循環(huán)硫化床鍋爐燃燒調(diào)整

陳增奎

【摘 要】循環(huán)硫化床鍋爐是指利用循環(huán)硫化床技術(shù)為燃燒方式，來帶動鍋爐運(yùn)行工作的一種鍋爐設(shè)備。循環(huán)硫化床鍋爐的發(fā)展時(shí)間比較短，直至現(xiàn)在也不過前后十多年，其發(fā)展基礎(chǔ)是建立在鼓泡床鍋爐之上的，在研發(fā)時(shí)借用了鼓泡床鍋爐的一些設(shè)計(jì)理念，但又在很大程度上有了改進(jìn)和創(chuàng)新。本篇文章從循環(huán)硫化床鍋爐的結(jié)構(gòu)著手，重點(diǎn)針對循環(huán)硫化床鍋爐的熱工參數(shù)的控制和調(diào)整作詳細(xì)論述，并得出相關(guān)結(jié)論供同行參考。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)硫化床鍋爐；燃燒方式；調(diào)整

目前，循環(huán)硫化床鍋爐已得到了國內(nèi)外專業(yè)人士的廣泛認(rèn)可。隨著循環(huán)硫化床技術(shù)的不斷進(jìn)步，循環(huán)硫化床鍋爐的性能也越來越可靠。相比于傳統(tǒng)的鼓泡床鍋爐，循環(huán)硫化床鍋爐的動力性、燃燒性以及傳熱性更為良好，然而不可否認(rèn)的是，循環(huán)硫化床鍋爐在具體應(yīng)用時(shí)，還是容易因?yàn)槟承┮蛩赜绊?，或者某些條件無法滿足設(shè)計(jì)要求而產(chǎn)生鍋爐運(yùn)行故障，嚴(yán)重者還會釀成安全事故。因此本文強(qiáng)調(diào)要切實(shí)做好循環(huán)硫化床鍋爐的參數(shù)控制，保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.循環(huán)硫化床鍋爐總體結(jié)構(gòu)

循環(huán)硫化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、對流煙道三部分組成。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；對流煙道包括過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。

2.循環(huán)硫化床鍋爐燃燒及傳熱特性

循環(huán)硫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)，有的生產(chǎn)廠加設(shè)三次風(fēng)，一次風(fēng)由布風(fēng)板下部送入燃燒室，主要保證料層硫化；二次風(fēng)沿燃燒室高度分級多點(diǎn)送入，主要是增加燃燒室的氧量保證燃料燃燼；三次風(fēng)進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒。燃燒室內(nèi)的物料在一定的硫化風(fēng)速作用下，發(fā)生劇烈擾動，部分固體顆料在高速氣流的攜帶下離開燃燒室進(jìn)入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進(jìn)入物料分離裝置，爐膛內(nèi)形成氣固兩相流，進(jìn)入分離裝置的煙氣經(jīng)過固氣分離，被分離下來的顆料沿分離裝置下部的返料裝置送回到燃燒室，經(jīng)過分離的煙氣通過對流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，離開鍋爐。因?yàn)檠h(huán)硫化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝置，被分離下來的顆料經(jīng)過返料器又被送回爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)硫化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳熱方式，而且還有對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)硫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)硫化物料的溫度。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)行過程中要加強(qiáng)對料層溫度監(jiān)視，一般將料層溫度控制在850℃-950℃之間，溫度過高，容易使硫化床體結(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970℃，最低不應(yīng)低于800℃。

3.2返料溫度

返料溫度是指經(jīng)由返料器返送回燃燒室的循環(huán)灰的溫度，其主要作用是調(diào)節(jié)和燃燒室的料層溫度。值得一提的是，在循環(huán)硫化床鍋爐中，應(yīng)用了高溫分離器裝置的鍋爐的返料溫度相對較高，返料器反送回來的循環(huán)灰溫度大多在20-30℃，這時(shí)候的循環(huán)灰還能繼續(xù)燃燒，支持鍋爐運(yùn)行。在鍋爐運(yùn)行過程中，必須嚴(yán)格控制好循環(huán)灰的溫度，防止返料器在運(yùn)送循環(huán)灰時(shí)因其溫度影響而產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。一般來說，運(yùn)行時(shí)應(yīng)控制返料溫度最高不能超過1000℃。

3.3料層差壓

料層差壓的基本作用是反映鍋爐燃燒室料層的厚度。通常來說，鍋爐燃燒室的料層差壓多被控制在7000-9000帕之間，燃燒室料層厚越高，其料層差壓參數(shù)便越大。料層差壓也是影響鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。在鍋爐運(yùn)行過程中，如果燃燒室料層厚度過大，鍋爐的硫化質(zhì)量將受到負(fù)面影響，嚴(yán)重者還有可能引起鍋爐爐膛結(jié)焦，乃至滅火，阻礙鍋爐運(yùn)行。因此，用戶在使用循環(huán)硫化床鍋爐時(shí)，為了保證硫化床鍋爐的硫化質(zhì)量，務(wù)必要做好全方位的工序控制，料層差壓作為一項(xiàng)重要的影響因素，其控制工作同樣不可忽視。控制料層差壓的有效方法是在使用之前，根據(jù)添加入鍋爐內(nèi)的煤種特性來設(shè)定合適的料層差壓范圍，確定出料層差壓的上限和下限，并以此作為排放底料的開始差壓和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。

4.鍋爐調(diào)整中需要注意的幾個(gè)問題

4.1返料量的控制

與常規(guī)鍋爐相比，循環(huán)硫化床鍋爐返料量的控制共多更加復(fù)雜。從循環(huán)硫化床鍋爐的燃燒和傳熱特性來看，鍋爐返料量的多少將直接影響并決定鍋爐的燃燒狀況。鑒于鍋爐爐膛內(nèi)所存在的返料灰是已匯總熱載體們，所以其在鍋爐運(yùn)行時(shí)，可能會將鍋爐燃燒室的熱量帶到鍋爐爐膛上，使?fàn)t膛內(nèi)部的的溫度得以分布均勻，爐膛內(nèi)部溫度均勻穩(wěn)定之后，會通過多種傳熱方式實(shí)現(xiàn)與爐膛冷壁櫥進(jìn)行熱交換，從而是鍋爐極有較高的傳熱系數(shù)。從這一點(diǎn)來看，鍋爐返料量多少對鍋爐傳熱系數(shù)起著耵決定性作用。除此之外，控制好鍋爐的返料量還可適當(dāng)提高鍋爐分離裝置的分離效率。一般來說，鍋爐結(jié)構(gòu)中分離器的分離效率越高，鍋爐運(yùn)行中所所分離出來的煙氣便越多，灰量便越大，循環(huán)硫化床鍋爐對熱量負(fù)荷的調(diào)節(jié)工作便越加容易而簡便。

4.2意風(fēng)量的調(diào)整

在鍋爐的實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)用戶在調(diào)節(jié)鍋爐風(fēng)量時(shí)，都僅僅只依靠風(fēng)門開度。這種風(fēng)量調(diào)節(jié)方式可能適用于普通鍋爐，但是對于循環(huán)硫化床鍋爐來說，其風(fēng)量的調(diào)節(jié)和控制要求則相對更高。對風(fēng)量的調(diào)整原則是在一次風(fēng)量滿足硫化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整上、下二次風(fēng)風(fēng)量。因?yàn)橐淮物L(fēng)量的大小直接關(guān)系到硫化質(zhì)量的好壞，循環(huán)硫化床鍋爐在運(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）下的臨界硫化風(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，料層就可能硫化不好，時(shí)間稍長就會發(fā)生結(jié)焦。對二次風(fēng)量的調(diào)整主要是依據(jù)煙氣中的含氧量多少，通常以過熱器后的氧量為準(zhǔn)，一般控制在3-5%左右，如含氧量過高，說明風(fēng)量過大，會增加鍋爐的排煙熱損失；如過小又會引起燃燒不完全，增加化學(xué)不完全燃燒損失和機(jī)械不完全燃燒損失。

5.結(jié)束語

循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)是最近十年來發(fā)展起來的一種新型節(jié)能技術(shù)，當(dāng)前在國內(nèi)外已得到了普遍的推廣和應(yīng)用。循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)服務(wù)于鍋爐，在實(shí)際應(yīng)用中難免會因?yàn)楦鞣N因素的干擾而影響鍋爐的運(yùn)行。本文通過對循環(huán)硫化床鍋爐結(jié)構(gòu)、燃燒特性以及傳熱特性的析，得出控制好循環(huán)硫化床鍋爐的人工參數(shù)，并根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求及時(shí)對其參數(shù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可有效提高并保障鍋爐的運(yùn)行質(zhì)量。

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