循环灰量和返料风压对流化床锅炉燃烧的影响

吴永昌

【摘要】调整循环灰量和保持适当的返料风压对流化床锅炉返料器J型阀的稳定性这两方面研究，探讨循环流化床锅炉的燃烧调整方法，提高锅炉效率。

【关键词】循环流化床 循环灰量 返料风压 J型阀放灰管改造

我公司现运行的三台锅炉均是四川锅炉厂生产的CG-75/5.3-MX型中温次高压循环流化床锅炉。从运行情况看，投产以来，锅炉燃烧基本稳定，出力也能达到设计要求，不足之处是各项指标不理想，锅炉效率只有80%左右，飞灰含碳量高时能达到13%左右，炉渣含碳量高时能达到6%左右。吨煤产汽视煤质情况在5.5-7.0之间。总结燃烧工况及运行调整，认为本锅炉燃烧指标不理想的原因，存在两个关键因素：一是循环灰量的多少，二是返料系统的稳定性。

1 循环灰量

循环灰量这个概念，可以说是循环流化床外循环中的物料，也可以说是旋风分离器收集下来的返料量。在循环流化床密相区中约有50%的燃料被燃烧，释放出热量，这些热量除一部分被用来加热燃料和空气外，其余大部分热量必须被循环物料带走，才能保持稳定。如果循环物料不足，就会导致床温过高，也就是说，足够的循环灰量是控制床温过高的有效手段。相反，如果循环灰量过多，就会导致燃烧不充分，床温偏低。

此循环灰量也决定了炉膛内的物料浓度，由炉内传热分析可知，炉内传热随着物料浓度的增加而增大，即物料浓度的变化对炉内传热的影响是比较显著的。也可以说，炉内物料浓度决定锅炉出力，炉内物料浓度大，锅炉的出力也大，可通过控制炉内物料浓度来控制锅炉出力。在运行中，炉内物料浓度增大，即流动阻力增加，悬浮段压差增大。如炉膛物料浓度过大，则会使床温降低，从而影响锅炉出力，这时，可通过放循环灰的方法来控制炉膛物料的浓度。

从运行和指标情况看，煤质的灰分大时，各项指标就相对差。再从运行参数上看，煤质灰分大时，一次风量用不上，风机全开，感觉还不够用，这样调节已经超出了风机的设计要求，但为了保证负荷，必须这样调节。返料风量变小或消失，有时出现返料器积灰堵塞的现象，即返料温度缓慢下降。另外在投用脱硫石灰石时，反应更明显。这也就说明了循环灰量太多，炉膛流动阻力大，分离器收集下来的返料量多，返料器立管内积灰，所以导致返料风量小。由此可以说，我公司现运行的炉子存在循环灰量多的问题。

2 返料系统

我公司CG-75/5.3-MX型中温次高压循环流化床锅炉采用的是J型阀返料系统。由于自然堆积的作用，当返料风Q=0时，返料器不工作；当Q大于一定值时，物料开始流化，并在立管物料重力作用下形成自流，通过返料器进入主床。由此可见，返料风量是决定返料器工作的因素，它与风源压力、返料器上升段阻力以及布风阻力有关。上升段阻力特性首先与上升段高度H（后为H2）有关。实验结果显示，H=350mm时的返料器风源压力在6000Pa左右，H=1000mm时的返料器风源压力在13000Pa左右。返料器上升段阻力与上升段高度成比例。再有，根据压力平衡关系，得出返料器正常工作时风源压力必须满足下列条件：

（1）P>&g;△H2+△P布

（2） P≤&g;△H1+△P布

式中：P为返料压力，△P布为返料布风阻力，&为物料堆积密度

OH1，OH2分别为返料器人口料腿高度和出口高度

式中（1）（2）是运行中控制返料风压的依据，所以，如果漏风严重，风压不够，风压波动过大，或返料风中断，都会造成P<&g;△H2+△P布的情况，从而使返料器不投入造成堵塞。返料器中有异物处于返料出口时，势必阻止物料返回炉膛，可能导致物料在分离器内聚集造成返料堵塞。

3 总结分析

从停炉后检查风帽情况看，东西两侧返料口对着的风帽眼部分堵塞，这种现象引起了三个连锁问题：1，高压力的返料风带着循环灰冲向布风板，风速可能超过了炉内的流化风速，使这部分风帽的风受到阻力。长期运行，造成堵塞。2，旋风分离器收集下来的返料量大，必须用这么大的返料风压，不然就会造成返料堵塞，为什么负荷低时，返料风就大，而高时返料风就减小甚至消失，特殊情况还需要关小主风道档板来加大返料风。3，为保证负荷，必须加大一次风量来加强燃烧，这也说明炉内物料浓度大，有一部分燃料缺氧，得不到燃烧，就被排出去，从而增加炉渣含碳量。另一方面使更多的物料又进入分离器，从而造成恶性循环。

从以上情况看，第一步先要解决循环灰量大的问题。第二步再来调整返料风压。由煤质分析可知，灰分大时，循环灰量就大，所以根据煤质配比情况来调整。主要办法：1、在现有煤质配比的基础上掺人灰分少的煤种。2、在现有煤质不变的情况下从返料器底部放灰管来放返料灰。因为灰量比较大，人工用小车推肯定不合适，建议装一套输粉绞龙一样的自动化排灰装置，直接排到冷渣机，增加可操作性。

参考文獻：

[1]岑可法等.循环流化床锅炉设计及运行[M].北京：科学出版社，1998.

[2]中国电力企业联合会科技服务中心.全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网技术交流资料汇编[M].2003.