循环流化床锅炉燃烧控制与调整

循环流化床锅炉燃烧控制与调整

邓正永

（中煤新集一矿电厂安徽淮南232171）

摘要：通过分析循环流化床锅炉燃烧及其传热特性，介绍了循环流化床锅炉运行的主要技术参数

关键词：循环流化床；锅炉燃烧；控制；调整

导言

近年来，由于循环硫化床锅炉大容量、高参数、燃用劣质煤、机组适应性较强、项目容易核准等特点，近年来受到电力行业的特别青睐。但随着循环流化床锅炉容量和参数等级的不断发展，循环流化床锅炉安全稳定运行也成了重要的技术难题，日益引起了人们的高度重视。目前循环流化床锅炉安全稳定运行受到干扰的因素主要包括原材料的选择、设计理念、制造工艺、安装水平、运行操作技能、燃料的种类和质量等等因素。虽然目前几大锅炉厂采用的设备都具有世界先进水平的燃烧和流化技术，能耗方面也有了降低，但是对于安全运行的制约因素等依然要加大研究和摸索力度，在对策的寻求上不能掉以轻心。

1.造成循环流化床锅炉不稳定运行的因素

循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧技术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向百十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有近千台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中，未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

1.1煤种和煤质的影响

循环流化床锅炉运行的动力来源于原煤。原煤首先作为一种不能循环利用，且损耗较大的燃料，进入燃烧系统后，容易出现煤质的变化，与设计的煤种的要求发生偏离。例如煤种的发热量按照锅炉的设计热量应为5323KCAL/KG，但是真正进入锅炉后，实际的煤质发生了变化，发热量大幅度降低。这是由于煤中的杂质等较多，因此不同煤质的煤种燃烧的特性也不同，呈现了不同的挥发份，导致炉内的燃烧工况出现了问题，受到的影响较大。

煤种、煤质对锅炉系统产生不稳定因素的危害如下：由于煤质的不稳定，投入锅炉后，出现了很多参数的变化，如床温、床压、蒸汽温度、气压、料层的差压等，由于参数的变化影响了锅炉的稳定性和经济性，导致了一些参数由于调整的不及时出现了超限的情况，被迫降低负荷，或者停机。

一般进入锅炉使用的入厂煤的来源众多，不同煤矿产生的煤的发热量也不同。不断变化的发热量使得在燃运配煤的时候就难以均匀地掌控。进入锅炉燃烧的时候，由于煤的掺配不能满足锅炉燃烧稳定的需要，因此通过给煤机进入炉膛燃烧不够稳定。对于高挥发份的易燃煤种来说，其在炉膛上部释放的热量较多，炉膛上部的燃烧份额比较大，需要较高比例的二次风来补充燃料燃尽所需的氧量，在实际运行表现：锅炉下层床温偏低，运行调整中适当降低一次风量来提高床温，提高二次风率以保证燃烧稳定。对于低挥发份的难燃煤种来说，其热量较多地释放在炉膛下部，炉膛下部的燃烧份额比较大，因此需要较高比例的一次风率来提供一定的氧气并将释放出来的热量带到炉膛上部。

1.2炉内风速引发受热面磨损而出现爆管的影响

由于循环流化床锅炉内的受热面磨损发生了很大的不同，出于磨损机理和煤粉炉的构造，大量的烟气和固体颗粒在上升过程中冲刷着水冷壁管。再加上内循环的作用，固体颗粒沿着炉膛出现很大的回落，水冷壁管的磨损带来了剧烈的冲刷。由于风量的加大，炉内的燃烧非常剧烈，水冷壁的磨损量也较大。烟气内的颗粒燃烧后，由于浓度较大，因此带来的水冷壁磨损加大，颗粒的数目也增大。管壁的撞击和冲刷出现了剧烈的变化。在运行中，床层的密度和差压发生了很大的变化。颗粒的浓度增大，磨损量也在增大。循环流化床锅炉的燃烧导致了固体物料的密度增加了数十到几百倍。

1.3给料系统的影响

锅炉的入炉煤没有经过风热干燥处理，因此煤中的水分等结构无法按照入炉煤的特点进行设计。给很多锅炉运行带来了堵塞的问题。煤的不稳定造成了床温和负荷的波动，出现堵煤、卡煤等情况，煤的水分大，颗粒小带来了一系列的难以下料的棚煤问题。特别是在雨季，一个锅炉的运行班次如果发生多次不畅，就会带来人力物力的浪费。

给煤不畅造成的危害包括：由于锅炉的出力不稳定以及给煤的不畅通，带来机组的处理不足的问题，使得电量发生了违约。锅炉的运行工况的不稳定，使得煤的不畅增加了变工况的次数，出现了煤线的给煤不畅，使得炉内的保温材料不断地收缩和膨胀，保温材料发生了裂纹，加剧了炉膛燃烧条件的恶化，影响安全运行。给煤不畅还可能造成炉内工况的激烈变化，导致负荷发生了减少，调整的难度也不断增加。运行的值班人员的懈怠也会给给煤不畅带来便利，导致其他方面的工作也有了不安全情况。

2循环流化床锅炉主参数控制与调整

2.1床层温度

床层温度是指锅炉密相区的床料温度。该温度测点布置在锅炉前后墙，一般各有10个温度测点，是判断锅炉燃烧情况的重要参数。运行中，司炉主要根据床层的温度对燃烧情况做出判断，从而调整相应的风量、煤量以及排渣量。运行中的床层温度一般控制在870～940℃，这样，既能保证物料完全燃烧，又可减少二氧化硫及氮氧化物等有害气体的产生，达到高效清洁燃烧的目的。

2.2返料温度

返料温度是指通过返料系统重新进入炉膛燃烧的物料温度。返料温度对于循环流化床床温的控制起到至关重要的作用。一般通过调整返料量来实现降低床温的目的，返料量可通过调节返料风机出力，炉膛负压来调节。返料灰温可通过调节给煤量，一二次风量的手段来调节。另外，运行中也应密切注意返料腿温度及压力，保证返料正常不堵塞。

2.3料层差压

料层差压是反映炉膛密相区物料量的参数，料层差压是表征流化床料层高度的物理量，一定的料层高度对应一定的料层差压，料层厚度越大差压值越高。在燃烧过程中，料层差压决定了床料的流化质量。因此在运行中要密切注意料层差压。料层差压可通过一次风量的大小以及冷渣器的出力来调整。

2.4炉膛压差

炉膛压差是指密相区的压力和炉膛出口的压力差，是表示炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压，炉膛差压越大，稀相区颗粒浓度越大，循环灰量也越大，相应的受热面的传热量也越大。一般来说，锅炉所带负荷越高，相应的炉膛差压也越大。正常运行中，炉膛差压一般控制在0.3~1.5kPa之间。另外，炉膛差压也对分离器的分离效率有影响，差压越大，旋风分离器的分离效率也越高。

2.5返料量

返料量的大小直接决定了炉膛的床层温度及锅炉的燃烧效率，因此返料量是参与锅炉燃烧调整必不可少的因素。返料系统内部由水冷壁组成，在物料回收过程中将热量传递给水冷壁吸收，从而降低的物料温度。在运行调整中，如果床温过高，可通过加大返料风机的出力，加大返料风来增加进入炉膛的低温物料，防止锅炉高温结焦。另外，返料量也决定了床层压力。

结语

以上参数都是循环流化床锅炉运行过程中的重要监视参数，各个参数都反映了锅炉的燃烧情况，各参数彼此之间又是互相彼此关联的。在实践运行操作中，应根据不一样的煤种、煤的含硫量以及煤粒的粗细，对锅炉的运转参数进行及时地调整，做到勤调、微调、细调，使锅炉一直到达高效率燃烧的运行状况，充分发挥循环流化床锅炉的节能环保优势。

参考文献

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[2]朱海东.循环流化床锅炉布风均匀性问题探讨[J].中国高新区.2017(04)

[3]刘宏强.降低300MW循环流化床锅炉床温分析[J].科技创新与应用.2017(13)