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摘要：近年来，随着循环流化床锅炉机组在中国电力市场的不断发展循环流化床锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃烧技术，由于它在燃料适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展，但其在运行的过程中存在的一些问题也逐步暴露出来。本文探讨了提高循环流化床锅炉运行效率的措施。
关键词：循环流化床锅炉；效率；运行
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：
一、循环流化床锅炉的优点
循环流化床燃烧作为一种成熟的新型高效低污染清洁煤燃烧技术，具备其它燃烧方式没有的优点：
1、降低二氧化硫和氮氧化物排放。
可在锅炉内利用炉内脱硫剂进行高效脱硫，是循环流化床锅炉的突出优点之一。石灰石是目前常用的脱硫剂。循环流化床锅炉床温通常保持在850-950℃之间，这一床温区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。在适当的石灰石粒度和钙硫比下，循环流化床锅炉可以获得高达90%的脱硫率。较低的燃烧温度和分级送风等燃烧方式，也大幅度降低循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物。因此，循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量明显低于煤粉炉（不加烟气脱硫），锅炉氮氧化物排放约200ppm左右。循环流化床锅炉脱硫的初投资及运行费用均比煤粉炉加烟气脱硫(PC+FCD)大幅度降低。
2、煤种适应性广，适合低热值劣质煤
由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。在循环流化床锅炉的炉膛中，炉膛面积加大，加上物料的循环流动，物料在炉膛中燃烧时间提高到几分钟。炉内停留时间的延长，和剧烈的紊流燃烧状态，使其中的质量和热量交换非常充分，为新加入燃料的预热、着火创造了有利条件。未燃尽的煤粒通过多次循环，可多次参与炉腔内剧烈的质量、热量交换。因此，循环流化床锅炉不仅能高效燃用褐煤、烟煤等易燃煤种，也可高效燃用无烟煤等难燃煤种和其他低热值、高灰分、高水分煤种。
3、负荷调节范围广
循环流化床锅炉流动床料中大部分为高温循环灰渣，高温循环灰澄为新加入煤粒子的迅速着火和稳定燃烧提供了必要的高温热源。因此，无需辅助的液体燃料，循环流化床锅炉的最低稳定燃烧负荷可以达到额定负荷的30%，并不会发生无法稳定燃烧和媳火情况。因此，循环流化床锅炉负荷调节范围更广，并能适应负荷的快速变化需要。
二、提高循环流化床锅炉运行效率措施
1从风量、煤量调整锅炉运行
司炉人员在运行调整中,只需将一、二次风量、给煤量、床温和循环物料浓度控制在合适的范围内就可以。根据几年来的运行经验和理论依据,一、二次风量比为6:4或7:3较为合适,如5∶5分成可能密相区的温度要高一些,主要取决于煤种和控制总风量,以实现安全、经济运行。在50%以下负荷时可停止二次风机运行,以节省厂用电量。为了减少排烟损失q2的份额,烟气中含氧量应控制在4.0～5.5%之间,料层差压控制在10000Pa左右,炉膛压差控制在800～1500Pa之间较为适合,这时的锅炉效率也较高,负荷也容易带,飞灰可燃物也较低,各种参数也较正常。
2从循环倍率调整锅炉运行
循环流化床锅炉是否能带上较高的负荷和控制合适的床温,主要看循环倍率即循环物料浓度是否合适。循环物料不能顺利的返回炉内或分离系统的效率不能满足要求,想让循环流化床锅炉带满负荷是不可能的事。正常情况下不能放返料器内的灰。因为炉内就是靠这些返料灰去建立循环物料浓度、降低密相区温度和得到合适的循环倍率的,以及将热量带到炉膛空间传给水冷壁及其他受热面的。以我公司设计开发的SFG-35/3.82-M循环流化床锅炉为例,布风板上的密相区是一个矩形,所以二次风出口的风速就不能一样,左、右侧墙二次风应略高些,但两侧数值必须相等;前、后墙可略低些,数值也必须相等;以确保火焰能在炉膛中心相聚后向上流动。如两侧数值相差较大,势必造成二次风刚性不同火焰中心偏移,从而造成两侧物料浓度偏差较大,极易造生磨损不均。根据炉膛的几何尺寸和冷态空气动力场试验,左、右两侧墙的二次风出口速度调整至20～22m/s,前、后两侧墙二次风出口风速调整至16～18m/s时较为适宜。关于四面墙二次风出口风速调至多少合适,主要看流化床矩形面积的长宽比。这时从飘带的显示强弱观察,风都聚到了炉膛中心,再将这种配风工况模拟到热态运行上,火焰中心就不会造成偏移,更不会造成两侧气、固两种物质浓度不均、颗粒度不均而产生磨损不均的现象。
3通过控制料层差压调整锅炉运行
运行人员的职责和中心任务就是在确保安全的情况下确保锅炉在最经济的工况下运行,让煤中的可燃元素在炉内的燃烧反应过程中与空气中的氧元素有一个最佳的混合和配比、使其最充分的燃烧,就是根据蒸汽压力、温度、负荷、炉膛温度、煤质情况、循环物料浓度、料层压差和循环返料灰温度等工况调整好一、二次风比例和送、引风量。而定期放渣就出现了一个料层压差随时间的变化而变化的情况,时间和压差就出现了一个函数关系。随着时间的推移,料层变厚阻力增大,料层压差逐渐变大在其余参数均不变的情况下,而这时送风量下降,送风机压头上涨,炉内流化和物料循环都向着减弱的方向发展。运行人员就应根据参数变化情况适当调整送、引风量,从而保证燃烧正常、负荷稳定。当料层达到了一定厚度或到了规定的放渣数值时应进行放渣,这时大量的底料被排往炉外、料层压差就会变小,送风机压头下降,送风量上升,这时的流化和循环都向着较强的方向发展,这时运行人员就应适当调整送、引风量,确保过剩空气系数变化不大。在平时的运行中经常出现放完底料,就发现旋风返料器堵灰的事故。主要原因就是送、引风机工况有了较大变化,而旋风分离器下面的“U”型返料器进风又来自一次风系统(有返料风机的系统除外),当系统风压下降,而进返料器的风量、风压都下降。当料层压差下降,阻力下降,送风量必然上涨,循环倍率增加,这时给返料器又增加了多余的负担,无疑是对“U”型返料器雪上加霜。在运行中当出力达到极限工况时,定期放底料堵返料器是经多次实践检验证实的,而且在这种系统中经理论分析也是符合道理的。所以在运行中当负荷和循环物料浓度较高时、循环倍率较大时应先放一些循环物料再放渣是比较安全可靠的。而且应在放渣的过程中或放渣后从新调整送风量就能避免“U”型返料器堵灰,就能减少此类事故发生,从而确保安全运行。而采取连续放渣,由于料层压差、循环倍率、送、引风量等参数变化不大,就能避免由于在定期放渣过程中、和放渣后产生堵返料器的事故,所以提倡连续放渣的意义深远。
4通过控制入炉煤颗粒调整锅炉运行
实践证明循环物料颗粒越小、循环倍率越大,燃烧效率越高、灰渣中的可燃物就越少,带负荷越容易,炉子运行越经济,反之就越差。所以说在运行中应保证合适的入炉煤粒度,且有一定的级配比(较理想的级配比是:1mm以下的占40%、1～3mm的占25%、3～5mm的占20%、5～8mm的占10%、8～13mm的占5%较好)。在条件允许的情况下,燃用一些可磨性系数较大或成灰性较好的煤种,对循环流化床锅炉安全、经济、稳定、满负荷运行是有好处的。入炉煤粒度偏大且不均匀(级配比又不好)、原煤可磨性系数又较小,煤的成灰性又很差,不但造成床面压力大,还会带来流化不好,排渣可燃物上升,循环倍率下降,强化送风易造成燃烧效率下降,鍋炉效率也将随之下降,磨损量也会迅速增加,安全运行遭到严重威胁。
三、结束语
影响循环流化床锅炉运行效率的主要因素是磨损，磨损导致受压部件泄漏，炉墙破损，从而停炉。因此要针对易磨损部位及磨损机理，采取一系列技术措施，最大限度降低磨损以提高运行周期；同时锅炉的运行调控也极为重要，要根据循环流化床锅炉的运行特点，优化点停炉方案、合理控制工况负荷、确定最佳入炉煤品质，采取一系列合理的运行调控措施，最大限度提高运行效率。
参考文献：
[1]于临秸主编.辽宁省电力工业局组编.锅炉运行[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]路春美,程世庆,王永征.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2003.
关键词：循环流化床锅炉；效率；运行
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：
一、循环流化床锅炉的优点
循环流化床燃烧作为一种成熟的新型高效低污染清洁煤燃烧技术，具备其它燃烧方式没有的优点：
1、降低二氧化硫和氮氧化物排放。
可在锅炉内利用炉内脱硫剂进行高效脱硫，是循环流化床锅炉的突出优点之一。石灰石是目前常用的脱硫剂。循环流化床锅炉床温通常保持在850-950℃之间，这一床温区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。在适当的石灰石粒度和钙硫比下，循环流化床锅炉可以获得高达90%的脱硫率。较低的燃烧温度和分级送风等燃烧方式，也大幅度降低循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物。因此，循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量明显低于煤粉炉（不加烟气脱硫），锅炉氮氧化物排放约200ppm左右。循环流化床锅炉脱硫的初投资及运行费用均比煤粉炉加烟气脱硫(PC+FCD)大幅度降低。
2、煤种适应性广，适合低热值劣质煤
由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。在循环流化床锅炉的炉膛中，炉膛面积加大，加上物料的循环流动，物料在炉膛中燃烧时间提高到几分钟。炉内停留时间的延长，和剧烈的紊流燃烧状态，使其中的质量和热量交换非常充分，为新加入燃料的预热、着火创造了有利条件。未燃尽的煤粒通过多次循环，可多次参与炉腔内剧烈的质量、热量交换。因此，循环流化床锅炉不仅能高效燃用褐煤、烟煤等易燃煤种，也可高效燃用无烟煤等难燃煤种和其他低热值、高灰分、高水分煤种。
3、负荷调节范围广
循环流化床锅炉流动床料中大部分为高温循环灰渣，高温循环灰澄为新加入煤粒子的迅速着火和稳定燃烧提供了必要的高温热源。因此，无需辅助的液体燃料，循环流化床锅炉的最低稳定燃烧负荷可以达到额定负荷的30%，并不会发生无法稳定燃烧和媳火情况。因此，循环流化床锅炉负荷调节范围更广，并能适应负荷的快速变化需要。
二、提高循环流化床锅炉运行效率措施
1从风量、煤量调整锅炉运行
司炉人员在运行调整中,只需将一、二次风量、给煤量、床温和循环物料浓度控制在合适的范围内就可以。根据几年来的运行经验和理论依据,一、二次风量比为6:4或7:3较为合适,如5∶5分成可能密相区的温度要高一些,主要取决于煤种和控制总风量,以实现安全、经济运行。在50%以下负荷时可停止二次风机运行,以节省厂用电量。为了减少排烟损失q2的份额,烟气中含氧量应控制在4.0～5.5%之间,料层差压控制在10000Pa左右,炉膛压差控制在800～1500Pa之间较为适合,这时的锅炉效率也较高,负荷也容易带,飞灰可燃物也较低,各种参数也较正常。
2从循环倍率调整锅炉运行
循环流化床锅炉是否能带上较高的负荷和控制合适的床温,主要看循环倍率即循环物料浓度是否合适。循环物料不能顺利的返回炉内或分离系统的效率不能满足要求,想让循环流化床锅炉带满负荷是不可能的事。正常情况下不能放返料器内的灰。因为炉内就是靠这些返料灰去建立循环物料浓度、降低密相区温度和得到合适的循环倍率的,以及将热量带到炉膛空间传给水冷壁及其他受热面的。以我公司设计开发的SFG-35/3.82-M循环流化床锅炉为例,布风板上的密相区是一个矩形,所以二次风出口的风速就不能一样,左、右侧墙二次风应略高些,但两侧数值必须相等;前、后墙可略低些,数值也必须相等;以确保火焰能在炉膛中心相聚后向上流动。如两侧数值相差较大,势必造成二次风刚性不同火焰中心偏移,从而造成两侧物料浓度偏差较大,极易造生磨损不均。根据炉膛的几何尺寸和冷态空气动力场试验,左、右两侧墙的二次风出口速度调整至20～22m/s,前、后两侧墙二次风出口风速调整至16～18m/s时较为适宜。关于四面墙二次风出口风速调至多少合适,主要看流化床矩形面积的长宽比。这时从飘带的显示强弱观察,风都聚到了炉膛中心,再将这种配风工况模拟到热态运行上,火焰中心就不会造成偏移,更不会造成两侧气、固两种物质浓度不均、颗粒度不均而产生磨损不均的现象。
3通过控制料层差压调整锅炉运行
运行人员的职责和中心任务就是在确保安全的情况下确保锅炉在最经济的工况下运行,让煤中的可燃元素在炉内的燃烧反应过程中与空气中的氧元素有一个最佳的混合和配比、使其最充分的燃烧,就是根据蒸汽压力、温度、负荷、炉膛温度、煤质情况、循环物料浓度、料层压差和循环返料灰温度等工况调整好一、二次风比例和送、引风量。而定期放渣就出现了一个料层压差随时间的变化而变化的情况,时间和压差就出现了一个函数关系。随着时间的推移,料层变厚阻力增大,料层压差逐渐变大在其余参数均不变的情况下,而这时送风量下降,送风机压头上涨,炉内流化和物料循环都向着减弱的方向发展。运行人员就应根据参数变化情况适当调整送、引风量,从而保证燃烧正常、负荷稳定。当料层达到了一定厚度或到了规定的放渣数值时应进行放渣,这时大量的底料被排往炉外、料层压差就会变小,送风机压头下降,送风量上升,这时的流化和循环都向着较强的方向发展,这时运行人员就应适当调整送、引风量,确保过剩空气系数变化不大。在平时的运行中经常出现放完底料,就发现旋风返料器堵灰的事故。主要原因就是送、引风机工况有了较大变化,而旋风分离器下面的“U”型返料器进风又来自一次风系统(有返料风机的系统除外),当系统风压下降,而进返料器的风量、风压都下降。当料层压差下降,阻力下降,送风量必然上涨,循环倍率增加,这时给返料器又增加了多余的负担,无疑是对“U”型返料器雪上加霜。在运行中当出力达到极限工况时,定期放底料堵返料器是经多次实践检验证实的,而且在这种系统中经理论分析也是符合道理的。所以在运行中当负荷和循环物料浓度较高时、循环倍率较大时应先放一些循环物料再放渣是比较安全可靠的。而且应在放渣的过程中或放渣后从新调整送风量就能避免“U”型返料器堵灰,就能减少此类事故发生,从而确保安全运行。而采取连续放渣,由于料层压差、循环倍率、送、引风量等参数变化不大,就能避免由于在定期放渣过程中、和放渣后产生堵返料器的事故,所以提倡连续放渣的意义深远。
4通过控制入炉煤颗粒调整锅炉运行
实践证明循环物料颗粒越小、循环倍率越大,燃烧效率越高、灰渣中的可燃物就越少,带负荷越容易,炉子运行越经济,反之就越差。所以说在运行中应保证合适的入炉煤粒度,且有一定的级配比(较理想的级配比是:1mm以下的占40%、1～3mm的占25%、3～5mm的占20%、5～8mm的占10%、8～13mm的占5%较好)。在条件允许的情况下,燃用一些可磨性系数较大或成灰性较好的煤种,对循环流化床锅炉安全、经济、稳定、满负荷运行是有好处的。入炉煤粒度偏大且不均匀(级配比又不好)、原煤可磨性系数又较小,煤的成灰性又很差,不但造成床面压力大,还会带来流化不好,排渣可燃物上升,循环倍率下降,强化送风易造成燃烧效率下降,鍋炉效率也将随之下降,磨损量也会迅速增加,安全运行遭到严重威胁。
三、结束语
影响循环流化床锅炉运行效率的主要因素是磨损，磨损导致受压部件泄漏，炉墙破损，从而停炉。因此要针对易磨损部位及磨损机理，采取一系列技术措施，最大限度降低磨损以提高运行周期；同时锅炉的运行调控也极为重要，要根据循环流化床锅炉的运行特点，优化点停炉方案、合理控制工况负荷、确定最佳入炉煤品质，采取一系列合理的运行调控措施，最大限度提高运行效率。
参考文献：
[1]于临秸主编.辽宁省电力工业局组编.锅炉运行[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]路春美,程世庆,王永征.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2003.