循環流化床鍋爐燃燒調整

韓攀君

（上海大屯能源發電廠，江蘇沛縣 221611）

循環流化床鍋爐燃燒調整

韓攀君

（上海大屯能源發電廠，江蘇沛縣 221611）

循環流化床鍋爐燃燒技術作為一種低污染清潔燃燒技術在運行中暴露出了不少問題，從分析循環流化床鍋爐的燃燒入手，結合循環流化床鍋爐的結構特點，論述了與循環流化床鍋爐燃燒相關運行時床溫、料層差壓、返料量、風量等各參數的影響及其控制與調整問題，對CFB鍋爐的安全、經濟運行有一定的指導意義。

燃燒調整 床溫 風量 返料量

1　鍋爐結構概述

大屯煤電公司發電廠2008年投產的#1、2鍋爐為高溫高壓，單鍋筒橫置式，單爐膛，自然循環，全懸吊結構，全鋼架π型布置。鍋爐運轉層以上半露天，運轉層以下封閉，在運轉層8m標高設置混凝土平臺。爐膛采用膜式水冷壁，鍋爐中部是蝸殼式絕熱旋風分離器，尾部豎井煙道布置兩級四組對流過熱器，過熱器下方布置二組光管省煤器及一、二次風各二組空氣預熱器。本鍋爐采用的循環流化床燃燒技術。在燃燒系統中，給煤機將煤送入落煤管進入爐膛，鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風機提供。一次風機送出的空氣經一次風空氣預熱器預熱后由左右兩側風道引入爐下水冷風室，通過水冷布風板上的風帽進入燃燒室；二次風機送出的風經二次風空氣預熱器預熱后，通過分布在爐膛前后墻上的噴口噴入爐膛，補充空氣，加強擾動與混合。

2　流化床燃燒及傳熱特性

循環流化床鍋爐各區域燃燒狀況不盡相同，整體相對煤粉爐來講屬低溫燃燒。首先，燃料由給煤系統經爐膛單側送入爐膛燃燒，由風機提供的一、二次風以不同方式送入爐膛，一次風首先進入水冷風室，經布風板增壓進入爐膛，保證物料流化的同時，提供少許氧量；二次風沿爐膛高度多級多點進入爐膛，其主要作用是提供燃料燃燒所需的大部分氧量，并起到擾亂稀相區物料的作用。爐膛內的物料在一二次流化風的作用下，產生劇烈的擾動和碰撞，一部分物料由一次風帶離密相區進入稀相區，較大顆料因重力大于向上的作用力沿水冷壁向下流動，而較輕的顆粒隨煙氣進入旋風分離器，形成氣固兩相流。進入分離器的混合煙氣經過氣固分離，分離出來的顆料經返料器送回爐膛進行二次燃燒，煙氣則與尾部豎井煙道內的受熱面進行換熱，通過除塵裝置凈化后排入大氣。正因為循環流化床鍋爐配備煤粉爐沒有的分離裝置，使得被分離下來的細顆粒又被送回爐膛燃燒，保持爐膛內始終有高濃度的循環灰，爐內不僅有傳統的輻射傳熱方式，還有對流傳熱方式，極大地提高了爐膛的傳熱系數，使流化床鍋爐帶負荷能力大大提高。

3　鍋爐運行中燃燒的調整

循環流化床鍋爐燃燒穩定性主要表現為合理的料位、穩定的流化風量、適宜的床層溫度以及合理的循環倍率。對循環流化床鍋爐運行過程中，影響燃燒穩定性的主要因素進行分析，同時對鍋爐安全、穩定、經濟運行提供燃燒調整的建議。

3.1床層溫度調整

一般來講，床溫是指爐膛密相區內物料的整體溫度，是關系到鍋爐安全穩定運行的一個重要參數。而廣義的床溫是指參與循環的物料在各段循環段的溫度，任何一段溫度超出允許范圍，都會對鍋爐的正常燃燒造成極大惡劣影響，甚至可能導致停爐，運行中要加強對床溫的監視，一般控制在920℃±40℃，不得高于980℃，嚴禁超過1000℃，溫度過高可能造成床層結焦，溫度過低則燃料燃燒不完全直至滅火；也可改變不同區域的吸熱份額，達到調整床溫的目的。在運行中當床溫發生變化時，可通過調節一次風量、給煤量、返料量、及返料量，調整床溫在控制范圍之內。其中，一次風風量對床溫有較大影響，可在短時間內快速提高或降低床溫。如料層溫度過高時，應減少給煤量、相應增加一次風量并加大返料量（降低返料溫度），使料層溫度降低。反之亦然。必須嚴格控制床溫最高不能超過1000℃，最低不應低于700℃。如床溫超過1000℃時，必須立即減少給煤量、相應增加二次風量、增加一次風量和提高床層厚度的方法使床溫降低；如床溫逐漸降低并低至800℃時，應首先檢查是否有斷煤或堵煤故障，詢問來煤性狀是否變化，如果未斷煤則適當增加給煤量，減少一次風量，使床溫升高。

3.2風量的調整

循環流化床鍋爐的風量控制要求比較嚴格，必須保證其高于臨界流化風量，正常運行時應視床溫調整一次風，根據氧量調整二次風，同時注意控制爐膛負壓。根據冷態下正常料層厚度得出臨界流化風量曲線，并以該數據作為熱態最低流化風量的依據之一。通過調節一、二次風量及配比，使煤在爐膛內充分燃燒。

一次風量是保證床料正常流化和調節爐溫的最主要非常有效的手段之一。一次風量偏低時，床料流化較差，可能造成熱量無法被帶走導致結焦，燃燒所需氧量不足，造成大量煤粉燃燒不充分，鍋爐損失急劇增大；一次風量太高，可能造成床層被吹穿，流化狀態被破壞，同時，煙氣流速也較大，對受熱面磨損加劇。二次風量根據爐膛內燃燒狀況、尾部煙道氧量、來煤顆粒度，發熱量等參數進行實時調整，總體來講一般比一次風稍低。在來煤濕度較大或其他異常情況下，可適當提高一次風量占比，使煤能盡快著火燃燒。

3.3料層差壓（料位）調整

料層差壓是一個反映燃燒室料層厚度的參數。通常將所測得的風室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監測數值，運行中通過監視料層差壓值來得到料位高低。料位越高，測得的差壓值亦越高。在鍋爐運行中，料位高低會直接影響鍋爐的流化質量，如料位過高，有可能引起流化不好造成爐膛結焦或滅火。一般來說料位應控制在600-800mm之間。料位（即料層差壓）可以通過冷渣器轉速來調節。在使用過程中，應根據所燃用煤種設定一個料位的高限和低限作為排渣開始和終止的基準點。

3.4返料量調整

控制返料量是循環流化床鍋爐運行操作時不同于常規鍋爐之處，在整個鍋爐內外物料循環中，循環灰即物料量的大小起著舉足輕重的作用。在爐膛及返料器內，熱量通過熱輻射和對流傳熱兩種方式進行傳遞，循環灰量越大，攜帶的熱量越大，整個傳熱系統的傳熱就越均勻，傳熱系數也越大，如果出現了返料不暢等故障，導致參與循環的物料量大幅減少，會對機組的正常運行造成極大影響，必須盡快處理。所以，通過調整返料量不僅可以控制料層厚度和溫度，還能進一步調節鍋爐負荷。

另一方面，返鍋爐分離裝置的分離效率和返料裝置風量調整是否正確也直接影響循環物料量的多少。返料量可通過調節上、下料腿風量、一次風量及入爐煤顆粒特性來進行調節。

4　結語

綜上所述，床層溫度、流化風量和料位等參數是決定循環流化床鍋爐燃燒穩定性的主要因素，在運行中還要結合所燃用煤質及當時負荷的情況，嚴格監控料層差壓、爐膛差壓和返料溫度，通過不斷調整給煤量、風量及返料量，使鍋爐燃燒達到最佳的運行效果，最大限度的發揮循環流化床鍋爐高效節能的優勢。

［1］黨黎軍.循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］劉德昌，等.流化床燃燒技術［M］.水利電力出版社，1995.