張榮榮

摘 要：隨著社會經濟的高速發(fā)展，循環(huán)流化床鍋爐設備的性能得到了很大的提升，很多新型的控制系統(tǒng)開始研發(fā)并得到廣泛的應用。為了促進循環(huán)流化床鍋爐更好的應用，本文分析循環(huán)流化床設計工藝。

關鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐;工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.038

循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)是一類新型的鍋爐控制系統(tǒng)，在實際的應用中發(fā)揮重要作用。在生產環(huán)節(jié)中，為了可以提升循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的性能，應該完善控制系統(tǒng)的分析，提升循環(huán)流化床鍋爐設計方案。

1 循環(huán)流化床鍋爐控制

循環(huán)流化床鍋爐控制分成汽水控制和燃燒控制。汽水控制主要指的是結合鍋爐供水量對蒸汽負荷進行控制，確保蒸汽溫度保持在合理的溫度下，使汽機和鍋爐都能發(fā)揮較好的作用。循環(huán)流化床鍋爐與普通的鍋爐相比，其汽水系統(tǒng)差異不大。在汽水系統(tǒng)控制中，主要是采用自動化的方式。鍋爐的燃燒控制也基本上采用自動化控制，在實際的操作中，可以結合人工操作。在燃燒控制中，主要是對主汽壓控制和床溫的控制。

2 循環(huán)流化床鍋爐設計工藝的意義

現(xiàn)在，循環(huán)流化床在國內使用非常多，但是在實際的運行中還是存在一定的問題。在循環(huán)流化床設計中，設計人員的設計原則存在偏差，設計方法不夠科學，導致鍋爐整體性能存在局限性。鍋爐的設計不能達到規(guī)定的蒸汽流率，不能長時間滿足高負荷的運行。燃燒室的溫度非常高，在密相區(qū)的溫度更高。床溫過高導致給煤率受到很大的限制，不能達到設計效果。在循環(huán)流化床鍋爐使用的環(huán)節(jié)中，鍋爐的燃燒率有待于進一步提升，在飛灰中含有大量可以繼續(xù)燃燒的物質，產生大量的損耗。尾部受熱面出現(xiàn)嚴重的磨損問題，分離器的分離效率有待于進一步提升，很多顆粒在尾部煙道中堵塞，產生嚴重的磨損。

循環(huán)流化床鍋爐的設計人員在設計燃燒室的高度中都是憑借自身的經驗，導致一些鍋爐燃燒室的高度不斷提升。不同的燃料采用相同的循環(huán)流化床鍋爐，不能充分燃燒燃料。有些鍋爐不能正常的運行，導致尾部產生嚴重的磨損。

3 循環(huán)流化床內氣固兩相流動

3.1 循環(huán)床氣固兩相流動

在循環(huán)床內，顆粒會聚集在一起，這些粒子團聚在一起，導致顆粒的體積和重量增大，產生非常大的自由沉降終端速度，在一定的氣流速度下，粒子會順著鍋爐墻向下運動。在粒子流動的環(huán)節(jié)中，氣體和固體之間會產生非常大的相對速度，粒子會在鍋爐壁上沉積。在粒子團不斷的聚集、下沉和上升的環(huán)節(jié)中，會形成內循環(huán)，導致鍋爐內發(fā)生熱量的交換。粒子團會沿著鍋爐壁下沉，鍋爐內的內循環(huán)非常劇烈，導致鍋爐的傳熱效果非常好，鍋爐內的熱量分布也非常均勻。在850攝氏度的鍋爐溫度下，燃料和脫硫劑在短時間內會被加熱到850攝氏度，燃燒效率非常高，而且在石灰石的作用下會產生脫硫反應，在合適的反應溫度下實現(xiàn)燃料的二次循環(huán)。在循環(huán)床內的任何位置，都可以實現(xiàn)良好的傳熱效果。在循環(huán)過程中固體顆粒是向下運動的，但是顆粒的粒徑比較大，可以降低顆粒的流動速度，防止爐壁發(fā)生嚴重的磨損情況。

在循環(huán)流化床鍋爐懸浮段運行環(huán)節(jié)中，固體顆粒的流動不會呈現(xiàn)出快速流態(tài)化，此時的顆粒具有一定的濃度，并且會出現(xiàn)成團的現(xiàn)象。循環(huán)流化床懸浮段中的燃料的分布不均勻，應該在采用熱態(tài)測試的基礎上，確保燃料的均勻分布。

3.2 物料平衡理論及其應用

固體骨料在循環(huán)系統(tǒng)中呈現(xiàn)出對傳熱的流動特征，這對燃料的燃燒和脫硫過程都會產生一定的干擾，對整個鍋爐的使用也會產生影響。采用物料平衡理論可以對固體燃料在燃燒系統(tǒng)內的分布規(guī)律進行合理的分析，在循環(huán)流化床的鍋爐的設計中起到很好的效果。物料平衡理論主要是指燃料、焦炭等在回料裝置等可以保持平衡，物料平衡建立的效果直接會影響到循環(huán)流化床鍋爐的運行效果。

3.2.1 循環(huán)量的確定

在循環(huán)流化床設計環(huán)節(jié)中，要確保一臺鍋爐可以正常的運行，在設計中應該確保熱量分配的平衡。循環(huán)流化床中物料的濃度與受熱面?zhèn)鲗禂?shù)具有直接的關系，所以，要確保鍋爐內具有充足的物料循環(huán)。在循環(huán)流化床物料循環(huán)中，結合不同燃料的特性，確定循環(huán)量。在具體的設計環(huán)節(jié)中，如果循環(huán)量低于設計的循環(huán)量，就會導致鍋爐內的燃料過分燃燒，熱量被受熱面過度吸收。如果燃料的濃度過低，就會導致鍋爐出力不足。

3.2.2 分離器效率的要求

循環(huán)流化床鍋爐在運行環(huán)節(jié)中，要確保充足的循環(huán)量，所以要合理的設計分離器。在分離器設計中，要提升分離效率。一定速度下，在確定的粒度分布中，應該確保某個粒徑的分離效率非常高，粒徑的范圍是循環(huán)灰中的主體，其在鍋爐的物料中成分非常多。如果分離器的分離效率對任意粒徑的顆粒都不能達到100%，那么在循環(huán)流化床鍋爐使用的環(huán)節(jié)中，分離器就不能實現(xiàn)物料的循環(huán)，鍋爐的運行效果就不能得到保障。

3.2.3 床壓降的要求

床壓降對鍋爐內物料量是整體反映，在一定的物料下，物料的力度也與循環(huán)量的大小具有密切的關系。循環(huán)流化床鍋爐的正常運行離不開床壓降，如果床壓降過低，說明循環(huán)量需要提升。循環(huán)量的過低直接會導致吸熱量過小，不能保障鍋爐的正常運轉。如果床壓降過大，就會導致機械的能耗過大，降低了鍋爐運行的經濟性。過大的循環(huán)量會產生鍋爐磨損，降低鍋爐的使用年限。所以，合理的選擇床壓降非常重要，床壓降一般控制在8000-1000Pa。

4 結語

循環(huán)流化床燃燒是一類清潔類燃燒，已經引起了人們的廣泛關注。當前，循環(huán)流化床鍋爐的設計還不夠完善，設計原則和設計理論有待于進一步完善。工作人員應該完善循環(huán)流化床的設計理念，使其更好的服務于生產。

參考文獻：

[1]許霖杰，程樂鳴，鄒陽軍，王勤輝，施正倫，方夢祥.1000MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐環(huán)形爐膛氣固流動特性數(shù)值模擬[J].中國電機工程學報，2015，35（10）：2480-2486.

[2]周星龍，程樂鳴，夏云飛，王勤輝，岑可法，謝建文，周棋，聶立.600MW循環(huán)流化床鍋爐水冷壁和中隔墻傳熱特性[J].中國電機工程學報，2014，34（02）：225-230.

[3]牛培峰，丁希生，張君.火電廠循環(huán)流化床鍋爐控制技術的研究進展與發(fā)展趨勢[J].儀器儀表學報，2017（12）：2295-2304.