馮小平

【摘要】本文從介紹135機組循環(huán)流化床鍋爐原理入手，探討了135機組循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調整，對該類鍋爐的經濟運行提供了一定的理論依據(jù)。

【關鍵詞】循環(huán)流化；鍋爐；燃燒調整

0．引言

CFB是目前國際上潔凈燃煤技術中一項成熟技術，具有煤種適應性廣，燃燒效率高，爐內可實現(xiàn)脫硫脫氮等優(yōu)點，因而廣泛應用于電力工業(yè)。

1．135機組循環(huán)流化床鍋爐原理

其基本工作過程概述如下：

1.1煤和脫硫劑送入爐膛后，立即被大量處于流化狀態(tài)中的惰性高溫（830℃～930℃）物料包圍，充分混合，迅速著火燃燒，同時進行脫硫反應。

1.2在上升煙氣流的作用下炙熱惰性高溫物料與燃燒著的煤粒一起向爐膛上部運動，對水冷壁和爐內布置的其他受熱面放熱，細小的煤粉顆粒完成燃燒離開爐膛。

1.3在上升氣流中，粗大粒子進入懸浮區(qū)域后在重力及外力作用下偏離主氣流，從而貼壁下流，加強了爐內熱量像受熱面內工質的傳送。這是循環(huán)流化床鍋爐有別于煤粉爐的又一特點，這一特征也保證了稍大煤顆粒在爐內反復循環(huán)完全燃燒。

1.4 含有細小物料的氣固混合物離開爐膛后進入高溫分離器，氣固兩相流中的大量固體顆粒被分離出來回送至爐膛，重新參與爐內的流化和燃燒換熱，如此，循環(huán)燃燒得以進行并完成。

1.5 未被分離出來的細小粒子成為飛灰，隨煙氣進入尾部煙道，以完成過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器的換熱，煙氣攜帶飛灰最后經除塵器除去飛灰后排至大氣。

1.6 布風板上布置有排渣口，利用氣固兩相流的流動性將多余的物料排出爐膛，從而達到爐內物料進出的平衡，維持料層在合理范圍。

135機組循環(huán)流化床鍋爐原理見圖1：

2．循環(huán)流化床內的煤粒的燃燒過程

煤粒送入循環(huán)流化床內迅速受到高溫物料和煙氣的輻射而被加熱，首先水分蒸發(fā)，然后煤粒中的揮發(fā)份析出并燃燒、最后是焦炭的燃燒。其間伴隨著煤粒的破碎、磨損，而且揮發(fā)份析出燃燒過程與焦炭燃燒過程都有一定的重疊。煤粒在流化床中的燃燒過程如圖2所示。

3．135機組循環(huán)流化床鍋爐燃燒調整

循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐不但在結構上有所不同，而且在其燃燒方式和調節(jié)手段也有自身的特點。循環(huán)流化床鍋爐正常運行調整的主要參數(shù)除了汽溫、汽壓、爐膛負壓之外，還應重點監(jiān)視床溫、床層壓力、床層密度、旋風分離器灰溫、旋風分離器料層高度、冷渣器選擇倉及各冷卻倉的風室風壓、布風板壓力、渣溫、排渣溫度等。

135機組循環(huán)流化床鍋爐燃燒調整運行中需要控制的主要熱工參數(shù)如下：

3.1料層溫度

料層溫度是指爐膛下部燃燒室密相區(qū)內流化物料的溫度。它是一個關系到鍋爐安全穩(wěn)定運行的關鍵參數(shù)。流化床鍋爐內的溫度必須嚴格控制，料層溫度最高不能超過990℃，最低不應低于760℃。溫度高限的確立是防止溫度超過料層物料的變形溫度，低限防止鍋爐熄火。

在鍋爐運行中，當料層溫度發(fā)生變化時，可通過調節(jié)給煤量、一次風量或一二次風量比，調整料層溫度在控制范圍之內。如料層溫度超過950℃時，應適當減少給煤量、相應增加一次風量或增加下二次風量，使料層溫度降低；如料層溫度低于820℃時，應首先檢查是否有斷煤現(xiàn)象，并適當增加給煤量，減少一次風量或減少下二次風量，使料層溫度升高。一但料層溫度低于760℃，應做壓火處理，需待查明溫度降低原因并排除后再啟動。

調節(jié)床溫的主要手段是調整給煤量和一、二次風量配比。如果保持過?？諝饬吭诤线m范圍內，增加或減少給煤量就會使床溫升高或降低。但此時要注意煤的顆粒度的大小，顆粒過小時，煤一進入爐膛就會被一次風吹至稀相區(qū)，在稀相區(qū)或水平煙道受熱面上燃燒，而不會使床溫有明顯地上升。當煤粒徑過大時，操作人員往往會采用較大的運行風量來保持料層的流化狀態(tài)，否則會出現(xiàn)床料分層，床層局部或整體超溫結焦，這樣就會推遲燃燒時間，床溫下降，爐膛上部溫度在一段時間后升高。當一次風量增大時，會把床層內的熱量吹散至爐膛上部，而床層的溫度反而會下降，反之床溫會上升。當然，一次風量一但穩(wěn)定下來，一般不要頻繁調整，否則會破壞床層的流化狀態(tài)，所以很多循環(huán)流化床鍋爐都把一次風量小于某一值作為MFT動作的條件。但在小范圍內調節(jié)一次風量卻仍是調整床溫的有效手段。二次風可以調節(jié)氧量，增加二次風后就加強了對爐膛上部的擾動作用，會出現(xiàn)床溫暫時下降的趨勢。

當床溫出現(xiàn)波動并有大的偏差時，應首先確認給煤量是否均勻，給煤機是否出現(xiàn)故障，一次風量是否合適。給煤量過多或過少、風量過大或過小都會使燃燒惡化，床溫失調。在正常運行調整床溫時一定要保持給煤量和風量均勻，遵循“先加風后加煤”和“先減煤后減風”的原則，調節(jié)幅度盡量小，要注意根據(jù)床溫變化趨勢，掌握好提前時間量。

3.2料層差壓

料層差壓是一個反映燃燒室料層厚度的參數(shù)。運行中通過監(jiān)視料層差壓值來得到料層厚度大小。料層厚度越大，測得的床壓值亦越高。料層差壓視鍋爐容量和布風板面積來決定。一般來說，料層差壓應控制在7000-11000Pa之間。料層的厚度(即料層差壓)可以通過爐底放渣管排放床料的方法來調節(jié)。

維持相對穩(wěn)定的床壓和爐膛壓力降是鍋爐運行中十分必要的方面，對保證正常運行至關重要。正常運行中控制床壓的主要手段是調整排渣量。排渣方式多種多樣，有的是從底部放渣，有的則是從側面或前后墻放渣?？刂坪眠x擇倉及其它冷卻倉的床壓及床溫至關重要。

爐膛差壓是一個反映爐膛內固體物料濃度的參數(shù)。通常將所測得的燃燒室上界面與爐膛出口之間的壓力差作為爐膛差壓的監(jiān)測數(shù)值。爐膛差壓值越大，說明整個爐膛內的物料濃度越高，爐膛的傳熱系數(shù)越大，則鍋爐負荷可以帶得越高，因此在鍋爐運行中應根據(jù)所帶負荷的要求，來調節(jié)爐膛差壓。一般正常運行中，床壓越高，爐膛差壓越高。爐膛差壓值控制在500-2000Pa之間較為合適。一般根據(jù)燃用煤種的灰份和粒度設定一個爐膛差壓的上限和下限作為開始和終止循環(huán)物料排放的基準點。

此外，爐膛差壓還是監(jiān)視返料器是否正常工作的一個參數(shù)。在鍋爐運行中，如果物料循環(huán)停止，則爐膛差壓會快速降低，因此在運行中需要特別注意。料層差壓較高時，爐膛差壓也相應偏高。

循環(huán)流化床鍋爐在爐膛內布置了屏式再熱器，具備輻射式過熱器的某些特點。在煤粉爐中再熱器多布置成對流式，或以對流為主，有顯著的對流特性。再熱器蒸汽壓力低，其比熱較過熱器小，吸收同樣熱量時再熱汽溫的變化大。此外，由于再熱蒸汽是汽輪機高壓缸的排汽，低負荷時汽輪機排汽溫度低，使得再熱器需要吸收較多熱量才能汽溫達到額定值，所以再熱汽溫對工況變化較敏感，波動范圍大。

循環(huán)流化床鍋爐在負荷調整時應著重搞好兩平衡：物料平衡和熱量平衡。煤種發(fā)熱量發(fā)生變化時，床內熱平衡的改變會影響床溫也就會影響負荷，發(fā)熱量越高，理論燃燒溫度越高，若密相區(qū)燃燒份額不變的前提下，床溫就會越高，汽溫、汽壓會升高，負荷升高。

3.3煤的粒度發(fā)生變化時對負荷的影響

給煤粒度越大，則從床料中逸出的顆粒量減少，這樣鍋爐不能維持正常的返料，造成鍋爐負荷下降。

3.4煤的含水量對負荷的影響

當水份增加時，由于蒸汽所吸收的汽化潛熱增加，溫會下降，但水份可以同時促進揮發(fā)份析出和焦炭燃燒，扣除添加水份造成的排煙損失后，總的趨勢是：床溫下降，負荷下降。

4.結論

經過對熱工參數(shù)的調整，對鍋爐的燃燒效率以及熱效率都有較大的提高，鍋爐的運行穩(wěn)定性有了很大的提高。[科]

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