循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整

韓攀君

（上海大屯能源發(fā)電廠(chǎng)，江蘇沛縣 221611）

循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整

韓攀君

（上海大屯能源發(fā)電廠(chǎng)，江蘇沛縣 221611）

循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)作為一種低污染清潔燃燒技術(shù)在運(yùn)行中暴露出了不少問(wèn)題，從分析循環(huán)流化床鍋爐的燃燒入手，結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，論述了與循環(huán)流化床鍋爐燃燒相關(guān)運(yùn)行時(shí)床溫、料層差壓、返料量、風(fēng)量等各參數(shù)的影響及其控制與調(diào)整問(wèn)題，對(duì)CFB鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定的指導(dǎo)意義。

燃燒調(diào)整 床溫 風(fēng)量 返料量

1　鍋爐結(jié)構(gòu)概述

大屯煤電公司發(fā)電廠(chǎng)2008年投產(chǎn)的#1、2鍋爐為高溫高壓，單鍋筒橫置式，單爐膛，自然循環(huán)，全懸吊結(jié)構(gòu)，全鋼架π型布置。鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層以上半露天，運(yùn)轉(zhuǎn)層以下封閉，在運(yùn)轉(zhuǎn)層8m標(biāo)高設(shè)置混凝土平臺(tái)。爐膛采用膜式水冷壁，鍋爐中部是蝸殼式絕熱旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置兩級(jí)四組對(duì)流過(guò)熱器，過(guò)熱器下方布置二組光管省煤器及一、二次風(fēng)各二組空氣預(yù)熱器。本鍋爐采用的循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。在燃燒系統(tǒng)中，給煤機(jī)將煤送入落煤管進(jìn)入爐膛，鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。一次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐下水冷風(fēng)室，通過(guò)水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過(guò)分布在爐膛前后墻上的噴口噴入爐膛，補(bǔ)充空氣，加強(qiáng)擾動(dòng)與混合。

2　流化床燃燒及傳熱特性

循環(huán)流化床鍋爐各區(qū)域燃燒狀況不盡相同，整體相對(duì)煤粉爐來(lái)講屬低溫燃燒。首先，燃料由給煤系統(tǒng)經(jīng)爐膛單側(cè)送入爐膛燃燒，由風(fēng)機(jī)提供的一、二次風(fēng)以不同方式送入爐膛，一次風(fēng)首先進(jìn)入水冷風(fēng)室，經(jīng)布風(fēng)板增壓進(jìn)入爐膛，保證物料流化的同時(shí)，提供少許氧量；二次風(fēng)沿爐膛高度多級(jí)多點(diǎn)進(jìn)入爐膛，其主要作用是提供燃料燃燒所需的大部分氧量，并起到擾亂稀相區(qū)物料的作用。爐膛內(nèi)的物料在一二次流化風(fēng)的作用下，產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)和碰撞，一部分物料由一次風(fēng)帶離密相區(qū)進(jìn)入稀相區(qū)，較大顆料因重力大于向上的作用力沿水冷壁向下流動(dòng)，而較輕的顆粒隨煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器，形成氣固兩相流。進(jìn)入分離器的混合煙氣經(jīng)過(guò)氣固分離，分離出來(lái)的顆料經(jīng)返料器送回爐膛進(jìn)行二次燃燒，煙氣則與尾部豎井煙道內(nèi)的受熱面進(jìn)行換熱，通過(guò)除塵裝置凈化后排入大氣。正因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐配備煤粉爐沒(méi)有的分離裝置，使得被分離下來(lái)的細(xì)顆粒又被送回爐膛燃燒，保持爐膛內(nèi)始終有高濃度的循環(huán)灰，爐內(nèi)不僅有傳統(tǒng)的輻射傳熱方式，還有對(duì)流傳熱方式，極大地提高了爐膛的傳熱系數(shù)，使流化床鍋爐帶負(fù)荷能力大大提高。

3　鍋爐運(yùn)行中燃燒的調(diào)整

循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為合理的料位、穩(wěn)定的流化風(fēng)量、適宜的床層溫度以及合理的循環(huán)倍率。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，影響燃燒穩(wěn)定性的主要因素進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供燃燒調(diào)整的建議。

3.1床層溫度調(diào)整

一般來(lái)講，床溫是指爐膛密相區(qū)內(nèi)物料的整體溫度，是關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)。而廣義的床溫是指參與循環(huán)的物料在各段循環(huán)段的溫度，任何一段溫度超出允許范圍，都會(huì)對(duì)鍋爐的正常燃燒造成極大惡劣影響，甚至可能導(dǎo)致停爐，運(yùn)行中要加強(qiáng)對(duì)床溫的監(jiān)視，一般控制在920℃±40℃，不得高于980℃，嚴(yán)禁超過(guò)1000℃，溫度過(guò)高可能造成床層結(jié)焦，溫度過(guò)低則燃料燃燒不完全直至滅火；也可改變不同區(qū)域的吸熱份額，達(dá)到調(diào)整床溫的目的。在運(yùn)行中當(dāng)床溫發(fā)生變化時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)一次風(fēng)量、給煤量、返料量、及返料量，調(diào)整床溫在控制范圍之內(nèi)。其中，一次風(fēng)風(fēng)量對(duì)床溫有較大影響，可在短時(shí)間內(nèi)快速提高或降低床溫。如料層溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)減少給煤量、相應(yīng)增加一次風(fēng)量并加大返料量（降低返料溫度），使料層溫度降低。反之亦然。必須嚴(yán)格控制床溫最高不能超過(guò)1000℃，最低不應(yīng)低于700℃。如床溫超過(guò)1000℃時(shí)，必須立即減少給煤量、相應(yīng)增加二次風(fēng)量、增加一次風(fēng)量和提高床層厚度的方法使床溫降低；如床溫逐漸降低并低至800℃時(shí)，應(yīng)首先檢查是否有斷煤或堵煤故障，詢(xún)問(wèn)來(lái)煤性狀是否變化，如果未斷煤則適當(dāng)增加給煤量，減少一次風(fēng)量，使床溫升高。

3.2風(fēng)量的調(diào)整

循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)量控制要求比較嚴(yán)格，必須保證其高于臨界流化風(fēng)量，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)視床溫調(diào)整一次風(fēng)，根據(jù)氧量調(diào)整二次風(fēng)，同時(shí)注意控制爐膛負(fù)壓。根據(jù)冷態(tài)下正常料層厚度得出臨界流化風(fēng)量曲線(xiàn)，并以該數(shù)據(jù)作為熱態(tài)最低流化風(fēng)量的依據(jù)之一。通過(guò)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)量及配比，使煤在爐膛內(nèi)充分燃燒。

一次風(fēng)量是保證床料正常流化和調(diào)節(jié)爐溫的最主要非常有效的手段之一。一次風(fēng)量偏低時(shí)，床料流化較差，可能造成熱量無(wú)法被帶走導(dǎo)致結(jié)焦，燃燒所需氧量不足，造成大量煤粉燃燒不充分，鍋爐損失急劇增大；一次風(fēng)量太高，可能造成床層被吹穿，流化狀態(tài)被破壞，同時(shí)，煙氣流速也較大，對(duì)受熱面磨損加劇。二次風(fēng)量根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況、尾部煙道氧量、來(lái)煤顆粒度，發(fā)熱量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，總體來(lái)講一般比一次風(fēng)稍低。在來(lái)煤濕度較大或其他異常情況下，可適當(dāng)提高一次風(fēng)量占比，使煤能盡快著火燃燒。

3.3料層差壓（料位）調(diào)整

料層差壓是一個(gè)反映燃燒室料層厚度的參數(shù)。通常將所測(cè)得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監(jiān)測(cè)數(shù)值，運(yùn)行中通過(guò)監(jiān)視料層差壓值來(lái)得到料位高低。料位越高，測(cè)得的差壓值亦越高。在鍋爐運(yùn)行中，料位高低會(huì)直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，如料位過(guò)高，有可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。一般來(lái)說(shuō)料位應(yīng)控制在600-800mm之間。料位（即料層差壓）可以通過(guò)冷渣器轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。在使用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)所燃用煤種設(shè)定一個(gè)料位的高限和低限作為排渣開(kāi)始和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.4返料量調(diào)整

控制返料量是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行操作時(shí)不同于常規(guī)鍋爐之處，在整個(gè)鍋爐內(nèi)外物料循環(huán)中，循環(huán)灰即物料量的大小起著舉足輕重的作用。在爐膛及返料器內(nèi)，熱量通過(guò)熱輻射和對(duì)流傳熱兩種方式進(jìn)行傳遞，循環(huán)灰量越大，攜帶的熱量越大，整個(gè)傳熱系統(tǒng)的傳熱就越均勻，傳熱系數(shù)也越大，如果出現(xiàn)了返料不暢等故障，導(dǎo)致參與循環(huán)的物料量大幅減少，會(huì)對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行造成極大影響，必須盡快處理。所以，通過(guò)調(diào)整返料量不僅可以控制料層厚度和溫度，還能進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。

另一方面，返鍋爐分離裝置的分離效率和返料裝置風(fēng)量調(diào)整是否正確也直接影響循環(huán)物料量的多少。返料量可通過(guò)調(diào)節(jié)上、下料腿風(fēng)量、一次風(fēng)量及入爐煤顆粒特性來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，床層溫度、流化風(fēng)量和料位等參數(shù)是決定循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定性的主要因素，在運(yùn)行中還要結(jié)合所燃用煤質(zhì)及當(dāng)時(shí)負(fù)荷的情況，嚴(yán)格監(jiān)控料層差壓、爐膛差壓和返料溫度，通過(guò)不斷調(diào)整給煤量、風(fēng)量及返料量，使鍋爐燃燒達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，最大限度的發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

［1］黨黎軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動(dòng)調(diào)試與安全運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

［2］劉德昌，等.流化床燃燒技術(shù)［M］.水利電力出版社，1995.