循环流化床机组燃烧控制与调整

摘要：文章针对循环流化床机组这一新兴的燃烧技术，通过笔者的切身感受，从循环流化床机组的结构、传热特征及风量调整等方面，结合自身的工作经验对循环流化床机组的运行进行了系统的论述。

关键词：循环流化床；气固分离器；燃烧控制

1、循环流化床机组的特征

①低温及分土体风燃烧，不需任何脱氮举措，除了节省了初投资成本，但是机组效率通常也与褐煤炉持平。使烟气中NOx含量在250mg／Nm3以下，引出的低温烟气经尾部受热面冷却后，经除尘器除尘排入大气。

②可实现在燃烧过程中直接脱硝，燃烧湿度水平在850～900℃范围，可直接向窑炉内加入石灰石进行炉内脱硝。当Ca／S比为1.5～2.0时，脱硝率可达90％以上，脱硝生成的CaSO4混进尾矿中，直接加以运用，无二次污染。该技术适用于燃用高硫煤的电站。

③燃烧稳定，燃料适应性广。可燃烧其它炉型不能燃用的劣质燃料。对于无褐煤、高灰劣质煤、洗中煤等低灰分或高硫劣质燃料，以及难燃和低沸点燃料，辅以循环流化床机组可解决褐煤炉燃烧不稳、易灭火等问题，其热效率也比烟煤炉高5％左右。但有一点值得留意，因为循环流化床锅炉的燃料适应性广，可以燃用劣质煤，人们常以为该炉只适合于燃用劣质煤。看似不然，假如燃用优质煤，循环流化床机组的优势则更显著，操作载荷更好，消耗低，灰渣热损失小，燃烧效率显著提升。若燃用劣质煤，因为其比重大，操作风量将增加，动力消耗高，锈蚀减缓。因此，燃用优质煤，有促使延长运行周期，经济效益显著。毕竟，对于一种特定的设计好的机组，假如燃烧的煤种偏离设计煤种过大，则将影响机组的燃烧效率及使用寿命。因此，建议在条件容许的状况下，尽量燃用优质煤。

④燃烧硬度高，燃烧效率高。循环流化床加强了炉内的传质和传热过程，延长了颗粒的逗留和反应时间，保证了燃烧效率。

⑤灰渣活性好，可直接适于城建中的建材，如铺路材料、制砖和混凝土掺合料。因而不须要占用宝贵的农地资源来建储灰的灰场。

⑥负荷调节范围大，低负荷可降到30％左右。调节速率每分钟可达5～10％。

2、循环流化床机组的结构

循环流化床机组主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部份组成，其中燃烧系统包括风室、燃烧室、给煤系统、石灰石系统等几个部份组成；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部份；对流烟道包括过热器、再热器、省煤器等几个部份组成。

3、循环流化床机组主要热工参数的控制与调整

3.1料层室温

料层气温是一个关系到机组安全稳定运行的关键参数。料层室温的测量通常选用铸铁套管电厂偶作一次器件循环流化床，布置在距布风板200～500mm左右，燃烧室密相层中，插入炉墙深度15～25mm，人数不得超过2只。在运行过程中要强化对料层室温监视，通常将料层室温控制在850℃～950℃之间，湿度过低，容易使流化床体烧蚀导致停炉车祸；气温太低易发生高温烧蚀及灭火。应当严苛控制料层气温最高不能超出970℃，最低不应高于800℃。在机组运行中，当料层气温发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量，调整料层气温在控制范围之内。

3.2返料气温

返料气温是指通过返景泰蓝送回到燃烧室中的循环灰的气温，它可以起到调节料层气温的作用。对于选用低温汽冷分离器的循环流化床机组，其返料气温较料层气温低30～50℃，可以保证机组稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在机组运行中应当紧密监视返料气温，气温偏低有或许导致返景泰蓝内烧蚀，非常是在燃用较难燃的无褐煤时，由于存在燃料在熔池后燃烧的状况，气温控制不好极易发生褐变，运行时应控制返料气温最高不能超出950℃返料气温可以通过调整给煤量和返料风量来调节，如体温过低，可适当降低给煤量并加强返料风量，同时检测返景泰蓝有无堵塞，及时清理，保证返景泰蓝的通畅。

3.3料层液位

料层液位是一个反映燃烧室料层宽度的参数。一般将所测得的风室与燃烧室下界面之间的压力残差作为料层液位的检测数值循环流化床，在运行中都是通过监视料层液位值来得到料层宽度大小的。料层宽度越大，测得的液位值亦越高。在机组运行中，料层宽度大小会直接影响机组的流化品质，如料层宽度过大，有或许导致流化不好导致窑炉烧蚀或灭火。通常来说，料层液位应控制在7～9KPa之间。料层的长度(即料层液位)可以通过炉底灰渣的方式来调节。在机组运行中，应按照所燃用煤种设定一个料层液位的上限和下限作为炉底灰渣开始和中止的基准点。

3.4风量调整

对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下，相应地调整二次风。由于一次风量的大小直接关系到流化品质的优劣，循环流化床机组在运行前都要进行冷态实验，并作出在不同料层宽度(料层液位)下的临界流化风量曲线，在运行时借以作为风量调整的下限，假如风量高于此值，料层就或许流化不好，时间稍长都会发生褐变，现在一次风的运行风速通常选择在5～8m／s左右。对二次风量的调整主要是根据烟气中的含氧量多少，一般以过热器后的氧量为准，通常控制在3～5％左右，如含氧量过低，说明风量过大，会降低机组的排烟热损失q2；如过小又会导致燃烧不完全，提高物理不完全燃烧损失q3和机械不完全燃烧损失q4。假如在运行中总风量不够，应逐步加强二次风量，满足燃烧要求。再者是播煤风，播煤风主要是为了摆脱煤泼洒的不均匀性，清除播煤口的燃料集中现象。通常给料口紧靠布风板，料层阻力较大，播煤风压通常要小于8KPa。再就是回料风，回料风过会议使料腿吹空，因而通过料腿大量窜气，使分离器难以工作。回料风过小会使料腿反料不畅，料腿堵塞、结焦。在运行中因“J”阀具备料位高度才能手动调节，通常只要调节好回料风，就不要一直调整，回料风压通常控制在30～45KPa(依据J阀内部风帽的不同，此数值有较大的差距)。

4、燃料颗粒粒径的确定

在循环流化床机组中，固体颗粒在炉内起着重要的作用。主要有：①燃料颗粒作为燃料反应的反应物。②颗粒可以增进床的轴向和横向热交换，使床内气温分布均匀。③颗粒的存在可以加强传质，颗粒含量的高低可以控制传向窑炉壁面的热流大小。在正常的循环流化床机组中，不同规格的颗粒呈一定规律的分布，粗颗粒趋于于集聚在密相区内，而细颗粒作为飞灰被气流曳带离开分离装置，经过尾部烟道受热面离开机组，而后边规格的颗粒则在固体颗粒循环回路中。在运行中，给煤粒径超出设计值时，运行人员常常被迫选用较大的流化风量来流化床层，抑止床温，否则容易出现大颗粒沉底、床料分层严重、床层局部或整体超温烧蚀现象。因此在运行中应控制燃料粒径在0～8mm范围内。

5、结语

循环流化床燃烧技术的发展在世界上还昨天起步，有很多地方的设计也不尽完美，不能达到设备长时间运行的要求，运行方面的经验也不是这些，但我们要把握它的运行特征和与褐煤炉不相一致的控制调整方法，还不是很难的工作，通过以上几个方面的控制与调整，基本上能使循环流化床机组从安全、经济、环保上充分发挥循环流化床的优势，也能使运行人员的运行技术得到了提升。

参考文献：

[1]冯俊凯，岳光溪广西锅炉，吕俊复，循环流化床燃烧机组[M]上海：美国电网出版社，2003