循环流化床锅炉运行燃烧调整过程中一二次风的合理运用

循环流化床锅炉运行燃烧调整过程中一二次风的合理运用

闫晋

山西平朔煤矸石发电有限责任公司，山西朔州036000

摘要：循环流化床锅炉的常规运行理论是，一种悬浮的颗粒状固体物料借助空气向上流动，在流动过程中燃烧发热，受热面吸收悬浮物放热维持燃烧温度。在煤质发生变化时，提高了对流化床燃烧调整的要求，为了保持机组能够在稳定经济的环境下运行，本文对循环流化床锅炉一、二次风的运用进行分析。

关键词：循环流化床锅炉燃烧调整一二次风控制

1、锅炉系统介绍

锅炉型号：SG-1060/17.5-M802

锅炉型式：亚临界中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉

本锅炉是上海锅炉厂有限公司在引进、吸收法国ALSTOM公司循环流化床锅炉技术的基础上，运行了ALSTOM公司验证过的先进技术以及本公司设计、制造、运行的经验，进行本锅炉的全套设计，在燃用设计煤种时，锅炉能够在定压60%~100%额定负荷范围内、滑压50~100%额定负荷范围内过热器出口蒸汽保持额定参数，在燃用设计煤种或校核煤种时，在35-100%额定负荷范围内锅炉能够稳定燃烧。

锅炉采用岛式布置、全钢结构、紧身封闭，支吊结合的固定方式。锅炉采用单锅筒自然循环、集中下降管、平衡通风、绝热式旋风气固分离器、循环流化床燃烧方式、风水冷流化床冷渣器和滚筒冷渣器相结合，后烟井布置对流受热面，过热器采用3级喷水调节蒸汽温度，再热器采用外置床调节蒸汽温度为主，事故喷水装置调温为辅。炉后尾部布置一台四分仓回转式空气预热器，直径10.3m，一二次风分隔布置，一次风分隔角度为50°

锅炉燃烧系统由四台给煤机布置在炉膛两侧，每一侧设置2台，连接炉前煤仓和落煤管，根据锅炉负荷要求的燃料量将破碎后的燃煤输送到落煤管进口，每台锅炉共设置12个给煤口，技改后将分别设置在两侧墙的4个给煤口进行封堵，目前只剩下8个给煤口分别设在4根回料腿上。锅炉配置2台床下风道点火燃烧器，每侧的一次风道内各安装1台风道点火燃烧器，每台风道点火燃烧器内安装2支油枪，每支油枪的额定出力为2000kg/h，采用机械雾化。

一次风系统，由来自四分仓回转式空气预热器的一次热风在离开空气预热器后分为并联的2路，经调节风门、风量测量装置后进入风道点火燃烧器，最后分别进入炉底水冷风室。

二次风系统，由来自四分仓回转式空气预热器的左、右两路二次热风，经二次风风量测量装置后，再分两路分别进入炉膛下部裤衩之间的夹弄及左右侧墙的二次风风道，最后经过34个支管分上下两层进入炉膛，其中前后墙各布置4个、两侧墙各布置4个、裤衩管内测各布置9个。

炉膛下部采用裤衩管形式，形成左右侧2个流化床，在裤衩管夹弄中间布置二次风管和喷嘴，使二次风对冲距离缩短，成功解决了大容量锅炉二次风穿透力的问题，保证风与煤粒的良好混合，有利于提高燃烧效率。流化床布风板水冷壁管中间的扁钢上面布置有钟罩式风帽。风帽采用错列、非等节距布置，布风板四周风帽密度大，能够得到更多的风量，防止物料在布风板四周堆积。在流化床布风板下部设置水冷一次风室，可适应床下点火运行模式。一次风室开口朝炉后，与从预热器出口的热一次风道相连。

2、燃烧调整

2.1循环流化床锅炉一次风是指从布风板下水冷风室送入炉膛，使床料流化并提供燃料燃烧所需的部分氧量。在正常运行中通过调节一次风对床温进行控制，使料层温度维持在850~950℃。二次风用于密相区和悬浮层物料颗粒的燃烧，布置于炉膛密相区四周，对炉内物料产生强烈扰动，促使炉膛内物料温度更均匀平衡，其良好的穿透能力使床料更充分的流化，特别是在床压偏高的情况下二次风量的增大使一次风送入炉膛的阻力减小，保证了燃料与床料混合更均匀燃烧的更充分。

2.2在入炉煤热值正常情况下（2800~3000Kcal），一、二次风应保证在经济运行的前提下合理配比。原则是一次风调节床温，二次风调节氧量。在负荷基本不变的情况，床温和氧量的调节分别选择合适的一次风量和二次风量。一次风量要求必须保证床料在流化状态下与燃料混合燃烧，要保证大于冷态试验时的最低流化风量。二次风量控制氧量在3%~5%之间。当负荷增加时，应先加风后加煤，一次风量应根据床压情况进行加减。如果床压上涨较多，水冷风室显示一次风量降低，应适当加大一次风量保证床料流化正常，如果床压变化不大，一次风量则不需要增加。二次风量根据氧量变化情况决定是否增加风机出力，保证氧量维持在3%~4.5%之间。减负荷操作调整则相反。

2.3在入炉煤热值较差下降至（2400~2600Kcal）时，负荷不变，床压可维持正常的情况下，应适当加大排渣量，为锅炉随时加负荷做准备，以防在加负荷过程中出现床压升高。如果床压上涨较快，在调节一、二次风时，除了一次风要适当增大外，二次风量的调节也非常重要。因为床压升高后炉内物料的流化会逐渐变差，为了保证一次风能够更好的对床料进行流化，二次风的辅助至关重要。加减负荷的大原则时，加负荷时先加风后加煤，减负荷时先减煤后减风，但是加减送风量（一、二风量）还要根据当时的床压高低情况来决定，不能一味的减负荷就去减送风量(二次风量）。比如床压7Kpa，一次风量15万Nm³/h和床压10Kpa,一次风量15万Nm³/h这两种情况进行比较。此时一次风量经过调整基本保持不变，但后者炉内的物料量明显比前者要多，后者炉内燃烧肯定不如前者好，流化状况比前者要差。为了使进入炉膛的煤燃烧更充分及燃料与床料混合后更好的流化，应适当加大二次风机出力向炉膛送入足够的二次风量使密相区中下部床料发生强烈扰动，把流化和燃烧变得更充分一些。值得注意的是，在增加二次风出力时应保持上下二次风合适的比例，下二次风挡板开度要比上二次风挡板开度大一些，保持送入炉膛密相区的下二次风量比上二次风量要大（上下二次风量的显示可以在DCS画面查看），因为从二次风喷口的位置布置来看，下二次风要比上二次风喷口多，（下二次风也叫内侧二次风，左右两侧各由一个电动总门分别控制11路二次风管路；上二次风也叫外侧二次风，左右两侧各由一个电动总门分别控制6路二次风管路），加大二次风后使密相区中下部床料扰动增大，使流化和燃烧变得更充分。

2.4循环流化床过在燃用设计煤种或校核煤种时，锅炉能够稳定燃烧，各项指标参数都能够满足机组正常运行。当入炉煤发生变化热值很差只有（2100-2300Kcal），锅炉床压上升，床温下降，排渣负荷加重，锅炉出现床料流化变差，燃烧不好的现象。造成锅炉带负荷困难甚至降负荷运行。对于锅炉是裤衩型双布风板的炉膛，在运行操作调整上的难度将增大。在炉膛两侧床压均大于12Kpa以上时，很容易发生偏床，进而导致翻床。此时要求运行操作人员要在注意力高度集中的状态下，加强监视调整。当两侧床压逐渐发生偏床时应及时进行调整，始终保持两侧床压接近或相等。调整时应做到又快又准，如果还像锅炉正常运行时的手法去调整，甚至犹而不决，会在很短时间就发生床料其中一侧全部偏向另一侧进而形成翻床。一旦发生翻床，必须在第一时间内想办法去积极调整，不可拖拖拉拉把最佳调整时间错过，否则情况会越来越糟，造成恢复时间延长。

第一种情况，如炉膛床压一侧为零，一侧为25Kpa，会出现两台一次风机抢风现象，两台风机出力严重不平衡，电流相差很大。首先应加大两台一次风机的出力并尽力调整两台风机出力平衡，在加大两台风机出力时，应注意不得超出电机额定电流。此时，床压为零一侧热一次风挡板应关至10%以下，床压25Kpa一侧热一次风挡板应开至最大100%，观察床压25Kpa一侧一次风量三个测点风量显示，看是否又变化，如果一次风量有缓慢上涨趋势，要密切监视，说明现在床料在增大一次风机出力后的作用下开始慢慢松动。当风量增大明现，床料逐渐向床压为零一侧移动时，应做好调节左右侧热一次风挡板的准备，并随时进行调整，直至两侧床料达到平衡，床压恢复正常。在调整翻床期间锅炉由于大量减煤降负荷，蒸汽温度、压力波动较大，汽包水位波动幅度大，应密切关注汽包水位变化，加强调整，保证汽包水位正常。两侧床压恢复正常后，两台一次风机出力应根据床压情况控制，不能减少出力太多，要尽力保证床料流化最大化。

第二种情况，当采用增大两台一次风机出力对调整翻床没有起到决定性作用的情况下，应考虑加大两台二次风机出力，借助二次风的力量去辅助一次风调整翻床。二次风机出力加大后，在调整时将床压为零一侧的上下二次风挡板关小至5%左右不动，保持有少量的二次风进入炉膛并冷却二次风管以防烧坏，开大床压为25Kpa一侧的上下二次风挡板，在调整上下二次风挡板时要开大下二次风挡板至90%以上，上二次风挡板30%~50%，逐渐加大两台二次风机出力并间断性的活动下二次风挡板。对床压高的一侧床料进行扰动，减少一次风量从布风板进入炉膛的阻力，使一次风能够更好送入炉膛，最终使床料逐渐松动直至流化起来。在调整过程中要注意保持两台二次风机出力平衡，避免出现抢风不平衡现象。增大二次风机出力过程中，要保证足够的压头，否则不足以辅助一次风使床料流化。在调整床压恢复正常后，恢复二次风机出力保证合适的二次风量。一次风量要保证比正常运行时足够大的风量，尽力使床料在流化状态下，因为此时两侧床压虽然已经调整平衡，但床压仍然很高，所以还需要保证足够的一次风机出力。

3、结语

循环流化床锅炉的燃烧是一个有着在多种因素影响而随时发生变化的过程。在实际的操作调整中除了设备自身的因素外，人的因素很重要，需要运行人员具备一定的安全意识和高度的责任心，做到勤调整、勤分析并不断的积累经验和总结教训，才能保证机组在稳定经济的环境下运行。

参考文献

[1]循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[M].党黎军.北京：中国电力出版社2002

[2]循环流化床锅炉技术1000问[M].全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网组编.北京：中国电力出版社2016.6