淺談CFB鍋爐燃燒煤泥與矸石的運行調整

譚國斌

摘 要：循環流化床燃燒調整直接關系到機組的運行效率，特別是煤泥和煤矸石在燃燒調整還沒有成熟經驗。介紹陽光熱電廠在在研究燃燒煤泥與煤矸石方面取得的一些運行經驗，可為同類型CFB鍋爐的運行提供參考。

關鍵詞：CFB鍋爐;燃燒調整;煤泥與煤矸石

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.082

0 前言

循環流化床鍋爐自問世以來，以其獨特的燃燒技術以及燃料適應范圍廣、燃燒效率高、負荷調整范圍寬、運行穩定、環保效率高等優點得到廣泛的推廣和應用，但在燃燒煤泥與煤矸石方面沒有形成一套較成功的運行技術來指導工作，本人根據我集團公司的YG-75/3.82-M12型循環流化床鍋爐在燃燒煤泥與煤矸石的實際運行情況，分析其燃燒和傳熱機理，對運行中的工況控制、參數調整以及矸石與煤泥的配比作分析和闡述，愿與鍋爐運行人員交流探討。

循環流化床鍋爐的燃燒調整主要是通過給煤量、一、二次風量及配比、料層溫度、料層差壓、爐膛差壓、返料溫度等的調整和控制，來保證鍋爐安全、經濟運行;下面將在這幾方面對CFB機組在燃燒煤泥與矸石方面進行探討。

1 料層溫度的調整

循環流化床鍋爐的料層溫度一般設計控制在850-950℃的范圍內運行，它是一個表征煤在燃燒室內穩定燃燒的參數。料層溫度過高，在燃用灰熔點低的煤種時，易引起流化床高溫結焦，造成流化不好停爐。當料層溫度太低時，對煤泥著火和燃燒不利，在投煤泥情況下料層溫度一般不低于850℃，如過低應適當增加給煤量，減少一次風量和返料量，提高料層溫度。實踐證明：隨料層溫度的增加，煤泥燃燒更完全，甚至可以在水平煙道內燃燒，使機械不完全燃燒熱損失q4略有減少，但隨著負荷的增加，料層溫度增加，煙氣夾帶增多，機械不完全燃燒熱損失q4又有所增加;化學不完全燃燒熱損失q3是隨著料層溫度升高而降低。

影響料層溫度發生變化的原因有很多，如負荷變化時，風煤的配比未及時調整，給煤不均勻或煤泥與矸石配比發生變化;返料量過大或過小;一、二次風配比不當等等。如在正常運行時，給矸石量未增減，而料層溫度發生變化，說明煤泥量、風量、返料量發生了變化。運行中要隨時監視爐內溫度等參數以及負荷和矸石和煤泥配比的變化，及時調整。

2 過量空氣系數的調整

過量空氣系數是鍋爐運行的重要指標，它直接影響鍋爐運行的安全性和經濟性。在一定范圍內增大爐內風量可減少燃燒損失（q3和q4），但會引起排煙熱損失q2的增加。最佳過量空氣系數應是使這些損失之和（q2+q3+q4）為最小。

最佳過量空氣系數與煤種和負荷是對應的。例如當鍋爐負荷低時，因為受漏風的影響，最佳過量空氣系數的值要大些;當煤種發生變化時，因所需一、二次風量不同，其過量空氣系數也不同。因此，當煤泥與矸石配比發生變化時，應分別進行過量空氣系數的調整試驗。實踐證明：煤泥配比大時，過量空氣系數較大，反而則較少。

3 一、二次風量及配比

一、二次風量的配比，對循環流化鍋爐的正常運行是非常重要的，這是因為一、二次風配比直接決定著密相區的燃燒份額，在同樣的條件下，一次風比大，必然導致高的密相區燃燒份額，此時就要求有較多的低溫循環物料返回密相區，帶走燃料燃燒所釋放出的熱量，以維持密相區溫度。如果循環物料量不足，必然會導致床溫過高，無法多加煤，負荷帶不上去。一、二次風配比的調整方法為：保持料層差壓和爐膛差壓在一盡量小的變化范圍內運行，煙氣含氧量在最佳變化范圍運行，取負荷一定，分別改變一、二次風配比，列表看一、二次風量與給煤量之間的關系，給煤量最小的那個一、二次風組合就是在該負荷下燃用該煤種的最佳一、二次風配比。

4 料層差壓的調整

料層差壓是指運行中風室壓力與密相區床層上頂之間的壓力差，它反映了密相區內料層的厚度。實踐證明：當燃燒煤泥較多時，需要更多的二次風，一次風只需達到流化狀態，而當燃燒煤矸石較多時，二次風相對較少，煤矸石燃用時間較長，一次風需要較大。

對于燃用煤泥與矸石不同配比，料層差壓的變化范圍也是不同的，因為燃燒煤泥份額較大時，料層差壓幾乎不會上升，而全用煤泥時料層差壓還會下降，這主要是因為密相區大，顆粒在不斷減少。如燃料顆粒大于設計值，在這種狀態下，燒煤泥運行時間過長，在密相區就會形成死料區，各床溫測點相差較大，甚至出現結焦，而當燃燒煤矸石份額較大時，由于矸石發熱量低，給煤量較大，料層差壓上升很快，放渣量較大，而床溫低，負荷帶不上去，造成機械不完全燃燒損失q4增加。通過我廠長時間總結經驗，煤泥與矸石配比為1：1為最佳配比，這樣能保持料層差壓穩定運行。

5 爐膛差壓的調整

循環流化鍋爐其爐膛差壓設計值為在500—2000Pa間運行，而在我廠實際運行時，如煤泥投入較大時，爐膛差壓會超過2000Pa，所以我廠返料風采用高壓流化風機，出口壓力高達16kPa。平時，通過觀察料腿立管外的觀察孔，調整流化風量，如煤矸石投入較多時，則爐膛差壓相對較少，如不及時調整會造成料腿內吹空，我廠在鍋爐啟動過程中就發生了一次返料吹空現象，解決辦法是將返料風停止運行30分鐘，再投入即運行正常。

以上對床溫、過量空氣系數、料層差壓、爐膛差壓的調整都反映出煤泥與矸石在配比對其影響最大。我廠結合實際運行經驗，再加上燃燒煤泥對鍋爐磨損少，延長設備使用周期，總合考慮將煤泥與矸石配比定為1：1，最為經濟。這種配比，既能使鍋爐在滿負荷情況下，床溫、料層差壓、爐膛差壓都比較接近設計值，運行比較平穩。

總之，循環流化床鍋爐的燃燒調整，特別是燒煤泥與矸石，與其他燒中煤CFB機組有很大差別，其參數的變化受影響因素較多。在運行中應根據煤種及負荷的變化情況，及時調整料層溫度、一、二次風配比、料層差壓和爐膛差壓，使循環流化鍋爐的運行達到最佳效果。以上是本人從實際運行中得出的幾點調整方法，不對之處請各位專家及同行指正。

參考文獻：

[1]岑可法等.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].

[2]循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行[M].中國電力出版社.

[3]遼寧省電力工業局.鍋爐運行[M].中國電力出版社.