循环流化床锅炉燃烧调整

2016-12-04韩攀君

中国科技纵横 2016年16期

关键词：床温流化差压

韩攀君

（上海大屯能源发电厂，江苏沛县 221611）

循环流化床锅炉燃烧调整

韩攀君

（上海大屯能源发电厂，江苏沛县 221611）

循环流化床锅炉燃烧技术作为一种低污染清洁燃烧技术在运行中暴露出了不少问题，从分析循环流化床锅炉的燃烧入手，结合循环流化床锅炉的结构特点，论述了与循环流化床锅炉燃烧相关运行时床温、料层差压、返料量、风量等各参数的影响及其控制与调整问题，对CFB锅炉的安全、经济运行有一定的指导意义。

燃烧调整床温风量返料量

1　锅炉结构概述

大屯煤电公司发电厂2008年投产的#1、2锅炉为高温高压，单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架π型布置。锅炉运转层以上半露天，运转层以下封闭，在运转层8m标高设置混凝土平台。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是蜗壳式绝热旋风分离器，尾部竖井烟道布置两级四组对流过热器，过热器下方布置二组光管省煤器及一、二次风各二组空气预热器。本锅炉采用的循环流化床燃烧技术。在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室；二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。

2　流化床燃烧及传热特性

循环流化床锅炉各区域燃烧状况不尽相同，整体相对煤粉炉来讲属低温燃烧。首先，燃料由给煤系统经炉膛单侧送入炉膛燃烧，由风机提供的一、二次风以不同方式送入炉膛，一次风首先进入水冷风室，经布风板增压进入炉膛，保证物料流化的同时，提供少许氧量；二次风沿炉膛高度多级多点进入炉膛，其主要作用是提供燃料燃烧所需的大部分氧量，并起到扰乱稀相区物料的作用。炉膛内的物料在一二次流化风的作用下，产生剧烈的扰动和碰撞，一部分物料由一次风带离密相区进入稀相区，较大颗料因重力大于向上的作用力沿水冷壁向下流动，而较轻的颗粒随烟气进入旋风分离器，形成气固两相流。进入分离器的混合烟气经过气固分离，分离出来的颗料经返料器送回炉膛进行二次燃烧，烟气则与尾部竖井烟道内的受热面进行换热，通过除尘装置净化后排入大气。正因为循环流化床锅炉配备煤粉炉没有的分离装置，使得被分离下来的细颗粒又被送回炉膛燃烧，保持炉膛内始终有高浓度的循环灰，炉内不仅有传统的辐射传热方式，还有对流传热方式，极大地提高了炉膛的传热系数，使流化床锅炉带负荷能力大大提高。

3　锅炉运行中燃烧的调整

循环流化床锅炉燃烧稳定性主要表现为合理的料位、稳定的流化风量、适宜的床层温度以及合理的循环倍率。对循环流化床锅炉运行过程中，影响燃烧稳定性的主要因素进行分析，同时对锅炉安全、稳定、经济运行提供燃烧调整的建议。

3.1床层温度调整

一般来讲，床温是指炉膛密相区内物料的整体温度，是关系到锅炉安全稳定运行的一个重要参数。而广义的床温是指参与循环的物料在各段循环段的温度，任何一段温度超出允许范围，都会对锅炉的正常燃烧造成极大恶劣影响，甚至可能导致停炉，运行中要加强对床温的监视，一般控制在920℃±40℃，不得高于980℃，严禁超过1000℃，温度过高可能造成床层结焦，温度过低则燃料燃烧不完全直至灭火；也可改变不同区域的吸热份额，达到调整床温的目的。在运行中当床温发生变化时，可通过调节一次风量、给煤量、返料量、及返料量，调整床温在控制范围之内。其中，一次风风量对床温有较大影响，可在短时间内快速提高或降低床温。如料层温度过高时，应减少给煤量、相应增加一次风量并加大返料量（降低返料温度），使料层温度降低。反之亦然。必须严格控制床温最高不能超过1000℃，最低不应低于700℃。如床温超过1000℃时，必须立即减少给煤量、相应增加二次风量、增加一次风量和提高床层厚度的方法使床温降低；如床温逐渐降低并低至800℃时，应首先检查是否有断煤或堵煤故障，询问来煤性状是否变化，如果未断煤则适当增加给煤量，减少一次风量，使床温升高。

3.2风量的调整

循环流化床锅炉的风量控制要求比较严格，必须保证其高于临界流化风量，正常运行时应视床温调整一次风，根据氧量调整二次风，同时注意控制炉膛负压。根据冷态下正常料层厚度得出临界流化风量曲线，并以该数据作为热态最低流化风量的依据之一。通过调节一、二次风量及配比，使煤在炉膛内充分燃烧。

一次风量是保证床料正常流化和调节炉温的最主要非常有效的手段之一。一次风量偏低时，床料流化较差，可能造成热量无法被带走导致结焦，燃烧所需氧量不足，造成大量煤粉燃烧不充分，锅炉损失急剧增大；一次风量太高，可能造成床层被吹穿，流化状态被破坏，同时，烟气流速也较大，对受热面磨损加剧。二次风量根据炉膛内燃烧状况、尾部烟道氧量、来煤颗粒度，发热量等参数进行实时调整，总体来讲一般比一次风稍低。在来煤湿度较大或其他异常情况下，可适当提高一次风量占比，使煤能尽快着火燃烧。

3.3料层差压（料位）调整

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压力差值作为料层差压的监测数值，运行中通过监视料层差压值来得到料位高低。料位越高，测得的差压值亦越高。在锅炉运行中，料位高低会直接影响锅炉的流化质量，如料位过高，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说料位应控制在600-800mm之间。料位（即料层差压）可以通过冷渣器转速来调节。在使用过程中，应根据所燃用煤种设定一个料位的高限和低限作为排渣开始和终止的基准点。

3.4返料量调整

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，在整个锅炉内外物料循环中，循环灰即物料量的大小起着举足轻重的作用。在炉膛及返料器内，热量通过热辐射和对流传热两种方式进行传递，循环灰量越大，携带的热量越大，整个传热系统的传热就越均匀，传热系数也越大，如果出现了返料不畅等故障，导致参与循环的物料量大幅减少，会对机组的正常运行造成极大影响，必须尽快处理。所以，通过调整返料量不仅可以控制料层厚度和温度，还能进一步调节锅炉负荷。

另一方面，返锅炉分离装置的分离效率和返料装置风量调整是否正确也直接影响循环物料量的多少。返料量可通过调节上、下料腿风量、一次风量及入炉煤颗粒特性来进行调节。