关于循环流化床锅炉集控运行分析

摘 要：当前，随着我国经济的高速增长，工业等领域面临着全新的发展机遇。在工业生产的过程中，由于循环流化床锅炉拥有较高的时效性，更符合低碳环保的理念，因此得到了广泛应用。不仅如此，伴随着我国全面进入自动化时代，为提高相关设备的使用效率，全新的集控运行技术被研发并使用。本文简要概述循环流化床锅炉的运行原理及使用现状，重点分析增强该设备运行水准的有效措施。

关键词：循环流化床；锅炉；集控运行

近年来，受人为因素的影响，温室气体被大量排放至大气层，导致全球气候变暖。因此，“节能降耗”是现阶段工业领域重点关注的内容。在我国工业产业生产的过程中，工作人员大范围应用具备节能效果的循环流化床锅炉设备。即便如此，在运行时依然存在较多有待解决的实际问题。因此，研制一类高效的锅炉集控运行程序势在必行。

一、循环流化床锅炉运行原理

作为一类全新的生产设备，循环流化床锅炉的沸点更高。同时，该设备的前身为豉泡床式炉体。在工业生产的过程中，此类锅炉的运行原理如下所示：其一，工作人员将大量的燃料投入至锅炉内壁［1］。其二，使用专业的机械设备把材料研磨成一定规格的微粒。因为设备底部拥有出风口，在机器运行时，火焰会随着风的变化而出現变动，燃烧的速度也会随之不断加快，这不仅符合“节能减排”的准则，更能提高生产效率。同时，因为炉体中还拥有固气隔离装置，当设备处于运行状态时，未完全灼烧的固态物质会返回到锅炉中。

二、循环流化床锅炉的使用现状

对比于西方的发达国家，我国的工业起步较晚，循环流化床锅炉技术正处于研发阶段。进入新时代后，在工业的生产阶段，该技术的使用力度得到了大幅增强。专业领域的科研人员在研究时，大量汲取国外先进的经验和技术手段，并不断钻研［2］。研发机构也着手与各大高校取得联系，相关技术的研制效率得到了一定提高。

三、干扰循环流化床锅炉运转的原因

截至目前，在我国的工业领域中，工作人员在生产的过程中利用循环流化床锅炉的种类繁多。受全球气候变暖的影响，该类设备的生产水准得到了社会各界的广泛关注。在相关设备的运行阶段，缩减燃料的消耗量、实现热能的有效转换是增强循环流化床锅炉生产质量的关键。一般情况下，干扰该设备运转的原因通常有以下几方面。

（一）受热截面

当循环流化床锅炉处于运转状态时，液化物质在炉内燃烧的过程中，容易循环多次接触受热截面。随着时间的推移，该区域的磨损程度会不断增强，特别是如果材料处于炉底与通风孔的衔接点，抑或是锅炉的顶部等区域，受热截面的损耗会进一步增加。需要注意的是，一旦相关位置的磨损率达到一定程度，设备底部排烟装置的性能会受到一定影响，进而导致大量的烟雾反向流动，就会从破损程度较为严重的位置析出［3］。这样不仅加重了截面的损坏程度，还容易导致燃料灼烧不完全，锅炉的生产速率也会下降。

（二）运行状态

当循环流化床锅炉处于工作状态时，时常会受到资源供应量等风险问题的影响，导致设备长期处于低能耗状态。在这种情况下，设备内部的可塑性较低，此时一旦炉体的回弹能力不足，循环流化床锅炉的运行水准便可能大打折扣，最终导致设备停转。工作人员在操作设备时，围绕其自身的特点，当锅炉低能耗运转时，容易出现安全事故。所以，唯有确保炉内的温度达到可燃物的熔点，方可在一定程度上降低隐患问题出现的可能性。为保证燃料灼烧顺利，炉内硫化物的含量应控制在较高水平。湿度和温度也应保持正常状态。所以，在锅炉的运行阶段，唯有精准把控各类因变量，才能保证设备处于低能耗模式，锅炉的整体工作状态也可以有所保障。根据数据可知，物质沸点的变化会随着外界因素而变动，因此需要重点控制可燃物添加量和气态物质的流动速度。

（三）循环系统

正常情况下，流化床锅炉的循环系统通常有两种形式，分别为机动和非机动。因为操作非机动系统的难度较低，所以得到了大范围使用。但由于此类系统的运转需要借助风的力量，一旦炉体内部的材料位于设备底部时，风向可能导致煤灰反向回吹，最终导致通气阀门出现阻塞问题，燃烧材料也会因受热不均焦化。所以，工作人员在挑选循环系统类别时，需要重点关注燃料的回灰状态。

（四）分离装置

截至目前，循环流化床锅炉中，使用的分离装置有以下两类：惯性和旋风性。其中，由于旋风分离装置的时效性可以得到保障，容积较大，因此被大量应用在工业的生产阶段。需要注意的是，在锅炉设备运转时，该装置的总体水平和吞吐量等内容是干扰设备生产效率的关键性因素。当数据符合标准后，相关装置获取并回返二次的燃料量便会不断增多，锅炉的生产效率也会得到大幅度提高。

（五）流动效率

让燃料燃烧的质量越高，物质的流动效率便能得到保障，相关材料受热越均匀，循环流化床锅炉的生产效率也会随之不断提高。与此同时，由于燃料与炉体的摩擦率增加，设备的损耗程度也会逐渐提高。相反，当设备的流动效率较差时，还可能导致燃料无法全面灼烧，进而降低锅炉的运转质量。现阶段，我国所使用的此类设备流动效率通常为5米/秒。

（六）风速变化

如今，工作人员在操作锅炉设备时，通常将燃料灼烧所需的可燃气体划分为甲级和乙级。此外，在生产的过程中，在存在差异性的位置送入不同级别的气态物质。应用此类技术的主要原因是可以降低氮氧混合物的生成量，有利于实现节能降耗的发展目标。一般情况下，如果甲级气体的使用率较高，此时燃料的燃烧率也会提高，进而造成炉内快速升温。在这种情况下，假如工作人员未能在第一时间添加煤炭等材料，锅炉的运转水准可能受到一定干扰。此外，如果甲级气体的流动速度不足，可燃物无法随着风速升高，处于飘动状态的颗粒物也会随着增多，此类物质不能全面受热，炉体整体的运行质量便会随之下降。所以，在设备的运行阶段，需要为其注入六成左右的甲级气体，乙级气体可以选择氧气含量较高空气，还可以是固气混合物。冲入此类气体时，正常情况下都是由顶部注入，通风口高度越高，颗粒物的腾空率也越高，也就能大幅度增加了单位密度的离子存在量。所以，工作人员需要将乙级气体从多个区域注入，保证设备内部的可燃物充分灼烧。

（七）颗粒物规格

除此之外，可燃颗粒物的直径也是影响锅爐生产效率的关键。当规格较大时，灼烧材料的流动速度就越快。当相关材料进入炉内后，想要提高燃烧水准，需要在现有的基础上不断注入同样的物质，因此需要将颗粒物规格控制在合理的范围内。当前，在锅炉的运行过程中，行业内部规定，可燃物的直径应控制在0.5cm左右。干扰循环流化床锅炉运转的原因在于，燃烧物的自身特征和气化水准。正常情况下，沸点低、直径大的可燃物受热均匀后，气态物质的存储量能够得到保证。在此基础上，固态物质的气化水平不断增强，炉内的煤炭拥有量会大幅降低，可燃物的熔点也会随之下降。另外，伴随着可燃物的灼烧时长变动，该类物质与火焰充分接触，切实提高了锅炉设备的工作水准。

四、增强循环流化床锅炉集控运行水准的措施

（一）优化管控程序

随着我国全面进入信息化时代，工作人员想要从根本上增强锅炉集控运行水准，可以在生产的过程中应用先进的科学技术，优化管控程序，采取合理的手段，调整设备内部可燃物和气态物质的含量，降低能源损耗量，将锅炉的运行效率控制在合理的范围内，确保其得以最大限度增强材料的灼烧质量。

（二）选取合适材料

在煤炭等可燃物内部，由于此类物质中包含一定量的碳原子和灰状物，为增强锅炉的生产质量，工作人员需要选取受热面积较大、灰状物含量低的灼烧材料。同时，在设备运转时，如果相关材料的直径较小，固气循环的效率会得到大幅度提高，运行水平能够得到保障，残留物的熔点会随之降低。在挑选灼烧材料时，还应选取与设备适配度较高的物质。数据显示，直径为1厘米的煤炭进入锅炉内壁后，该材料会在第一时间处于中部区域，进驻的时效性较高，在一定程度上增强了炉体的运行水平。在我国的市场中，最常投入使用的材料有以下几类：直径在0.1厘米左右的约为总份额的五成，0.3厘米和0.6厘米各占二成。在情况运行的状态下，可以选取含灰量较低、研磨程度较高的可燃物。

（三）调整气体类型

当循环流化床锅炉处于工作状态时，工作人员应实时观察其内部的氧气含量，还需要结合相关内容预估设备的稳定度。完成上述操作后，采用合理的手段，调整气体的类型和煤炭的添加量，以此确保设备始终处于正常状态。但是在这一过程中，如果炉底的固态物质含量较高，工作人员应在第一时间落实整理工作，将该类物质排出。值得注意的是，正常状态下炉内气态物质的氧元素含量应保持在0.4左右，甲级和乙级可燃气体的注入比例可以为4∶6。此外，锅炉内部的压力值也需要重点关注，可燃物的压强应控制在1kPa以内，炉内的总压强保持在9kPa左右即可［4］。因此，能够满足锅炉的运转所需，遗留的固态物质含量相对较少，避免出现材料浪费等问题。

（四）调整循环系统

在设备的运行阶段，如果循环速率较高，固气分离装置的工作水平也会不断提高。同时，流经该类装置的微小可燃物和粉尘成功获取后，此类物质便会再次进入炉内二次灼烧，进而导致锅炉内部的可燃物含量增加。在此基础上，大多数燃料会在设备内部反复移动，确保炉内的温度始终保持平稳，可燃物受热均匀，增强循环流化床锅炉整体的运转水准。

（五）增强物质含量

增强可燃物在温度较高区域的拥有量，不但能够保证燃烧效率，更能降低设备负荷。同时，还能确保气态物质和灰尘在流动的过程中，能够将其携带的热能传递给该类物质，提高稀相区的温度，从而提升设备的工作质量。与此同时，加强可燃物在密集区的存储量，也能保证该区域的热量处于最高值，生成更多气态物。尤其是应用分层灼烧法，炉内顶部的气态物质含量较高，大多数CO2随着时间的变化，逐渐转化为CO，在一定程度上加剧了此类物质的比例。此时，拥有大量CO的气态物质会在风的作用下，流入其他区域，与乙级气体充分接触后，在最短的时间内快速灼烧，将炉内的整体温度升高至最大值，以此提高设备的工作质量。

（六）调节操作步骤

除以上几方面外，为保证锅炉处于稳定状态，相关人员在工作的过程中，应使用合理的操作步骤。在工业的生产阶段，通常会应用到不同类型的循环流化床锅炉。但因为此类设备的运转效率会随着时间发生变化，当炉内的温度到达最高值时，此时燃料的消耗量最大，反之则最小。所以，生产时工作人员可以适当调节操作步骤，调整设备的开启和关闭次序，如此便可保证炉体的各类参数处于正常值，多设备也可以同时运行。

（七）管控炉内压强

负责产品生产人员的工作重心在于，当各类外界因素处于稳定状态时，在能够获取较高收益的状态下，保证循环流化床锅炉的运行效率，并为之注入足量的可燃气体，使燃料在灼烧的过程中，碳原子能够与气体内部的氧气充分反应，以此保证此类物质受热均匀。在操作的过程中，相关人员可以围绕炉内的压强、温差变化、中心热能、可燃物质量和存在量等数据，采取合理的手段调节甲、乙两种气态物质的注入量。但是在清渣时，时常出现一类较为重要的影响因素：固态物质的存储量容易受时间的影响出现一定的变动。此外，伴随着时长的变化，废渣的体积会增加，风的流动速度会因此下降，设备内部气态物质会反向流动到其他区域。为有效解决上述问题，工作人员需要结合数据的变动状态，调整气态物质的添加量，以此确保设备始终处于稳定模式。但是，在这一过程中，一旦废渣的体积到达定值时，工作人员应在第一时间完成清渣处理，此时大批量的固态物质外排后，炉内的压强也会适当减弱，风速提高，生产效率得到增强［5］。此时工作人员便可为设备输入合理的运行参数，调整可燃气体的注入量，以此保证锅炉内部剩余的气态物质能够保证该设备的工作效率。

此外，在日常的生产过程中，工作人员清理掉废渣后，常常出现较为严重的积灰问题。出现这种现象的原因是：当风的流动状态发生改变后，分离系统的各项参数也随着变化。此时，如若设备内部的压强变小，阻力值也会更改，消耗的气态物质会增多。相反，假如废渣的存在量降低，压强缩小，需要消耗的气态物质总量会变多，处于这种情况下，循环装置的运转负荷极易出现变化，百害而无一利。当锅炉的负荷到达最高点时，根据试验数据可以得出以下结论：按时完成清理工作，能够保证锅炉的运行效率。因此，当该装置运转时，如果内部的压强较大，可燃物含量超标时，工作人员应落实清渣环节。此外，在排渣开始前，还需要添加定量的可燃物，避免出现不必要的风险问题。同时，工作人员在排渣时，应采取有效的措施降低通风区积灰问题出现的概率，以此保证设备的安全与稳定。当循环流化床锅炉等装置正式投入使用前，工作人员需要完成相应的安全检验，避免存在各类不必要的隐患问题。目前，根据实际情况可以看出，此类设备的发展前景较好。

结语

综上所述，在工业生产的过程中，使用循环流化床锅炉等专业的机械设备，不仅能满足节能减排的目的，还能在一定程度上提升产品的品质。但是在使用时，存在较多需要处理的问题，例如流转速率、颗粒物直径、受热不均等。为解决相关问题，应选取合适的燃烧材料、提高单位面积燃料的燃烧率、优化灼烧程序，以此推动我国的稳定发展。

参考文献：

［1］牛成圆.关于循环流化床锅炉集控运行研究［J］.山东工业技术，2019（15）：14.

［2］孙萍，赵渊.大型循环流化床电站主厂房布置优化设计探讨［J］.电力勘测设计，2015（02）：2426+31.

［3］王卫国.循环流化床锅炉床温自动控制系统的优化［J］.山西化工，2022，42（04）：103104.

［4］柳少龙.循环流化床锅炉运行调整及磨损处理研究［J］.机电信息，2019（32）：65+68.

［5］吴帅.延长循环流化床锅炉运行周期的关键技术研究［J］.山西化工，2021，41（02）：103105.

作者简介：李文科（1976— ），男，汉族，陕西渭南人，本科，电力工程技术工程师，研究方向：发电厂燃煤锅炉运行技术。