135机组循环流化床锅炉的燃烧调整

冯小平

【摘要】本文从介绍135机组循环流化床锅炉原理入手，探讨了135机组循环流化床锅炉的燃烧调整，对该类锅炉的经济运行提供了一定的理论依据。

【关键词】循环流化；锅炉；燃烧调整

0．引言

CFB是目前国际上洁净燃煤技术中一项成熟技术，具有煤种适应性广，燃烧效率高，炉内可实现脱硫脱氮等优点，因而广泛应用于电力工业。

1．135机组循环流化床锅炉原理

其基本工作过程概述如下：

1.1煤和脱硫剂送入炉膛后，立即被大量处于流化状态中的惰性高温（830℃～930℃）物料包围，充分混合，迅速着火燃烧，同时进行脱硫反应。

1.2在上升烟气流的作用下炙热惰性高温物料与燃烧着的煤粒一起向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热，细小的煤粉颗粒完成燃烧离开炉膛。

1.3在上升气流中，粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流，加强了炉内热量像受热面内工质的传送。这是循环流化床锅炉有别于煤粉炉的又一特点，这一特征也保证了稍大煤颗粒在炉内反复循环完全燃烧。

1.4 含有细小物料的气固混合物离开炉膛后进入高温分离器，气固两相流中的大量固体颗粒被分离出来回送至炉膛，重新参与炉内的流化和燃烧换热，如此，循环燃烧得以进行并完成。

1.5 未被分离出来的细小粒子成为飞灰，随烟气进入尾部烟道，以完成过热器、再热器、省煤器和空气预热器的换热，烟气携带飞灰最后经除尘器除去飞灰后排至大气。

1.6 布风板上布置有排渣口，利用气固两相流的流动性将多余的物料排出炉膛，从而达到炉内物料进出的平衡，维持料层在合理范围。

135机组循环流化床锅炉原理见图1：

2．循环流化床内的煤粒的燃烧过程

煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损，而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。煤粒在流化床中的燃烧过程如图2所示。

3．135机组循环流化床锅炉燃烧调整

循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉不但在结构上有所不同，而且在其燃烧方式和调节手段也有自身的特点。循环流化床锅炉正常运行调整的主要参数除了汽温、汽压、炉膛负压之外，还应重点监视床温、床层压力、床层密度、旋风分离器灰温、旋风分离器料层高度、冷渣器选择仓及各冷却仓的风室风压、布风板压力、渣温、排渣温度等。

135机组循环流化床锅炉燃烧调整运行中需要控制的主要热工参数如下：

3.1料层温度

料层温度是指炉膛下部燃烧室密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。流化床锅炉内的温度必须严格控制，料层温度最高不能超过990℃，最低不应低于760℃。温度高限的确立是防止温度超过料层物料的变形温度，低限防止锅炉熄火。

在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量或一二次风量比，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过950℃时，应适当减少给煤量、相应增加一次风量或增加下二次风量，使料层温度降低；如料层温度低于820℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量或减少下二次风量，使料层温度升高。一但料层温度低于760℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。

调节床温的主要手段是调整给煤量和一、二次风量配比。如果保持过剩空气量在合适范围内，增加或减少给煤量就会使床温升高或降低。但此时要注意煤的颗粒度的大小，颗粒过小时，煤一进入炉膛就会被一次风吹至稀相区，在稀相区或水平烟道受热面上燃烧，而不会使床温有明显地上升。当煤粒径过大时，操作人员往往会采用较大的运行风量来保持料层的流化状态，否则会出现床料分层，床层局部或整体超温结焦，这样就会推迟燃烧时间，床温下降，炉膛上部温度在一段时间后升高。当一次风量增大时，会把床层内的热量吹散至炉膛上部，而床层的温度反而会下降，反之床温会上升。当然，一次风量一但稳定下来，一般不要频繁调整，否则会破坏床层的流化状态，所以很多循环流化床锅炉都把一次风量小于某一值作为MFT动作的条件。但在小范围内调节一次风量却仍是调整床温的有效手段。二次风可以调节氧量，增加二次风后就加强了对炉膛上部的扰动作用，会出现床温暂时下降的趋势。

当床温出现波动并有大的偏差时，应首先确认给煤量是否均匀，给煤机是否出现故障，一次风量是否合适。给煤量过多或过少、风量过大或过小都会使燃烧恶化，床温失调。在正常运行调整床温时一定要保持给煤量和风量均匀，遵循“先加风后加煤”和“先减煤后减风”的原则，调节幅度尽量小，要注意根据床温变化趋势，掌握好提前时间量。

3.2料层差压

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。运行中通过监视料层差压值来得到料层厚度大小。料层厚度越大，测得的床压值亦越高。料层差压视锅炉容量和布风板面积来决定。一般来说，料层差压应控制在7000-11000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉底放渣管排放床料的方法来调节。

维持相对稳定的床压和炉膛压力降是锅炉运行中十分必要的方面，对保证正常运行至关重要。正常运行中控制床压的主要手段是调整排渣量。排渣方式多种多样，有的是从底部放渣，有的则是从侧面或前后墙放渣。控制好选择仓及其它冷却仓的床压及床温至关重要。

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，说明整个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。一般正常运行中，床压越高，炉膛差压越高。炉膛差压值控制在500-2000Pa之间较为合适。一般根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。

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，则炉膛差压会快速降低，因此在运行中需要特别注意。料层差压较高时，炉膛差压也相应偏高。

循环流化床锅炉在炉膛内布置了屏式再热器，具备辐射式过热器的某些特点。在煤粉炉中再热器多布置成对流式，或以对流为主，有显著的对流特性。再热器蒸汽压力低，其比热较过热器小，吸收同样热量时再热汽温的变化大。此外，由于再热蒸汽是汽轮机高压缸的排汽，低负荷时汽轮机排汽温度低，使得再热器需要吸收较多热量才能汽温达到额定值，所以再热汽温对工况变化较敏感，波动范围大。

循环流化床锅炉在负荷调整时应着重搞好两平衡：物料平衡和热量平衡。煤种发热量发生变化时，床内热平衡的改变会影响床温也就会影响负荷，发热量越高，理论燃烧温度越高，若密相区燃烧份额不变的前提下，床温就会越高，汽温、汽压会升高，负荷升高。

3.3煤的粒度发生变化时对负荷的影响

给煤粒度越大，则从床料中逸出的颗粒量减少，这样锅炉不能维持正常的返料，造成锅炉负荷下降。

3.4煤的含水量对负荷的影响

当水份增加时，由于蒸汽所吸收的汽化潜热增加，温会下降，但水份可以同时促进挥发份析出和焦炭燃烧，扣除添加水份造成的排烟损失后，总的趋势是：床温下降，负荷下降。

4.结论

经过对热工参数的调整，对锅炉的燃烧效率以及热效率都有较大的提高，锅炉的运行稳定性有了很大的提高。[科]

【参考文献】

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