循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制與調(diào)整

胡開(kāi)兵

(新疆美克化工股份有限公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

1 循環(huán)流化床鍋爐總體結(jié)構(gòu)

循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、尾部煙道3部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、給煤系統(tǒng)等幾部分；氣固分離循環(huán)系統(tǒng)包括物料分離裝置和返料裝置兩部分；對(duì)流煙道包括過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。

2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱特性

循環(huán)流化床鍋爐屬低溫燃燒。燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)一般設(shè)有一次風(fēng)和二次風(fēng)，一次風(fēng)由布風(fēng)板均勻布風(fēng)后經(jīng)過(guò)風(fēng)帽送入燃燒室，主要保證料層流化和供氧；二次風(fēng)沿燃燒室高度分級(jí)多點(diǎn)送入，主要是增加燃燒室的氧量保證燃料燃燼；調(diào)節(jié)一次風(fēng)量和給煤量控制燃燒溫度在(900±50)℃之間，調(diào)節(jié)一次風(fēng)量和給煤量，循環(huán)灰量，可以控制鍋爐負(fù)荷在40%～110%之間。部分固體顆料在高速氣流的作用下進(jìn)入物料分離裝置，進(jìn)入分離裝置的煙氣經(jīng)過(guò)固氣分離，被分離下來(lái)的顆料沿分離裝置下部的返料裝置送回到燃燒室繼續(xù)燃燒，經(jīng)過(guò)分離的煙氣通過(guò)對(duì)流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，離開(kāi)鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳熱方式，還有對(duì)流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，確保鍋爐達(dá)到額定出力。

3 循環(huán)流化床鍋爐主要熱工參數(shù)的控制與調(diào)整

3.1 料層溫度

料層溫度是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的溫度。它是關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。料層溫度的測(cè)定一般采用不銹鋼套管熱電偶作一次元件，布置在距布風(fēng)板200～500mm左右燃燒室密相層中，插入爐墻深度15～25mm，數(shù)量不得少于4只。在運(yùn)行過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)料層溫度監(jiān)視，一般將料層溫度控制在(900±50)℃之間，溫度過(guò)高，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，容易使床層結(jié)焦造成停爐；溫度過(guò)低，造成燃燒不完全，甚至?xí)l(fā)生滅火。必須嚴(yán)格控制料層溫度最高不能超過(guò)970℃，最低不應(yīng)低于800℃。在鍋爐運(yùn)行中，當(dāng)料層溫度發(fā)生變化時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量及送回燃燒室的返料量，調(diào)整料層溫度在控制范圍之內(nèi)。如料層溫度超過(guò)970℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少給煤量，相應(yīng)增加一次風(fēng)量并減少返料量，使料層溫度降低；如料層溫度低于800℃時(shí)，應(yīng)首先檢查是否有斷煤現(xiàn)象，并適當(dāng)增加給煤量，減少一次風(fēng)量，加大返料量，使料層溫度升高。一旦料層溫度低于700℃，應(yīng)做壓火處理，需待查明溫度降低原因并排除后再啟動(dòng)。

3.2 返料溫度

返料溫度是指通過(guò)返料器送回到燃燒室中的循環(huán)灰的溫度，它可以起到調(diào)節(jié)料層溫度的作用。對(duì)于采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，其返料溫度較高，一般控制返料溫度高出料層溫度20～30℃，可以保證鍋爐穩(wěn)定燃燒，同時(shí)起到調(diào)整燃燒的作用。在鍋爐運(yùn)行中必須密切監(jiān)視返料溫度，溫度過(guò)高有可能造成返料器內(nèi)結(jié)焦，運(yùn)行時(shí)應(yīng)控制返料溫度最高不能超過(guò)1050℃。返料溫度可以通過(guò)調(diào)整給煤量和返料風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)，如溫度過(guò)高，可適當(dāng)減少給煤量并加大返料風(fēng)量，同時(shí)檢查返料器有無(wú)堵塞，及時(shí)加大返料風(fēng)量吹掃清除，保證返料器的通暢。

3.3 料層差壓

料層差壓是一個(gè)反映燃燒室料層厚度的參數(shù)。一般是指風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值，在運(yùn)行中都是通過(guò)監(jiān)視料層差壓值來(lái)得到料層厚度大小的。料層厚度越大，測(cè)得的差壓值亦越高。在鍋爐運(yùn)行中，料層厚度大小會(huì)直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，如料層厚度過(guò)大，有可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。一般來(lái)說(shuō)，料層差壓應(yīng)控制在7～9kPa之間。料層的厚度(即料層差壓)可以通過(guò)爐底放渣管排放底料的方法來(lái)調(diào)節(jié)。料層差壓高時(shí)，可增加一次風(fēng)量，使排渣更容易，使床壓降至正常值；料層差壓過(guò)高時(shí)，注意床層是否結(jié)焦，減少給料，加強(qiáng)排渣；料層差壓低時(shí)，減少排渣量。

3.4 爐膛差壓

爐膛差壓是一個(gè)反映爐膛內(nèi)固體物料濃度的參數(shù)。通常將所測(cè)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(cè)數(shù)值。爐膛差壓值越大，說(shuō)明爐膛內(nèi)的物料濃度越高，爐膛的傳熱系數(shù)越大，則鍋爐負(fù)荷可以帶得越高，因此在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)所帶負(fù)荷的要求，來(lái)調(diào)節(jié)爐膛差壓。而爐膛差壓則通過(guò)鍋爐分離裝置下的放灰管排放的循環(huán)灰量的多少來(lái)控制，一般爐膛差壓控制在500～2000Pa之間。此外，爐膛差壓還是監(jiān)視返料器是否正常工作的一個(gè)參數(shù)。在鍋爐運(yùn)行中，如果物料循環(huán)停止，則爐膛差壓會(huì)突然降低，因此在運(yùn)行中需要特別注意。

4 其他需要注意的問(wèn)題

4.1 返料量

控制返料量是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行操作時(shí)不同于常規(guī)鍋爐之處，根據(jù)前面提到的循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱的特性，返料量對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒起著舉足輕重的作用，因?yàn)樵跔t膛里，返料灰實(shí)質(zhì)上是一種熱載體，它將燃燒室里的熱量帶到爐膛上部，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，并通過(guò)多種傳熱方式與水冷壁進(jìn)行換熱，因此有較高的傳熱系數(shù)(其傳熱效率約為煤粉爐的4～6倍)，通過(guò)調(diào)整返料量可以控制料層溫度和爐膛差壓并進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。另一方面，返料量的多少與鍋爐分離裝置的分離效率有著直接的關(guān)系，也就是說(shuō)，分離器的分離效率越高，分離出的煙氣中的灰量就越大，從而鍋爐對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)富裕量就越大，操作運(yùn)行相對(duì)就容易一些。

4.2 風(fēng)量的調(diào)整

一、二次風(fēng)的調(diào)整原則是：一二次風(fēng)風(fēng)量各占總風(fēng)量的50%，一次風(fēng)調(diào)整床料流化、床溫和床壓。二次風(fēng)控制總風(fēng)量，在一次風(fēng)滿(mǎn)足流化、床溫和料層差壓的前提下，在總風(fēng)量不足時(shí)，可逐漸開(kāi)啟二次風(fēng)門(mén)，隨負(fù)荷的增加，二次風(fēng)量逐漸增加。一次風(fēng)量的大小直接關(guān)系到流化質(zhì)量的好壞，循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行前都要進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)，并測(cè)出在不同料層厚度(料層差壓)下的臨界流化風(fēng)量，在運(yùn)行時(shí)以此作為風(fēng)量調(diào)整的下限，如果風(fēng)量低于此值，料層就可能流化不好，時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生結(jié)焦。對(duì)二次風(fēng)量的調(diào)整主要是依據(jù)煙氣中的含氧量多少，通常以過(guò)熱器后的氧量為準(zhǔn)，一般控制在3%～5%左右，如含氧量過(guò)高，說(shuō)明風(fēng)量過(guò)大，會(huì)增加鍋爐的排煙熱損失；如過(guò)小又會(huì)引起燃燒不完全。

以上參數(shù)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。在運(yùn)行中還要結(jié)合所燃用煤質(zhì)及當(dāng)時(shí)負(fù)荷的情況，嚴(yán)格監(jiān)控料層差壓、溫度、爐膛差壓和返料溫度，通過(guò)不斷調(diào)整給煤量、風(fēng)量及返料量，使鍋爐達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。