陶天峰(安徽華誼化工有限公司 安徽合肥238312)

0 前言

進(jìn)入流化床鍋爐爐膛的風(fēng)主要分為一次風(fēng)、二次風(fēng)、播煤風(fēng)、密封風(fēng)、輸煤風(fēng)和返料風(fēng)，流化床鍋爐運(yùn)行中后4項(xiàng)風(fēng)的流量基本是固定的，且后4項(xiàng)風(fēng)之和占總量的5%～7%，一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量占總風(fēng)量的93%以上，因此,對(duì)一次風(fēng)和二次風(fēng)的調(diào)整進(jìn)行分析研究很有必要。

1 一次風(fēng)調(diào)整的因素

一次風(fēng)在流化床鍋爐運(yùn)行中主要作用是保證床料處于良好的流化狀態(tài)，同時(shí)為燃料燃燒提供部分氧氣。一次風(fēng)從爐膛的底部經(jīng)布風(fēng)板進(jìn)入爐膛密相區(qū)，與二次風(fēng)分段進(jìn)入爐膛是為了在密相區(qū)內(nèi)造成缺氧燃燒形成還原性氣氛，降低熱力型NOx的生成量，可控制燃料型NOx的生成量，同時(shí)決定著密相區(qū)的燃燒份額。正常操作過(guò)程中，一次風(fēng)風(fēng)量不能低于運(yùn)行中所需的最低流化風(fēng)量。最低流化風(fēng)量在冷態(tài)啟爐試驗(yàn)時(shí)確定。在實(shí)際操作中，流化風(fēng)量應(yīng)在最低流化風(fēng)量的基礎(chǔ)上留一定的調(diào)整余量。實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，一次風(fēng)的調(diào)整主要與煤的顆粒度及分布、床層溫度、料層壓差與風(fēng)室靜壓、爐膛壓差等因素有關(guān)。

1.1 煤的顆粒度

在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，給煤對(duì)燃燒和脫硫效率都受粒度及分布的影響，較合理煤粒度應(yīng)控制在0～10 mm，煤粒分布影響著鍋爐的負(fù)荷穩(wěn)定并影響著一次風(fēng)流化調(diào)整。當(dāng)一次風(fēng)運(yùn)行量一定時(shí)，煤粒分布較細(xì)，更多的細(xì)小煤顆粒被吹入稀相區(qū)，使密相區(qū)的相對(duì)燃燒量減少，循環(huán)倍率增加，床層溫度降低，稀相區(qū)的燃燒份額增加。反之，煤粒較粗，吹入稀相區(qū)的煤粒相對(duì)減少，使密相區(qū)的燃燒份額增加，稀相區(qū)的燃燒份額降低，床層的溫度升高，循環(huán)量降低。在正常的操作中，可分析進(jìn)煤粒徑及分布或觀察出渣的粒度來(lái)調(diào)整一次風(fēng)風(fēng)量。粒度分布偏粗，適當(dāng)增加一次風(fēng)量，避免出現(xiàn)密相區(qū)床層溫度高于設(shè)計(jì)負(fù)荷溫度而造成結(jié)焦；粒度及分布偏細(xì)，則反之，避免溫度過(guò)低熄滅。

1.2 床層溫度

不同的負(fù)荷對(duì)應(yīng)的床層密相區(qū)溫度不同，對(duì)一次風(fēng)風(fēng)量的要求也不一樣。密相區(qū)溫度大多控制在800～1 000 ℃范圍內(nèi)，溫度太高，不利于燃燒脫硫。若溫度超過(guò)灰的變形溫度，則易產(chǎn)生高溫結(jié)焦現(xiàn)象；溫度過(guò)低，對(duì)煤粒著火和燃燒不利。采用石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的鍋爐，床層溫度最好控制在830～930 ℃范圍內(nèi)，選用這一床層溫度是常用石灰石脫硫劑的最佳反應(yīng)溫度，同時(shí)，溫度低于800 ℃，N2O明顯增加，溫度超過(guò)900 ℃ ，NxO明顯增加；結(jié)合脫硫最佳溫度，選擇將鍋爐爐膛控制在850～900 ℃。密相區(qū)溫度高于900 ℃時(shí)，稀相區(qū)溫度和主蒸汽溫度降低，可增加一次風(fēng)風(fēng)量，增大稀相區(qū)的燃燒份額。若密相區(qū)溫度低于820 ℃，稀相區(qū)溫度和主蒸汽溫度升高，則反之。

1.3 料層差壓與風(fēng)室靜壓

對(duì)于流化床，料層差壓控制一般要求在7 000～9 000 Pa，對(duì)應(yīng)的風(fēng)室靜壓一般在7 500～9 000 Pa。料層差壓和風(fēng)室靜壓可以通過(guò)調(diào)節(jié)爐底冷渣機(jī)排渣量和一次風(fēng)風(fēng)量共同調(diào)整的方法調(diào)節(jié)。根據(jù)不同運(yùn)行負(fù)荷對(duì)應(yīng)的流化風(fēng)量設(shè)定的料層差壓上限和下限分別作為排放底料的依據(jù)。一般在負(fù)荷低的情況下，盡可能降低一次風(fēng)風(fēng)量，增加放渣量，降低料層壓差和略降低風(fēng)室靜壓來(lái)維持低負(fù)荷的穩(wěn)定，防止密相區(qū)溫度過(guò)低和床層吹破導(dǎo)致系統(tǒng)的波動(dòng)。負(fù)荷高時(shí)，增加一次風(fēng)風(fēng)量和減少放渣量，適當(dāng)增大床層差壓和略提高風(fēng)室靜壓，即增加密相區(qū)的熱容量，為高負(fù)荷燃料煤提供穩(wěn)定的燃點(diǎn)，穩(wěn)定系統(tǒng)的溫度。

1.4 爐膛差壓

爐膛差壓控制是建立在爐膛頂部負(fù)壓穩(wěn)定基礎(chǔ)上，作為返料量的量化參考。爐膛差壓一般控制在500～1 500 Pa。調(diào)整依據(jù)主要是煤粒度的分布情況，如煤粒分布偏細(xì)，進(jìn)入稀相區(qū)的細(xì)粒相對(duì)增加，需降低一次流化風(fēng)量，增加密相區(qū)燃燒份額，減少稀相區(qū)燃燒份額。相對(duì)于設(shè)計(jì)燃料煤粒度及分布偏細(xì)，爐膛差壓控制在正?？刂品秶母邤?shù)值區(qū)，一般在900～1 300 Pa。反之，則增加一次風(fēng)風(fēng)量，維持爐膛差壓在700～1 100 Pa。

2 二次風(fēng)調(diào)整的因素

二次風(fēng)風(fēng)口的位置很重要，設(shè)在密相區(qū)上部灰濃度較大之處，可將較多的炭粒和物料吹入爐膛上部的稀相區(qū)，增大稀相區(qū)的燃燒份額，既補(bǔ)充燃燒所需要的氧氣，又起到擾動(dòng)作用。調(diào)整二次風(fēng)風(fēng)量主要依據(jù)是煙氣中含氧量和返料器溫度。

2.1 煙氣含氧量

通常以過(guò)熱器后煙氣中含氧量為準(zhǔn)，一般控制在3%～5%(體積分?jǐn)?shù))。如果含氧量過(guò)高，說(shuō)明二次風(fēng)風(fēng)量過(guò)大，會(huì)增加鍋爐的排煙熱損失；反之，如果含氧量過(guò)小則二次風(fēng)風(fēng)量過(guò)小，又會(huì)引起燃燒不充分，增加化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒損失。

2.2 返料器溫度

采用水冷套式高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，一般要求返料溫度低于床層溫度40～70 ℃，保證鍋爐燃燒溫度。二次風(fēng)風(fēng)量小，密相區(qū)燃燒不充分，使未燃盡的炭顆粒進(jìn)入返料系統(tǒng)中，出現(xiàn)二次燃燒，導(dǎo)致返料器溫度升高，易出現(xiàn)返料器結(jié)焦。返料溫度升高，密相區(qū)產(chǎn)生的熱量不能被循環(huán)物料有效帶出，導(dǎo)致床層溫度過(guò)高，易出現(xiàn)結(jié)焦，同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)難以增加負(fù)荷情況。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，一次風(fēng)與二次風(fēng)在調(diào)整時(shí)是相互關(guān)連的，只是分不同位置進(jìn)入流化床燃燒室，起的不同作用而已。當(dāng)進(jìn)入流化床燃燒室燃料煤顆粒及分布偏細(xì)時(shí)，需減小一次風(fēng)風(fēng)量，床層溫度會(huì)升高，料層壓差降低和風(fēng)室靜壓略低，爐膛壓差降低，系統(tǒng)總風(fēng)量減少，返料系統(tǒng)溫度升高，尾氣含氧量降低，二次風(fēng)風(fēng)量需增大；當(dāng)進(jìn)入流化床燃燒室煤顆粒及分布偏粗時(shí)，需增大一次風(fēng)風(fēng)量，床層溫度會(huì)降低，料層壓差需增加和風(fēng)室靜壓需略提高，爐膛壓差增加，系統(tǒng)總風(fēng)量增加，返料系統(tǒng)溫度降低，尾氣含氧量升高，二次風(fēng)風(fēng)量需降低。深入理解一次風(fēng)和二次風(fēng)的作用及對(duì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的影響，既可穩(wěn)定系統(tǒng)操作，又可對(duì)外來(lái)因素產(chǎn)生影響，起到及時(shí)排查、調(diào)節(jié)和控制的作用。