循环流化床锅炉燃烧调整措施探讨

摘要：锅炉燃烧工况的好坏无论是对锅炉机组或是整个发电厂运行的安全和经济都有着极大的影响。文章介绍了循环流化床锅炉的优缺点及燃烧特性，并对影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素进行分析，进而提出燃烧调整措施。

关键词：循环流化床锅炉 燃烧 效率 调整

中图分类号：TE0 文献标识码：A

1.循环流化床锅炉的优缺点：

1.1循环流化床锅炉的缺点：

循环流化床锅炉较化煤粉炉而言，其热效率要低一些

1.1.1循环流化床锅炉所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。燃料越粗，越不易燃尽，因而机械不完全损失较大。

1.1.2循环流化床锅炉的炉膛温度较煤粉炉要低得多。若炉温低于800～900℃时则CO(一氧化碳)不易着火燃烧或燃烧不完全，从而增加了化学不完全燃烧热损失。

1.1.3循环流化床锅炉在运行中应保证料层厚度在一定范围内，以确保良好的沸腾工况；因而要进行放料这样大量的热量被放掉，使得灰渣物理热损失很大。

1.2循环流化床锅炉的优点：

循环流化床锅炉也有其它炉型不可比拟的优点。其最大优点是扩大燃料的适应范围，使之能燃用一般燃烧方式无法烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料。且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。其优点还有：如将吸收剂(石灰石、白云石)与煤粒一起送入沸腾床内燃烧，可大大降低烟气中SO2的含量，既减轻对大气的污染，又减轻了锅炉受热面的腐蚀；沸腾床内的温度较低，所以烟气中氮氧化物(NOx)含量较少，有利于环保；由于燃烧温度低，不易破坏灰碴中矿物质结构，且渣中含碳量低，因而有利于灰渣的综合利用。

2.循环流化床锅炉燃烧及传热特性

循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风 ，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿 燃 烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。 燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携 带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离， 被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道 内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的 颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同 于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。

3.影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素分析

3.1风量(氧量)的影响

风量调整能有效地改善风、煤灰的混合程度，提供最佳的燃料、供风的混合方式，同时也是锅炉床温调整的主要手段之一。风量调整的主要任务是：

3.1.1维持最佳风煤比；

3.1.2维持床温在对应负荷范围内；

3.1.3维持合理的烟气含氧量；

3.1.4维持锅炉炉膛负压在±50Pa范围内，维持送风量和引风量的平衡。风量调整是循环流化床锅炉燃烧调整的关键因素之一。

3.2燃料粒径分布的影响

循环流化床锅炉对燃料粒径分布要求很高，合理的粒径分布是锅炉燃烧安全稳定和经济的重要保证。一般来说，细颗粒在炉内能优先燃烧，能提供锅炉燃烧所需的起始热量；粗颗粒在炉内持续燃烧，能提供锅炉燃烧所需的延续热量。燃料粒径对锅炉的影响有以下几点。

3.2.1若细颗粒比例少，粗颗粒比例多，锅炉流化所需一次风量相应增大，细颗粒逃逸出炉内的几率增高，锅炉飞灰含碳量相应上升；

3.2.2细颗粒比例多，粗颗粒比例少，在相同的流化风下锅炉床层上移，床温升高，燃烧上移，锅炉排烟温度也相应上升；

3.2.3燃料粒径过粗还会影响到锅炉流化和排渣，过粗的粒径使流化变差，锅炉长期运行时易造成结焦。

3.3煤质的影响

煤质的变化是CFB锅炉燃烧调整的首要研究对象。发热量的高低、挥发份的大小、水份、灰份及含硫量的变化都会在不同程度上对锅炉燃烧带来影响。

3.3.1当燃料发热量改变时，床内热平衡的改变将影响床温，同时还影响密相区燃烧份额。燃料发热量越高，理论燃烧温度也越高，对给定的床层受热面积和密相区燃烧份额，床温越高；

3.3.2燃料挥发份越高，锅炉炉膛出口温度越高。固定碳与挥发份之比是影响锅炉燃烧效率的重要因素；

3.3.3灰份越高时，燃烧所需煤量越大，对分离和返料来说，灰份越大，飞灰份额越大，分离效率也就越低。

3.4分离器分离效率及返料量控制的影响

大型循环流化床锅炉较多采用旋风分离器。目前分离器的直径在6.5m~9m之间。影响分离效率的主要因素包括切向进口烟气流速、烟气温度和粘度、灰粒径、进口灰浓度以及分离器自身的结构尺寸等等。

实际运行中返料量的控制对炉内灰浓度及灰平衡的建立具有相当重要的作用，也是维持热循环回正常的重要保障。返料风量过小将引起炉内灰浓度偏低，返料不畅，造成燃烧效率下降；返料风量过大将造成返料风沿立管反窜至分离器下部，从而破坏分离器内气固两相流复杂的径向速度分布，破坏符合高效分离效率的流场。

4.循环流化床锅炉燃烧调整的措施

4.1风量的调整

在一定的范围内，提高锅炉的总风量能提高燃烧效率，但总风量提高到一定的程度，燃烧效率会呈下降的趋势，经验来说，炉膛出口氧量控制在4%～6％，锅炉燃烧效率较高。

4.2一、二次风比例的调整

一、二次风比例的调整对燃料初燃烧和燃烬非常关键。一、二次风的调整应针对锅炉煤种、床温及入炉煤粒径而进行。一次风在维系床料流化的基础上，挥发份高、发热量高的煤，应适当提高一次风量，降低二次风量。反之，挥发份低、发热量低的煤，应适当降低一次风量，提高二次风量，同时保持较高的床温水平。运行中应提高二次风压保持二次风的刚性。

4.3燃煤粒径分布的调整

CFB锅炉对燃煤粒径要求视煤种而异，根据经验，一般按下式计算入炉煤

式中，-入炉煤可燃基挥发份，%；D1-入炉煤中

即低挥发份的煤粒径应小，高挥发份的煤粒径应粗些。因为高挥发份的燃煤在炉内燃烧时更容易爆裂而裂解成细的颗粒，且相对更容易燃烬。

4.4运行料层及浓度的调整

运行料层（床压）主要通过排渣来实现。运行中是维持高床压还是低床压应在以下几点考虑：

4.4.1循环倍率高，可适当降低床压运行；

4.4.2燃煤挥发份低，发热量高，可维持较高的床压；

4.4.3燃煤粒径细，可适当降低一次风量，维持略低床压。

4.5分离器的分离效率与返料量的控制与调整

在运行中，分离器的分离效率一般是固定的难以调整，通过调整一、二次风，调整烟气流速可改变分离效率，这要分析烟气中灰粒径大小，一般烟气灰粒径小于400 μm时，分离器是难以分离的。在锅炉停炉检修时，要检查分离器的状况是否完好，如有损坏，应严格按图纸尺寸要求进行修复。锅炉返料量可通过返料风调整，然而运行中返料风的调整应十分谨慎。

5.结束语

循环流化床锅炉的燃烧特性，有利于提高燃烧效率，减少氮氧化物的排放。更趋于脱硝脱硫的优势。在循环流化床锅炉的运行中，我们要充分了解燃烧特性及影响因素。合理控制工况，以保证锅炉的安全、稳定、经济运行。

参考文献：

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