循环流化床锅炉燃烧控制相关问题探讨刘虎伟

循环流化床锅炉燃烧控制相关问题探讨刘虎伟

刘虎伟

（神华亿利能源有限责任公司内蒙古自治区014300）

摘要：循环流化床锅炉的控制涉及很多方面，包括床温的控制、料层厚度的控制、炉膛物料浓度的控制、二次风的投入和调整二次风的原则、运行中最低运行风量的控制、返料温度控制、锅炉出力的调整，每个控制环节的调节手段也都涉及了煤炭的供给量以及送风量，企业需要更多关注着两方面，斟酌量的供给，充分发挥循环流化床锅炉的优势。

关键词：循环流化床锅炉；燃烧控制；相关问题

1循环流化床锅炉工艺过程及工作原理

燃烧系统（包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统）、气固分离循环系统（包括物流分离装置和返料装置）、对流烟道（包括过热器、省煤器、空气预热器）共同构成了循环流化床锅炉，每个系统内部又有其他部分组成，工艺流程十分复杂。在此笔者详细阐述燃烧系统的工作原理。首先是燃料问题，循环流化床锅炉的设计理念是高效循环利用，由给煤系统将燃料送至锅炉的炉膛，之后，为了使燃料更好的燃烧，不同锅炉或是不同企业的送风系统是不同的，一般都是一次风和二次风，少数是采用三次风。一次风的作用主要是保证料层流化，为锅炉提供合适的温度，二次风的目的是为了给物料的燃烧提供充足的氧量。

2循环流化床锅炉的燃烧控制

2.1床温的控制

床温也就是我们所说的料层温度，是决定锅炉能否正常运转的关键性因素。首先是料层温度，实验得出，料层温度要保持在850摄氏度-950摄氏度，过高或过低的物料温度会导致锅炉内部因温度而结焦，造成锅炉停止运作，因此说，我们需要对物料温度进行随时监控。当我们发现物料温度过低时，工作人员要及时进行调整，比如说检查锅炉是否存在断煤的现象，增加煤炭供给量，降低风量，加大返料量，以便提高物料温度。此外还有一种情况需要我们注意，当整个锅炉的温度过于低（低于700摄氏度）时，我们首先是考虑停止锅炉的运转，等查清楚料层温度低的具体原因解决之后再重新启动锅炉。

2.2料层厚度的控制

阐述料层的温度我们还需要关注对料层厚度的控制。在循环流化床内存在着两个区域，即密相区和稀相区，而料层厚度是指在循环流化床的密相区内物料静止时的厚度。不同的料层厚度及燃料品种都有着不同的料层差压，料层差压与料层厚度之间存在着正相关，我们所说的对料层厚度的控制实质上就是对料层差压的控制。因为如果料层厚度过厚，锅炉内的燃料就会受到压力导致炉膛内的炉渣的可燃性较低，尽管这种情况下锅炉正常运转的几率很大，但在一定程度上加重了风机的电耗，或是造成料层温度过低而结焦熄火。如果料层厚度过薄，物料受到的阻力就会小，但是整个炉膛内的剩余物料就会过低，导致锅炉运转不稳定，料层温度很容易过高，但是其优势就是物料流化性能好，炉渣可燃物的含量很高。在循环流化床锅炉的料层控制中，我们以风室和燃烧室上界面的差压值作为监控的指标。结合日常工作经验，物料层差压应该处于9千帕-16千帕之间，在平常的监控过程中，我们要及时发现异常，秉持着“少、勤”的原则，保证循环流化床锅炉稳定高效的运行。

2.3炉膛物料浓度的控制

目前炉膛物料浓度的控制指标是炉膛差压，炉膛差压是指燃烧室上界面的压力与炉膛出口的压力差，是我们重点关注的值。炉膛差压值与炉膛内的固体物料浓度之间呈正比关系，炉膛差压值越大，炉膛内的固体物料的浓度就越高，这也间接的表明该情况下，锅炉没有处于负荷的情况下，其负荷能力是比较大的且传热系数也是比较大的。锅炉差压的正常值一般在500-2000帕，当我们发现炉膛差压不在接受范围内时，我们要如何控制呢？作者指出，我们可以通过控制锅炉循环灰量来间接控制炉膛差压。最后炉膛内物料浓度是反映锅炉返料器是否正常运转的标志，因为，如果炉膛物料浓度不在一个正常范围内的话，说明物料循环这一环节是不工作的。

2.4二次风的投入和调整二次风的原则

不同锅炉或是不同企业的送风系统是不同的，一般都是一次风和二次风，少数是采用三次风。一次风的作用主要是保证料层流化，为锅炉提供合适的温度，二次风的目的是为了给物料的燃烧提供充足的氧量。首先，我们要明确什么时候提供二次风，笔者结合多年的工作经验和理论知识储备，在一次风满足锅炉温度和正常流化的前提下，我们及时投入二次风来满足锅炉正常燃烧的所需的氧量。其次，明确调整二次风的原则，二次风投入的调整是一个循序渐进的过程，结合锅炉当下的负荷状态，随着锅炉负荷的不断增加，二次风量也需要不断的加大。

2.5运行中最低运行风量的控制

当循环流化床锅炉在低负荷的情况下运转的时候，对低运行的风量要进行控制和限制。正如前面我们所说的，过高或过低的风速都不利于循环流化床锅炉的正常运转，因为会造成锅炉结焦停运，作者指出，当锅炉处于冷却的状态时，在点火的时候一定要采用风量超过最低风量的风速，避免因锅炉温度过低造成炉内结焦而使得循环流化床锅炉停止运转。当循环流化床锅炉处于低负荷运行的时候，风量也必须要超过最低运行风量。

2.6返料温度控制

根据循环流化床锅炉的设计理念，在风速的影响下，物料会进行气固分离，使得受风速影响的微小粒子从物料分离装置中逃脱，重新进入到燃料室（炉膛），这种物料燃烧方式不仅具有高效的循环利用价值，而且其导热性能也比较高。作者在此还要强调另一用途，重新回到燃料室的物料被称为返料，对返料温度的控制是十分重要的，主要有两个重要原因。第一，返料在进入燃烧室的时候，其温度在某种程度上能够改变燃烧室的温度。比如说，当企业引进的是采用高温分离器的循环流化床锅炉，那么循环流化床锅炉中的返料温度会比其他锅炉的返料温度要高，在进入到燃料室前后很可能发生炉内结焦的现象，不利于循环流化床锅炉的正常稳定运转。按照实践和理论，理想的返料温度一般要比燃料室的温度高出20摄氏度至30摄氏度，再根据对锅炉温度的限制（800-950摄氏度），返料温度是不能够超过1000摄氏度的，当燃料为无烟煤的时候，尤其要注意返料温度的控制。笔者认为，我们可以通过调整煤炭供给量以及投入风量来控制返料温度，注意检查返料器的堵塞情况。

2.7锅炉出力的调整

能够改变锅炉出力的因素主要是风量和给煤量，需要指出的是锅炉出力的调整是一个渐变的过程，需要我们不断调整给煤量和送风量，反复几次，知道获得我们想要的锅炉出力。比如说，当我们要增加循环流化床锅炉的负荷的时候，我们要先少量的增加给煤量和风量，循环往复，当我们要降低循环流化床锅炉的负荷的时候，我们仍然要少量的减少给煤量和风量，增负荷率（2%-5%每分钟）和减负荷率（5%-10%每分钟）要控制在一定的范围之内。

结论

大力发展超/超超临界参数和降低CFB锅炉能耗是当前及未来CFB机组提高效率的最可靠技术，也是实现CFB燃烧发电从源头上减排SO2的最佳方法。相比于生物质气化发电技术，直接混烧生物质技术具有投资成本少，系统简单，能大规模利用生物质等特点，适合CFB锅炉生物质混烧减排SO2，在我国具有较强的技术推广前景。结合CFB燃烧技术发展、国家政策要求和未来环境压力，研究开发超高参数、低能耗和低成本超低排放的直燃生物质CFB燃烧技术符合我国国情需求。

参考文献：

[1]林宗虎.中国燃煤锅炉节能减排技术近况及展望［J］.西安交通大学学报，2016，（12）.

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