循環(huán)流化床淺析

康彥峰

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)具有較高的環(huán)保特性和較強(qiáng)的煤種適應(yīng)性，尤其在燃燒劣質(zhì)煤方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，因而得到迅速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：環(huán)保特性；自主開(kāi)發(fā)；商業(yè)化

1 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)

由于其獨(dú)特的流體動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)， 使循環(huán)流化床鍋爐具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1.1 燃料適應(yīng)性廣

在循環(huán)流化床鍋爐中， 新加入的燃料只占床料約3% 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 這些新加入的燃料與熾熱的床料混合并被迅速加熱到燃燒所需的溫度， 而床溫本身卻沒(méi)有明顯的降低。因此， 循環(huán)流化床鍋爐可以燃燒各種劣質(zhì)燃料， 如高灰煤、高水分煤、低揮發(fā)分煤等。212 燃燒效率高由于加入到循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃料顆粒大小不同（0mm～13mm） ， 對(duì)于較細(xì)小的顆粒， 在隨煙氣向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中可以充分燃燒， 而對(duì)于較大的顆粒，通過(guò)在流化床上燃燒、碰撞而成為粒度較小的顆粒， 這時(shí)它才能隨煙氣流動(dòng)， 如未及充分燃燒就逸出， 固體分離裝置會(huì)從煙氣中將其分離出來(lái)并送回燃燒室進(jìn)行循環(huán)燃燒， 所以循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率高達(dá)90%以上。

1.2 燃料預(yù)處理及給煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單

由于循環(huán)流化床鍋爐可以燃用高水分的煤， 且給料粒度一般小于13mm ， 所以與煤粉鍋爐相比， 燃料的預(yù)處理及給煤系統(tǒng)得到了簡(jiǎn)化。

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

2.1 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。它是一個(gè)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2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850℃-950℃之間，溫度過(guò)高，容易使流化床體結(jié)焦造成停爐 事 故；溫度太低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火。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。一但料層溫度低于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)。

2.2 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，特別是在燃用較難燃的無(wú)煙煤時(shí)，因?yàn)榇嬖谌剂虾笕嫉那闆r，溫度控制不好極易發(fā)生結(jié)焦，運(yùn)行時(shí)應(yīng)控制返料溫度最高不能超過(guò)1000℃。 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)清除，保證返料器的通暢。

2.3 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)。通常將所測(cè)得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓 力差值作為料層差壓的監(jiān)測(cè)數(shù)值，在運(yùn)行都是通過(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7000-9000Pa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)。用戶在使用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)所燃用煤種設(shè)定一個(gè)料層差壓的上限和下限作為排放底料開(kāi) 始和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。

2.4 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。用戶 根據(jù)燃用煤種的灰份和粒度設(shè)定一個(gè)爐膛 差壓的上限和下限作為開(kāi)始和終止循環(huán)物料排放的基準(zhǔn)點(diǎn)。

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。

2.5 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。

2.6 風(fēng)量的調(diào)整

在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，許多用戶往往只靠風(fēng)門(mén)開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，但對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐 來(lái)說(shuō)，其對(duì)風(fēng)量的控制就要求比較準(zhǔn)確。

對(duì)風(fēng)量的調(diào)整原則是在一次風(fēng)量滿足流化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整二次風(fēng)。因?yàn)橐?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 作出在不同料層厚度（料層差壓）下的臨界流化風(fēng)量曲線，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q2；如過(guò)小又會(huì)引起燃燒不完全，增加化學(xué)不完全燃燒損失q3和機(jī)械不完全燃燒損失q4。如果在運(yùn)行中總風(fēng)量不夠，應(yīng)逐漸加大鼓引風(fēng)量，滿足燃燒要求，并不斷調(diào)節(jié)一二次風(fēng)量，使鍋爐達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo) 。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要是對(duì)流化床的概況進(jìn)行介紹，也在使讀者對(duì)循環(huán)流化床鍋爐有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，以便今后涉及到相關(guān)知識(shí)能夠有清醒的認(rèn)識(shí)。

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