺烧煤泥后锅炉的输入热量会减少。为了维持锅炉的出力和蒸汽参数，需要增加燃料的供应量。然而，过多的燃料供应可能会导致炉膛内的燃烧工况变差，出现不完全燃烧现象，增加飞灰含碳量和炉渣含碳量，降低锅炉的热效率。

3 煤泥掺烧对锅炉传热特性的影响

如前所述，煤泥掺烧会使炉膛温度降低，这会导致炉膛内的辐射传热减弱。辐射传热是循环流化床锅炉炉膛内的主要传热方式，辐射传热的减弱会使水冷壁的吸热量减少，影响锅炉的蒸发量。

煤泥燃烧产生的烟气量增加，会使烟气在对流受热面中的流速加快，增强对流换热。然而，由于烟气温度降低，对流换热的温差减小，综合作用下对流受热面的吸热量变化较为复杂。在实际运行中，需要根据具体情况调整对流受热面的布置和结构，以保证锅炉的传热效果。

煤泥中含有较多的矿物质，在燃烧过程中会产生大量的灰分。这些灰分容易在受热面上沉积，形成积灰和结渣。积灰和结渣会降低受热面的传热系数，影响锅炉的传热效率，同时还可能导致局部过热，损坏受热面。

4 煤泥掺烧对锅炉运行稳定性的影响

煤泥的高黏性和含水量的波动会给煤泥的输送和给料带来困难。在输送过程中，煤泥容易堵塞管道和给料设备，导致给料不均匀，影响锅炉的燃烧稳定性。给料不均匀还可能导致炉膛内温度和压力的波动，增加锅炉运行的风险。

如前文所述，煤泥掺烧可能会导致火焰中心上移和过热蒸汽超温。过热蒸汽超温会使过热器管材的金属强度降低，缩短过热器的使用寿命，甚至引发爆管事故，严重影响锅炉的安全运行。

煤泥燃烧产生的灰分较多，会增加除尘器的负担。如果除尘器的性能不能满足要求，会导致烟气中的粉尘排放超标，污染环境。过多的灰分还可能会磨损风机叶片和管道，影响设备的使用寿命。

5 应对措施

为降低煤泥高含水率对燃烧过程的不利影响，干燥预处理成为必要环节。热力干燥通过高温介质与煤泥接触，使水分快速蒸发；而机械脱水则借助压滤、离心等手段在不加热条件下实现水分削减。两种方式各具优势，需根据煤泥特性、运行成本及环保要求灵活选用。与此同时，输送与给料系统的优化同样至关重要。传统皮带输送易因煤泥黏性引发堵塞和打滑，改用螺旋或刮板输送机可在一定程度上缓解此类问题，同时辅以密闭式给料结构，减少湿煤粘附造成的供料波动，从而保障锅炉进料的连续性和均匀性。

锅炉运行参数的设定需围绕煤泥的燃烧特性展开深入调整。一次风率的适度提升有助于增强炉膛内气体流动强度，加快挥发分析出速度，促进燃料着火并提高燃尽效率。二次风的调控则聚焦于空气动力场重构，其送入高度与配比直接影响火焰中心位置与燃烧区域分布。合理的风量配置不仅能维持炉膛温度场平衡，还可有效抑制过热蒸汽温度异常升高，防止受热面金属超温失效。此外，过剩空气系数的选择也应兼顾完全燃烧与NOx生成控制之间的平衡。

受热面积灰与结渣问题贯穿煤泥掺烧全过程，其根源在于煤泥中碱金属与硅铝成分在高温下的熔融行为。积灰层的形成会显著削弱传热能力，导致排烟温度上升、锅炉效率下降；而结渣则可能局部阻塞烟气通道，造成热偏差甚至引发爆管事故。因此，吹灰除渣策略应从被动清理向主动防控转变。采用高频声波吹灰与蒸汽吹灰协同作业的方式，可覆盖不同部位积灰特性，延长清灰周期。对于高温区域受热面，则宜采用热喷涂镍基合金、陶瓷涂层等方式提升表面抗黏附性能，并加装防磨瓦以抵御颗粒冲刷磨损。

烟气净化系统在煤泥掺烧工况下承受更大压力，尤其是在粉尘排放控制方面。布袋除尘器因其高效稳定、适应性强的特点，在低排放标准下表现优异；电袋复合型除尘器则融合了静电与过滤双重机制，适用于高浓度烟尘条件，兼具节能与长周期运行优势。设备选型应充分考虑烟气湿度、露点温度及灰分粒径分布等因素。除尘器的日常管理须涵盖差压监测、滤袋完整性检测、极板振打频率调节等多个维度，确保其长期处于高效运行状态，避免因压差过高或破袋泄漏导致的排放超标与系统停运风险。

结论

循环流化床发电厂煤泥掺烧对锅炉的运行特性有着多方面的影响，包括燃烧特性、传热特性和运行稳定性等。在实际运行中，需要充分认识这些影响，并采取相应的应对措施，以确保锅炉能够安全、稳定、高效地运行。通过合理的煤泥掺烧技术和运行管理，不仅可以实现煤泥的资源化利用，还能为企业带来显著的经济效益和环境效益。

参考文献

[1]石万，李晓姣，袁进，等.基于Aspen Plus污泥耦合发电对循环流化床锅炉性能影响的模拟研究[J].洁净煤技术，2024，30（S02）：342-349.

[2]李金晶，黄中，赵振宁，等.循环流化床锅炉燃料掺烧技术的标准化[J].电力学报，2023，38（6）：460-466.

[3]仇杰，崔志刚，王康，等.低负荷下生物质掺烧比例对循环流化床锅炉燃烧性能的影响[J].洁净煤技术，2024，30（S01）：184-190.