浅谈循环流化床锅炉运行调整

浅谈循环流化床锅炉运行调整

柳少龙

（四川白马循环流化床示范电站有限责任公司四川内江641000）

摘要：与常规锅炉相比，循环流化床锅炉的调整工作技术性问题比较多，本文通过对循环流化床锅炉的燃烧机理和传热特性的分析，提出科学的运行调整方法，从而实现合理的运行。

关键词：循环流化床锅炉；燃烧换热；运行

环流化床锅炉自投放市场以来，就以其独特的燃烧效率高、煤种适应性能广、运行调整简单、维护检修方便、负荷调整范围宽等优点逐步被人们所接受。循环流化床锅炉即是一种环保、节能的综合型炉，同时也是一种替代其它老式炉型的新炉型。目前国内已投运的循环流化床锅炉达一百多台，100—200MW（电功率）等级的循环流化床锅炉技术已经成熟，正在向250MW以上发展。通过十多年的实践运行充分显示出循环流化床锅炉作为新型的环保炉、节能炉的优越性，但另一方面长期以来专业人员较注重的是设计和研制，对于锅炉运行的研究相应较少，能够真正指导运行实践的理论也不多，同时由于来自不同制造厂的循环流化床锅炉种类太多，运行规程很难统一，在具体运行操作中也出现了调整复杂、调整难度大等难题。

1.循环流化床锅炉的燃烧机理及传热特性

循环流化床锅炉的燃烧采用的是低温循环燃烧（炉膛温度通常在800~950℃左右），燃料进入炉膛经预热后先析出挥发份马上在密相区（燃烧室部位）进行燃烧，燃烧室的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗粒在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛上部，其中较大颗粒因重力作用一边沿炉膛内壁向下流动一边燃烧分裂成小的颗粒，这些较小的颗粒再随烟气飞出炉膛进入旋风分离装置，炉膛内形成分别向上的和向下的气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗粒沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，参与进一步的燃烧，而且在一次的循环燃烧中燃烧不尽，可在下一个循环中继续进行燃烧，往复循环多次直至燃尽，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。

在结构设计上由于设有高效率的分离装置，被分离下来的颗粒经过与料腿换热后最终由返料器送回炉膛，在保证设计循环倍率的前提下，炉膛内有足够高的灰浓度。在整个燃烧过程中沿炉膛上、中、下各部燃料释放出的热量和作为载热体的循环灰所携带的热量与受热面吸收热量（含炉墙散热量）达到一种动态的平衡，使炉内有一个较均匀、理想的温度场，一般来说，CFBB燃烧室内温度差（纵向、横向）在20℃左右，最大不超过50℃。只有在一个理想的温度场下，炉内各部才能保证实现设计的换热系数，工质才能吸收一定的、所需的热量，从而达到各部的热量平衡，保证锅炉的出力。才有利于燃料的充分燃烧，循环流化床锅炉的燃烧效率可达98%以上，而且在整个换热过程中循环流化床锅炉不仅有常规锅炉具有的辐射传热方式，还有对流传导等传热方式，所以说能够在较低的温度下得到一个较高的燃烧效率和综合传导热系数是循环流化床锅炉区别与其他炉型的最大优越之处。

2.经济运行的调整

就运行调整而言，在现有的设备基础上通过精心调整，选出较合适的运行工况，按着完全燃烧的4个条件，确保燃烧的顺利进行，是从事锅炉专业所有人员的责任.循环流化床锅炉采用的是低温燃烧新技术，这在燃烧领域确是一个重大创举。因为任何化学反应，温度越高，反应的速度就越快，越剧烈、越完全、越彻底，反应时间就越短.而循环流化床锅炉的炉内燃烧温度，要比普通的煤粉炉、链条炉低许多，那么反应的速度从理论上讲就要缓慢许多，而完全燃烧需要的时间就要长一些。所以说，在此较低的温度，能获得一个较高的燃烧效率，是循环流化床锅炉的独特优点.也是这种新式炉型较其它任何老式炉型的最大优越之处。

循环流化床锅炉刚入炉的煤和其它炉塑一样，都是先预热后再蒸发水分，而后析出挥发份立即在密相区进行燃烧，较小颗粒的煤被强烈的流化后送到了稀相区继续燃烧，而且在一次的循环中燃烧不烬，可在下一个循环中继续进行燃烧，这样燃料和循环物料在炉内往复循环多次，直至将燃料中的可燃物燃烬为止。追其根本原因就是在整个的循环过程中，由于炉内的温度场变化不大，有利于可燃物充分燃烬。司炉人员在运行调整中，只需将一、二次风量、给煤量、床温和循环物料浓度控镧在合适的范围内就可以。一，二次风量比一般控制在6：4或7:3较为合适，在50％以下负荷时可停止二次风机运行，以节省用电量。烟气中含氧量一般控制在4.5％～6％之间，料层差压控制在10000Pa之内，炉膛压差控制在l000~1300Pa较为适合，这时的锅炉效率较高，负荷也容易带，各种参数也较正常，这时的循环倍率也能和设计数值相吻合。相反，除负荷带不上外，各处的温度也较高，除给安全运行带来危害外，也给炉内脱硫带来一定困难。

循环流化床锅炉运行调整虽十分简单，但怎么样能调整好，以达到最安全、最经济和最稳定的工况，要在确保安全的情况下保证锅炉在最经济的工况下运行。让煤中的可燃元素在炉内的燃烧反应过程中与空气中的氧元素有一个最佳的混合和配比、使其最充分的燃烧l根据蒸汽压力、温度、负荷、炉内温度、煤质情况、循环物料浓度、料层压差和循环返料灰温度等工况调整好一、二次风比例和送、引风量。

定期排渣料层压差随时闯的变化而变化，时间和压差就出现了一个函数关系。随着时间的推移，料层变厚阻力增大，料层压差逐渐变大在其余参数均不变的情况下，而这时送风量下降，送风机压头上涨，炉内流化和物料循环都向着减弱的方向发展。运行人员就应根据参数变化情况适当调整送、引风量，从而保证燃烧正常、负荷稳定。当料层达到了一定厚度或到了规定的放渣数值时应进行放渣，这时大量的底料被捧往炉外、料层压差急剧变小，送风机压头下降，送风量上升，这时的流化和循环都向着较强的方向发展，这时运行人员就应适当调整送、引风量，确保过剩空气系数变化不大.而采取连续放渣，由于料层压差，循环倍率，送、引风量等参数变化不大，就能避免由于在定期放渣过程中和放渣后产生堵返料器的事故，实现连续放渣大大简化了锅炉的运行调整。

循环流化床锅炉负荷的调整，存某种意义上讲就是对循环物料的调整。点火后刚投人运行的炉子，在相当一段时问内是很难能带满负荷的.追其根本原因，就是由于料层比较薄、循环物料比较少，循环倍率比较低，物料循环没有建立起来所致。当循环物料达到了一定的浓度，循环已经形成了一定的倍率，负荷就很容易提高。循环物料颗粒越小、循环倍率越大。燃烧效率越高、灰渣中的可燃物就越少，带负荷越容易，炉子运行越经济，反之就越差。所以说在运行中应保证合适的入炉煤粒度，且有一定的级配比（1mm以下的占50％，1-5mm的占30％，5-8mm的占10％，8-13mm的占10％）.在条件允许的情况下，用一些可磨性系数较大或成灰性较好的煤种，对循环流化床锅炉安全、经济、稳定、满负荷运行是有好处的。入炉煤粒度偏大且不均匀（级配比不好）、原煤可磨性系数又较小，成灰性又很差，不但造成床面压力大，流化不好，排渣可燃物上升，循环倍率下降，强化送风易造成燃烧效率下降，锅炉效率也将随之下降，磨损量也会迅速增加.安全运行遭到严重威胁。所以说煤的粒度，一、二次风比例，送、引风量，煤的颗粒级配比，原煤可磨性系数，循环倍率，炉内气、固两种物质运行的速度，烟气中含氧量，炉内温度等参数除按设计数值外，还应经冷态热态试验得出每个工况最佳数值，再去指导运行是最合适且最安全的，应杜绝盲目、紊乱、频繁的运行调整。

3.结语

循环流化床锅炉做为一种新型的锅炉，从设计、研制上本身还存在不少缺陷，也给实际运行调整带来了一定的难度，作为使用者我们应该加强学习、互相切磋，共同寻找出高效、稳定的的运行方式，提高循环流化床锅炉的运行水平。以上所提出的运行调整方法还有待进一步的实践和验证，希望能对该炉型的运行起到一定的帮助。

参考文献

[1]吕俊复.《循环流化床锅炉运行与检修》.中国水利水电出版社.2005(9).

[2]刘德昌.《循环流化床锅炉运行及事故处理》.中国水利水电出版社.2014(9).