張永剛

摘要：通過(guò)實(shí)際操作證明，已經(jīng)進(jìn)行使用的大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐有著床溫過(guò)高的現(xiàn)象，這不僅使其更難以滿足環(huán)境指標(biāo)（例如二氧化硫和氮氧化物的排放量），而且還很容易造成安全隱患（例如爐膛床面結(jié)焦）。所以，本文在考慮了操作安全性和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上，研究了料層壓力，運(yùn)行中的氧量，一次風(fēng)量，二次風(fēng)量，氧量和Ca/S爐內(nèi)脫硫等方面的運(yùn)行參數(shù)與床溫之間的關(guān)系，并制定了運(yùn)行參數(shù)的適當(dāng)運(yùn)行范圍，以供運(yùn)行員參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;床溫;試驗(yàn)

引言

根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，床溫一方面會(huì)直接影響鍋爐的脫硫效果，另一方面還會(huì)影響鍋爐的安全性，經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。如果料層溫度變得較低，燃料將會(huì)不燃燒完全的燃燒的使用效率，并降低鍋爐的經(jīng)濟(jì)性;如果床層溫度變得較溫度更適合于達(dá)到相同的脫硫效率，并大大增加鈣硫摩爾比），并增加了積炭的危險(xiǎn)，溫度更適合于達(dá)到相同的脫硫效率，并大大增加鈣硫比），并增加了積炭的危險(xiǎn)，溫度更適合于達(dá)到相同的脫硫效率，并大大增加鈣硫摩爾比），并增加了積炭的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

現(xiàn)如今，火力發(fā)電廠對(duì)污染物的排放要求越來(lái)越嚴(yán)格，確保鍋爐床溫的適當(dāng)工作溫度對(duì)于設(shè)備的安全，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的操作至關(guān)重要。通過(guò)研究得到，料床溫度較高或很高的循環(huán)流化床鍋爐存在的百分比并不小。如果料床溫度過(guò)高，設(shè)備的承載能力將會(huì)降低，這將影響鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。與同類鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐的脫硫效率要低得多，原始氮氧化物的釋放量要多出約30%。料層厚度，運(yùn)行中的氧量，一次風(fēng)量，二次風(fēng)量，總風(fēng)量和Ca/S爐內(nèi)脫硫等方面的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐床溫的影響。

1降床溫試驗(yàn)研究

在正常狀況下，影響床溫的因素主要包括料層壓力，運(yùn)行中的氧量，一次風(fēng)量，二次風(fēng)量，總風(fēng)量和Ca/S爐內(nèi)脫硫等。煤的類型和顆粒度也對(duì)床溫度有一定的影響。實(shí)際操作來(lái)看，煤的成分（特別是灰分）對(duì)床的溫度影響最大。然而，由于燃料成本，大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐難以更換燃料類型。所以，從燃燒控制的角度出發(fā)，本文著重于從降低床層溫度的實(shí)驗(yàn)研究。主要的調(diào)節(jié)項(xiàng)目有：床層壓力，運(yùn)行中的氧量，一次風(fēng)量，二次風(fēng)量，總風(fēng)量和Ca/S爐內(nèi)脫硫等。

1.1床層壓力對(duì)鍋爐運(yùn)行床溫的影響

在運(yùn)行中實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合理增加床層壓力將有助于降低料床溫度。這是由于爐子中固體物質(zhì)總量的增加，以及煙道氣（含灰分）到爐子加熱表面對(duì)水冷壁的熱傳遞系數(shù)的增加，這增加了水冷壁吸收熱量的能力并降低了床溫。然而，床層壓力的增加對(duì)于鍋爐的運(yùn)行既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是增加了煤顆粒在爐中的停留時(shí)間，這對(duì)燃料的完全燃燒有積極作用，減少了由于不完全固體燃燒引起的熱量的流失，增加了鍋爐的燃燒效率;缺點(diǎn)是一次風(fēng)壓增加，增加了風(fēng)機(jī)的功耗。最后，二次風(fēng)率的背壓增加，這導(dǎo)致二次空氣的滲透性降低，容易導(dǎo)致?tīng)t子中心的氧氣缺乏，并且增加了燃燒完全燃料的難度。

1.2運(yùn)行氧量對(duì)鍋爐運(yùn)行床溫的影響

工作氧氣的量（空氣系數(shù)過(guò)高）對(duì)料床溫度（特別是低床溫）有重要影響。如果氧含量太低，則無(wú)氧的密相區(qū)域會(huì)較低的燃燒，燃燒速率低，很難導(dǎo)致燃盡，易于導(dǎo)致床溫降低;如果氧氣含量過(guò)高，過(guò)多的空氣會(huì)冷卻床溫，并導(dǎo)致下部床的溫度降低。而且，空氣量的增加導(dǎo)致循環(huán)物質(zhì)的量增加，循環(huán)材料從爐底提取大量熱量，這也降低了操作爐底的溫度，并會(huì)影響爐底渣的燃燒。

1.3一次風(fēng)量對(duì)鍋爐運(yùn)行床溫的影響

在循環(huán)流化床鍋爐中，一次風(fēng)量應(yīng)保持床料的自然流化，并確保在密相區(qū)域中燃燒所需的氧氣量，但是，為了確保鍋爐運(yùn)行的安全性，一次風(fēng)量的設(shè)定范圍受到限制。分析假設(shè)隨著初始空氣量的增加，由于密相區(qū)域燃燒率的提升，料層溫度不會(huì)明顯降低，如果空氣量繼續(xù)增加，則一次風(fēng)量的增加會(huì)在冷卻床料中起作用，并且料層的溫度將會(huì)持續(xù)降低。另外，在致密級(jí)區(qū)域中，一次風(fēng)量的增加和密相區(qū)的增加不利于水冷壁的傳熱，因此，從運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效率的角度出發(fā)，必須充分考慮一次風(fēng)量的合理運(yùn)行范圍。

1.4二次風(fēng)量對(duì)鍋爐運(yùn)行床溫的影響

循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)量為燃料所需化學(xué)計(jì)量值的40%至50%，并且該范圍是低氧范圍。二次風(fēng)量用作助燃空氣，以確保燃燒部分的適當(dāng)分布，并實(shí)現(xiàn)在密相區(qū)域上的爐床溫度的均勻分布，另外，二次風(fēng)量具有梯度燃燒的功能，伴隨燃燒的發(fā)生，會(huì)分層補(bǔ)充燃燒空氣，以確保燃燒區(qū)域中所需要的氧氣量。

1.5總風(fēng)量對(duì)鍋爐運(yùn)行床溫的影響

在正常狀態(tài)下，增加風(fēng)量有利于爐子的燃燒，然而過(guò)度增加風(fēng)量，可能不利于提高鍋爐的整體使用效率。隨著空氣量的增加，氧氣濃度也在增加，這加快了氧氣的傳播效率和固體氣體間的反應(yīng)速度。其特點(diǎn)是燃燒程度增加，粉煤灰的碳含量降低，一氧化碳的排放量變低。如果風(fēng)量太大，導(dǎo)致燃料燃燒中的過(guò)量氧氣的積極作用小于增加最終廢氣排放的熱量損失的不利影響，從而降低了鍋爐的熱效率。

總風(fēng)量，特別是一次風(fēng)量，對(duì)爐溫，尤其是密相區(qū)域中的床溫具有顯著的影響。如果風(fēng)量太小，則具有密相而無(wú)氧氣的區(qū)域會(huì)難以適度燃燒，燃燒率會(huì)變低，不會(huì)導(dǎo)致燃盡;反之，如果風(fēng)量太大，則過(guò)量的風(fēng)量會(huì)使床冷卻并降低致密級(jí)區(qū)域中的床溫。并且，空氣量的增加會(huì)導(dǎo)致物料循環(huán)的增加，包括內(nèi)部和外部的循環(huán)，循環(huán)材料從密相區(qū)提取大量的熱量，這也降低了密相底部區(qū)域的溫度，并影響底部爐渣的燃燒程度。

1.6爐內(nèi)脫硫Ca/S對(duì)床溫的影響

循環(huán)流化床鍋爐的脫硫過(guò)程包含有需要吸收熱量的石灰石的燃燒反應(yīng)，然而，氧化鈣和二氧化硫的反應(yīng)是會(huì)產(chǎn)的熱量的，因此不同的Ca/S對(duì)床溫也會(huì)有一定影響。

2結(jié)束語(yǔ)

如果其它數(shù)據(jù)基本保持不變，則床層壓力，運(yùn)行中的氧量，一次風(fēng)量，二次風(fēng)量，總風(fēng)量和Ca/S爐內(nèi)硫的去除都會(huì)有著很大的可能影響循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行床溫。研究結(jié)果說(shuō)明，根據(jù)床層壓力壓，運(yùn)行氧氣量，一次風(fēng)量和Ca/S爐內(nèi)硫的去除量的增多，床溫在逐漸降低。其中，運(yùn)行中的氧量和一次風(fēng)量對(duì)料床溫度有很大的影響。

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（作者單位：呼倫貝爾安泰熱電有限責(zé)任公司滿洲里熱電廠）