循环流化床锅炉燃烧控制与调整

胡开兵

(新疆美克化工股份有限公司，新疆 库尔勒 841000)

1 循环流化床锅炉总体结构

循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、尾部烟道3部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2 循环流化床锅炉燃烧及传热特性

循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，一次风由布风板均匀布风后经过风帽送入燃烧室，主要保证料层流化和供氧；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；调节一次风量和给煤量控制燃烧温度在(900±50)℃之间，调节一次风量和给煤量，循环灰量，可以控制锅炉负荷在40%～110%之间。部分固体颗料在高速气流的作用下进入物料分离装置，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室继续燃烧，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。

3 循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整

3.1 料层温度

料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布风板200～500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度15～25mm，数量不得少于4只。在运行过程中要加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在(900±50)℃之间，温度过高，且持续时间长，容易使床层结焦造成停炉；温度过低，造成燃烧不完全，甚至会发生灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃，最低不应低于800℃。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时，应适当减少给煤量，相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于800℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一旦料层温度低于700℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。

3.2 返料温度

返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉，其返料温度较高，一般控制返料温度高出料层温度20～30℃，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度，温度过高有可能造成返料器内结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过1050℃。返料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节，如温度过高，可适当减少给煤量并加大返料风量，同时检查返料器有无堵塞，及时加大返料风量吹扫清除，保证返料器的通畅。

3.3 料层差压

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。一般是指风室与燃烧室上界面之间的压力差值，在运行中都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。料层厚度越大，测得的差压值亦越高。在锅炉运行中，料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量，如料层厚度过大，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说，料层差压应控制在7～9kPa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉底放渣管排放底料的方法来调节。料层差压高时，可增加一次风量，使排渣更容易，使床压降至正常值；料层差压过高时，注意床层是否结焦，减少给料，加强排渣；料层差压低时，减少排渣量。

3.4 炉膛差压

炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高，因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求，来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制，一般炉膛差压控制在500～2000Pa之间。此外，炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中，如果物料循环停止，则炉膛差压会突然降低，因此在运行中需要特别注意。

4 其他需要注意的问题

4.1 返料量

控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处，根据前面提到的循环流化床锅炉燃烧及传热的特性，返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用，因为在炉膛里，返料灰实质上是一种热载体，它将燃烧室里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此有较高的传热系数(其传热效率约为煤粉炉的4～6倍)，通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。另一方面，返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系，也就是说，分离器的分离效率越高，分离出的烟气中的灰量就越大，从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大，操作运行相对就容易一些。

4.2 风量的调整

一、二次风的调整原则是：一二次风风量各占总风量的50%，一次风调整床料流化、床温和床压。二次风控制总风量，在一次风满足流化、床温和料层差压的前提下，在总风量不足时，可逐渐开启二次风门，随负荷的增加，二次风量逐渐增加。一次风量的大小直接关系到流化质量的好坏，循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验，并测出在不同料层厚度(料层差压)下的临界流化风量，在运行时以此作为风量调整的下限，如果风量低于此值，料层就可能流化不好，时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主要是依据烟气中的含氧量多少，通常以过热器后的氧量为准，一般控制在3%～5%左右，如含氧量过高，说明风量过大，会增加锅炉的排烟热损失；如过小又会引起燃烧不完全。

以上参数对循环流化床锅炉安全稳定运行是非常关键的。在运行中还要结合所燃用煤质及当时负荷的情况，严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度，通过不断调整给煤量、风量及返料量，使锅炉达到最佳的运行效果。