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摘 要： 本文分析了循环硫化床锅炉结构特点，介绍了硫化风量的最佳选择，硫化速度和炉型、煤质的关系，颗粒特性对锅炉燃烧的影响等问题。
关键词： 循环硫化床；锅炉；燃烧
循环硫化床锅炉结构特点（受热受的布置，分离装置的布置，回料阀的型式，流化室密相区有无埋管，布风系统的配置，燃料特性及颗粒度要求等）和性能，对运行操作方式影响很大，因此，通过了解循环硫化床的结构特点，对其运行操作有一定的指导作用。
由于近年来循环硫化床锅炉结构类型较多，各电厂所采用的炉型也各不相同。受热面布置，在密相床中有带埋管和不带埋管两种：流化速度，有的低于3m/s～4m/s，有的高至5m/s～6m/s；分离器的种类也多，按温度分类：有高温、中温、低温：分离形式有旋风、惯性分离两种。对于改造的锅炉由于容量较小，一般采用炉内高温横置和纵置水冷旋风分离器或N型分离器和百叶窗等分离装置。这些锅炉投产后都取得了满意的效果。根据运行实践，对煤质、颗粒度、流化风量、风速等问题进行一些简单的分析研究，对运行操作和今后工程的炉型选择有一定指导意义。
一、硫化风量的最佳选择
75t/h以上的循环硫化床锅炉一般配有一次风及二次风系统，一次风是保证流化床内料层的正常流化，二次风是满足床内燃烧补充氧的。循环流化床锅炉的一次风份额一般为50%一60%，密相床的燃燒份额受流化速度、燃料粒径、性质、床层高度、床温等影响，在上述数值的上下波动，其余的燃料则在炉膛上部的稀相床悬浮燃烧，氧不足的由二次风来补充供给。在燃用烟煤、贫煤和无烟煤时密相床燃烧份额高达75%一95%，，燃烧需要的空气主要以一次风送入床层。所以，不同的炉型、燃用不同的煤质、其燃烧的风量控制和配比也不相同。
图1 流化床锅炉风量与风板风帽及料层阻力关系曲线
图1中1为在一定料层的最佳运行风量；1′为欠风量运行，欠风量运行则是密相床中不正常的的分层流化燃烧，长时间在此工况下运行，将会导致密相床局部高温结焦，造成停炉；1″为富风量运行，富风量运行则是密相床中风量过大，从气固比概念上讲，则是密相床中风量过大，物料太少，长时间运行，将会导致密相床中温度降低，造成灭火事故。
综上所述应在运行调试时根据风板风帽阻力及风量绘制风量一阻力关系曲线并标定出最佳运行风量1点，在运行时作为司炉运行人员的依据。
二、流化速度和炉型、煤质的关系
循环流化床锅炉密相床中有带埋管和不带埋管两种布置方式，带埋管布置方式，燃料在密相床中放出的热量一部分，由床内或由循环物料将其转送入炉膛上部，由稀相床的受热面吸收。其余部分由烟气带出炉膛，由布置的埋管吸收。若流化速度（风量）控制不当，将直接放热量和吸热量的不平衡，引起炉温过高而结焦或炉温过低而熄火。如炉内不布置埋管，密相床放出的热量主要靠循环床物料带到稀相床的受热面吸收或由烟气带出炉膛。若分离器直接布置在炉膛出口，则很难达到高循环倍率。如按高循环倍率选取炉型，流化速度控制过低可能因锅炉运行时密相床床温过高而限制给煤量的增加，造成锅炉不易达到设计出力。如床内布置埋管，则密相床就放出的热量可由埋管吸收一部分，运行时流化度可相对控制低一些；如分离器设在过热器中间或后面，则分离下来的循环物料温度比炉膛温度低得多（一般低100℃一200℃）单位质量循环物料的吸热能力加大，因此，从炉内放热条件看，也可以选用较低的循环倍率）。
三、颗粒特性对锅炉燃烧的影响
目前国产的和对其它炉型进行改造为低倍率循环流化床锅炉，对燃煤颗粒度的要求一般为0～8mm，0～10mm，0～12mm，然而对颗粒组分却要求的较少，主要原因是国家还没有定型的流化床燃煤制备设备，现有非标燃煤制备设备难以保证颗粒组分的要求。其结果：
1.由于粗颗粒较多，粗颗粒将沉浮于燃烧室下部燃烧，造成密相床燃烧份额过大，炉床超温结焦；运行中为避免结焦，减小给煤，导致锅炉出力降低。为防气上粗颗粒煤沉底引发事故，通常大风量运行，不仅在额定负荷下风门全开，而且在低负荷时也不关小风门，这种大风量的运行方式，不仅引起烟气量、烟温的变化，还会因大风量而造成扬析量增大、密相床的燃烧份额减少、飞灰浓度增大等变化，影响到汽温的增高。因此，运行时操作风量应适当，以免锅效率降低和汽温的不正常升高。大风量运行，如对床内温度监视不够，也可能将运行的锅炉炉火吹灭。
2.当煤种变化时，燃煤粒反应随着改变。例如锅炉设计煤种为褐煤，当煤种改变为贫煤或无烟煤时，燃煤颗粒应细一些。因褐煤具有热碎性，进入炉膛后将受热破碎。贫煤和无烟煤则不具备这一特性。颗料太大不但影响燃烧还将改变炉内温度场，偏离原来的工况。
3.运行时，如果颗粒组分中粗颗粒比例较多则床层加厚，阻力增大。若运行中经常排渣，降低床层厚度，将增加灰渣物理热损失和运行人员的劳动强度；若增大一次风压（风量），则电耗增高；同时大颗粒在炉内运动速度增大，加剧了炉内中下部受热面的磨损。
4.运行时如果颗粒组分中细颗粒比例较多，则床层不容易建立，密相床的温度难以维持，即使能维持密相床的燃烧温度，较细的颗粒将被扬析，加大尾部受热面的磨损，难以保证锅炉烟气出口的粉尘排放要求。
总之，严格控制燃煤颗粒组分是循环流化床锅炉保证正常燃烧和出力的重要指标。资料介绍3mm以下粒度的煤占70%～80%，lmm以下占50%是颗粒度最佳组分。由于循环流化床锅炉在密相床中有埋管和没埋管两种布置方一式，在锅炉选型时应注意，如燃用的煤质较差，燃料低位发热值在8630kJk/g以下时，就选用密相床中不带埋管的炉型；如燃料低位发热值在8630kJk/g以上时，就选用密相床中有埋管的炉型。
四、分离器效率与循环倍率的关系
如上所述，燃料粒度的大小会影响运行的风量（风压）、扬析率、飞灰浓度、燃烧份额等。而分离器与循环倍率有直接关系；循环倍率R=η/（1-η）。R为循環倍率，η为分离器的效率。分离器效率与循环倍率是一一对应的关系，而且分离器的效率如果大于90%以上，循环倍率变化非常大，而分离器的效率与床料的粒径有紧密关系，要采用高循环倍率必需燃用较细的物料粒径，而国外一些高倍率循环流化床锅炉采用的物料颗粒粒径最大为3mm，平均粒径d=176pm～141pm，而目前国内锅炉制造厂家给出的燃烧物料粒径为0～8mm，0～10mm，0～12mm，只能采用低循环倍率，在选型时如果燃用煤质较好，最好选用带埋管的低循环倍率锅炉。■
关键词： 循环硫化床；锅炉；燃烧
循环硫化床锅炉结构特点（受热受的布置，分离装置的布置，回料阀的型式，流化室密相区有无埋管，布风系统的配置，燃料特性及颗粒度要求等）和性能，对运行操作方式影响很大，因此，通过了解循环硫化床的结构特点，对其运行操作有一定的指导作用。
由于近年来循环硫化床锅炉结构类型较多，各电厂所采用的炉型也各不相同。受热面布置，在密相床中有带埋管和不带埋管两种：流化速度，有的低于3m/s～4m/s，有的高至5m/s～6m/s；分离器的种类也多，按温度分类：有高温、中温、低温：分离形式有旋风、惯性分离两种。对于改造的锅炉由于容量较小，一般采用炉内高温横置和纵置水冷旋风分离器或N型分离器和百叶窗等分离装置。这些锅炉投产后都取得了满意的效果。根据运行实践，对煤质、颗粒度、流化风量、风速等问题进行一些简单的分析研究，对运行操作和今后工程的炉型选择有一定指导意义。
一、硫化风量的最佳选择
75t/h以上的循环硫化床锅炉一般配有一次风及二次风系统，一次风是保证流化床内料层的正常流化，二次风是满足床内燃烧补充氧的。循环流化床锅炉的一次风份额一般为50%一60%，密相床的燃燒份额受流化速度、燃料粒径、性质、床层高度、床温等影响，在上述数值的上下波动，其余的燃料则在炉膛上部的稀相床悬浮燃烧，氧不足的由二次风来补充供给。在燃用烟煤、贫煤和无烟煤时密相床燃烧份额高达75%一95%，，燃烧需要的空气主要以一次风送入床层。所以，不同的炉型、燃用不同的煤质、其燃烧的风量控制和配比也不相同。
图1 流化床锅炉风量与风板风帽及料层阻力关系曲线
图1中1为在一定料层的最佳运行风量；1′为欠风量运行，欠风量运行则是密相床中不正常的的分层流化燃烧，长时间在此工况下运行，将会导致密相床局部高温结焦，造成停炉；1″为富风量运行，富风量运行则是密相床中风量过大，从气固比概念上讲，则是密相床中风量过大，物料太少，长时间运行，将会导致密相床中温度降低，造成灭火事故。
综上所述应在运行调试时根据风板风帽阻力及风量绘制风量一阻力关系曲线并标定出最佳运行风量1点，在运行时作为司炉运行人员的依据。
二、流化速度和炉型、煤质的关系
循环流化床锅炉密相床中有带埋管和不带埋管两种布置方式，带埋管布置方式，燃料在密相床中放出的热量一部分，由床内或由循环物料将其转送入炉膛上部，由稀相床的受热面吸收。其余部分由烟气带出炉膛，由布置的埋管吸收。若流化速度（风量）控制不当，将直接放热量和吸热量的不平衡，引起炉温过高而结焦或炉温过低而熄火。如炉内不布置埋管，密相床放出的热量主要靠循环床物料带到稀相床的受热面吸收或由烟气带出炉膛。若分离器直接布置在炉膛出口，则很难达到高循环倍率。如按高循环倍率选取炉型，流化速度控制过低可能因锅炉运行时密相床床温过高而限制给煤量的增加，造成锅炉不易达到设计出力。如床内布置埋管，则密相床就放出的热量可由埋管吸收一部分，运行时流化度可相对控制低一些；如分离器设在过热器中间或后面，则分离下来的循环物料温度比炉膛温度低得多（一般低100℃一200℃）单位质量循环物料的吸热能力加大，因此，从炉内放热条件看，也可以选用较低的循环倍率）。
三、颗粒特性对锅炉燃烧的影响
目前国产的和对其它炉型进行改造为低倍率循环流化床锅炉，对燃煤颗粒度的要求一般为0～8mm，0～10mm，0～12mm，然而对颗粒组分却要求的较少，主要原因是国家还没有定型的流化床燃煤制备设备，现有非标燃煤制备设备难以保证颗粒组分的要求。其结果：
1.由于粗颗粒较多，粗颗粒将沉浮于燃烧室下部燃烧，造成密相床燃烧份额过大，炉床超温结焦；运行中为避免结焦，减小给煤，导致锅炉出力降低。为防气上粗颗粒煤沉底引发事故，通常大风量运行，不仅在额定负荷下风门全开，而且在低负荷时也不关小风门，这种大风量的运行方式，不仅引起烟气量、烟温的变化，还会因大风量而造成扬析量增大、密相床的燃烧份额减少、飞灰浓度增大等变化，影响到汽温的增高。因此，运行时操作风量应适当，以免锅效率降低和汽温的不正常升高。大风量运行，如对床内温度监视不够，也可能将运行的锅炉炉火吹灭。
2.当煤种变化时，燃煤粒反应随着改变。例如锅炉设计煤种为褐煤，当煤种改变为贫煤或无烟煤时，燃煤颗粒应细一些。因褐煤具有热碎性，进入炉膛后将受热破碎。贫煤和无烟煤则不具备这一特性。颗料太大不但影响燃烧还将改变炉内温度场，偏离原来的工况。
3.运行时，如果颗粒组分中粗颗粒比例较多则床层加厚，阻力增大。若运行中经常排渣，降低床层厚度，将增加灰渣物理热损失和运行人员的劳动强度；若增大一次风压（风量），则电耗增高；同时大颗粒在炉内运动速度增大，加剧了炉内中下部受热面的磨损。
4.运行时如果颗粒组分中细颗粒比例较多，则床层不容易建立，密相床的温度难以维持，即使能维持密相床的燃烧温度，较细的颗粒将被扬析，加大尾部受热面的磨损，难以保证锅炉烟气出口的粉尘排放要求。
总之，严格控制燃煤颗粒组分是循环流化床锅炉保证正常燃烧和出力的重要指标。资料介绍3mm以下粒度的煤占70%～80%，lmm以下占50%是颗粒度最佳组分。由于循环流化床锅炉在密相床中有埋管和没埋管两种布置方一式，在锅炉选型时应注意，如燃用的煤质较差，燃料低位发热值在8630kJk/g以下时，就选用密相床中不带埋管的炉型；如燃料低位发热值在8630kJk/g以上时，就选用密相床中有埋管的炉型。
四、分离器效率与循环倍率的关系
如上所述，燃料粒度的大小会影响运行的风量（风压）、扬析率、飞灰浓度、燃烧份额等。而分离器与循环倍率有直接关系；循环倍率R=η/（1-η）。R为循環倍率，η为分离器的效率。分离器效率与循环倍率是一一对应的关系，而且分离器的效率如果大于90%以上，循环倍率变化非常大，而分离器的效率与床料的粒径有紧密关系，要采用高循环倍率必需燃用较细的物料粒径，而国外一些高倍率循环流化床锅炉采用的物料颗粒粒径最大为3mm，平均粒径d=176pm～141pm，而目前国内锅炉制造厂家给出的燃烧物料粒径为0～8mm，0～10mm，0～12mm，只能采用低循环倍率，在选型时如果燃用煤质较好，最好选用带埋管的低循环倍率锅炉。■