火電廠循環流化床鍋爐床溫控制的優化分析

李瑞剛

摘要：隨著國計民生的快速發展，國家對能源的需求與消耗越來越大，尤其是以燃煤為主的火電廠對能源的消耗日益增長，在資源一定的情況下，這就對能源的利用水平提出了更高的要求。火電廠循環流化床鍋爐是近年來在國際上發展運用起來的一種新一代高效、低污染的清潔燃煤鍋爐，其在燃煤的燃燒效率與能源的合理利用等方面有著強大的優勢，在火電廠的生產中的重要性越來越大。本文就影響火電廠循環流化床鍋爐床溫控制的因素進行了深入探究，并就如何優化火電廠循環流化床鍋爐床溫控制的問題進行了深入分析，提出了一些意見與建議，以供大家參考。

關鍵詞：火電廠;循環流化床;鍋爐床溫控制

1 火電廠循環流化床鍋爐床溫控制的意義

在人類賴以生存發展的基礎中，能源是關鍵基礎。作為能源之一的煤炭又是目前人類最賴以生存發展的重中之重。火電廠中，一般以煤炭的直接燃燒產生能量供以人們生產生活的消耗。燃燒煤炭所需的鍋爐又是主導煤炭燃燒率與利用率的主要因素。火電廠循環流化床鍋爐近年來在國際上較為常見，相比傳統鍋爐有著高效、低污染的特點。循環流化床鍋爐的床溫控制對鍋爐的安全運行起著重要作用。其設備主要由鍋爐本體設備以及鍋爐輔助設備兩部分組成。包括汽水系統、燃燒系統、爐墻和構架、送風排煙系統、灰渣處理系統等等。其主要運行方式在于燃燒和脫硫劑多次循環，進行多次反復的低溫燃燒與脫硫反應，促使爐內產生強烈運動的湍流，實現較高的燃燒效率、較低的排放、較高的脫硫效率。同時還具有常規煤粉爐所不具有的優勢特點：燃料適應性廣、燃燒熱強度廣、爐膛體積小、床內熱傳系數高、負荷調節性能好、灰渣綜合利用性好等等。所以，應對火電廠循環流化鍋爐床溫控制的研究與優化，才能進一步發揮循環流化床鍋爐的運用價值，創造更大的經濟效益與社會效益。

2 影響火電廠循環流化床鍋爐床溫控制的幾個因素

2.1用煤的質量及數量

在火電廠循環流化床鍋爐生產過程中，燃煤的質量好壞直接影響燃燒時產生的熱量。質量較好的燃煤會增長燃燒時的熱值。當煙氣氧量較低時，用煤量的增加，會使得床溫上升過快。而質量較差的燃煤，燃燒值不達標，將導致煙氣氧量較多，使得床溫下降。用煤的質量及數量問題，極容易引發溫控問題，溫度的過高或過低，都會使得燃煤的效率得不到高質量保障。

2.2風量變化

在循環流化床鍋爐運行中，鍋爐的富氧燃燒狀態是非常重要的。所以燃煤風量的控制是重中之重。一次風量與二次風量的合理控制，是均衡床溫的保障。燃煤風量需求主要由鍋爐的負荷值來決定，一般負荷增加時，先增加風量再增加煤量。總風量的計算是由具體給煤量與給煤量指令中最大值來決定的。但由于煤量信號失真或者波動較大時，風量就會隨之變化過大，使得鍋爐床溫的控制變得較為困難。

2.3氧氣含量

在燃煤過程中，氧氣是必不可少的燃燒原料。循環流化床鍋爐實際運行中，通常把空氣預熱器入口的煙氣含氧量作為鍋爐爐膛的氧量。系統通過計算鍋爐負荷，低負荷高氧量、高負荷低氧量。然而在實際操作過程中，給煤量、給風量與鍋爐氧量之間的聯系非常密切，牽一發動全身，對鍋爐床溫的影響難以計算估計。

2.4外界因素

諸多外界因素對于鍋爐床溫控制的影響也很大。除了燃煤的質量問題以外，人為因素也占有很大比重。工作人員的專業水平與經驗不足，則有可能在給煤量與給風量等重要因素上產生誤判與失誤。比如給煤量過多，進風量過少時，床溫就會降低，但由于工作人員誤判以為是燃煤量偏少導致的，就會加入更多燃料，導致鍋爐床溫的再一次下降，對循環流化床鍋爐的平穩運行造成很大的負面影響。還有一些外在因素比如所床層的高度、廢料的排放等，對于循環流化床鍋爐的實際運行也會產生一些重大影響。

3 火電廠循環流化床鍋爐床溫控制優化

3.1合理控制燃料量與風量搭配

燃料量與風量是兩個影響鍋爐床溫的重要因素，且兩者是緊密配合的。對于鍋爐系統的運行來說，通常是鍋爐與機器的配合運行，顯示氣壓的下降則代表著負荷提升，工作人員就應該增加燃料，并按照合理配比增加一次風量，使得燃料的充分燃燒得到保障，實現單位面積內熱量均衡，保證鍋爐床溫的穩定。對于給煤量的問題，可以在系統中設置煙氣含量偏差、床溫偏差與床溫控制回路，使得系統盡可能按照實際情況有效控制給煤量。在計算二次風量的時候，可按照系統的氧量信號對風量進行微調。

3.2實現鍋爐床溫控制的自動化

循環流化床鍋爐具有傳統鍋爐不具有的優勢的同時，也存在著輸入內容復雜、輸出單一、較高操作水平需要等特點，對于床溫的控制因為影響因素較多，控制手段較為復雜。因此，應當建立必要的自動化床溫控制調節系統，特別是對于大型的鍋爐設備，應該對控制系統的設計與運行進行必要的完善，掌握其關鍵特性，避免設計與實際運行相對立。比如在氧量控制的優化方面，可設定氧量監測與調節，按照熱信號等信息，按照設定的偏值對實際氧量實行微調。自動化床溫控制系統的實現能夠有效降低人力成本以及人為操作的失誤，保證鍋爐系統運行的穩定性與安全性。

3.3注重負荷的變化

循環流化床鍋爐在結構上有著與傳統鍋爐相比的較大差異，控制技術隨之也有著很大差異。其床溫的控制技術在不同的負荷下，也有著不同的要求與措施。例如在低負荷狀態下，鍋爐上部分的顆粒濃度會有相當程度的下降，熱傳遞速度也會隨之有著大幅提升。所以在負荷變化時，控制反料的方法對熱量的輸出影響不大，對床溫的控制作用有限，應當對其他因素進行調整。另外，在負荷改變時，給煤量也應當相應改變，保證床層燃料與物料比例的合理，才能保證床溫的平衡。

4 結論

綜上所述，循環流化床鍋爐床溫控制優化是一個仍在不斷改進的重要課題。對于循環流化床鍋爐床溫的控制，因為影響因素較多、相互間聯系緊密、較為復雜且難以控制，所以對其控制手段具有很高的要求。相關工作人員要深入研究各影響因素的問題，對循環流化床鍋爐床溫控制特性有進一步的了解掌握，還要綜合考慮實際運行時的諸多外在因素，進行合理的調節控制，才能使得火電廠循環流化床鍋爐的正常運行與其床溫的均衡平穩得到較為合理的保障，保證其使用效率，提高經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]陳亮. 循環流化床鍋爐床溫控制系統的應用研究[D]. 北京：華北電力大學，2015.

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