（山西京玉发电有限责任公司 山西省右玉县 037200）
摘要：装备大量循环流化床锅炉机组，对于优化我国电力结构、改善电力供应品质、提高我国整体资源利用效率以及降低污染物排放，发挥着不可替代的作用。锅炉燃烧优化是通过对锅炉燃料供给和配风参数的调整以及对其控制方式的改变等，保证送入锅炉炉膛内的燃料及时、完全、稳定和连续地燃烧，并在满足机组负荷变动需要的前提下，获得最佳燃烧工况的工作，以此来保证循环流化床锅炉燃烧的完全性，提高锅炉燃烧的节能效果。
关键词：循环流化床；锅炉；燃烧控制
现今社会人们对于生态环境更为看重，各行各业都开始了节能降耗工作。在这种形势下，高效低污染的循环流化床锅炉作为新的清洁燃烧锅炉得到使用。这种具有燃料适应性广、负荷调节性能好以及综合利用灰渣等优点的锅炉，广泛应用于城市供电、供热等行业中。但是和传统锅炉相比较，循环流化床锅炉具有多参数、非线性、大滞后和强耦合的特点，燃烧控制过程更为复杂，燃烧过程中有更多的因素会对其产生影响，这样对操作人员以及运行监控人员的要求就高了许多。
一、循环流化床锅炉的特点
循环流化床锅炉的基本特点可概括如下：
1.1低温的动力控制燃烧过程
循环流化床锅炉炉内燃烧温度受最佳脱硫温度的限制，炉内燃烧温度一般被控制在820-900℃。该温度低于普通煤的灰擦点，并且此温度范围远远低于普通煤粉炉的燃烧温度，所以避免了灰溶化带来的各种问题。这种低温燃烧方式还使得炉内碱金属析出和结造都低于煤粉炉，在此温度下NOx生成量也大幅下降，而且循环流化床采用的炉内脱硫工艺廉价且高效。
1.2高速度、高通量、高浓度的固体物料流态化循环
循环流化床锅炉内的固体物料（具体有煤粉、残炭、脱硫剂、炭以及惰性床料等）经过由炉膛、旋风分离器以及回料系统所组成的外循环。与此同时，固体物料也经历了循环流化床、锅炉、炉膛内部的内循环。所以物料参与了循环流化床锅炉的两个循环运动即外循环和内循环。整个循环流化床锅炉燃烧过程和脱硫过程均在这两个循环的动态过程中完成。
1.3高强度的热量、动量和质量传递过程
循环流化床锅炉燃烧过程中，大量的固体物料在炉内强烈的湍流下通过炉膛，物料循环量是可以人为操作改变的，而且炉内物料的分布规律也能人为的改变以适应不同的燃烧工况。在这种组织方式下，炉内的热量、动量和质量传递过程非常强烈，也就使得整个炉膛高度的温度均匀分布。
二、循环流化床锅炉主参数控制与调整
2.1床温
CFB锅炉区别于煤粉炉的是燃烧控制的主要参数，是稳定的床温和主汽压力［。床温指由布置在燃烧室内的热电偶监测到的炉膛中各区域内固体物料层的床层温度，一般取各测点热电偶温度的平均值，是CFB锅炉最重要的一个运行参数。床温的高低能直接反应炉膛内的燃烧状况和炉内输入输出热量的平衡关系，取决于各区域内的能量平衡，包括燃煤释放热量，脱硫剂、循环物料、排渣带走热量和各受热面的吸热。如何维持床温的稳定是CFB锅炉稳定和安全运行的关键。
2.2炉膛压差
炉膛压差是指密相区的压力和炉膛出口的压力差，是表示炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压，炉膛差压越大，稀相区颗粒浓度越大，循环灰量也越大，相应的受热面的传热量也越大。一般来说，锅炉所带负荷越高，相应的炉膛差压也越大。正常运行中，炉膛差压一般控制在0.3-1.5kPa之间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，炉膛差压也对分离器的分离效率有影响，差压越大，旋风分离器的分离效率也越高。
2.3料层差压
料层差压是反应炉膛密相区物料量的参数，料层差压是表征流化床料层高度的物理量，一定的料层高度对应一定的料层差压，料层厚度越大差压值越高。在燃烧过程中，料层差压决定了床料的流化质量。因此在运行中要密切注意料层差压。料层差压可通过一次风量的大小以及冷渣器的出力来调整。
2.4烟气含氧量
烟气含氧量决定着炉膛的燃烧效率，为了保证CFB锅炉经济燃烧，通常通过不断改变送风量和给煤量使之达到一个较为匹配的比例，然后由过量空气系数来衡量经济燃烧的好坏，而烟气含氧量能间接显示炉膛的燃烧经济性。因此含氧量也是一个重要建模参数。
2.5返料量
返料量的大小直接决定了炉膛的床层温度及锅炉的燃烧效率，因此返料量是参与锅炉燃烧调整必不可少的因素。返料系统内部由水冷壁组成，在物料回收过程中将热量传递给水冷壁吸收，从而降低的物料温度。在运行调整中，如果床温过高，可通过加大返料风机的出力，加大返料风来增加进入炉膛的低温物料，防止锅炉高温结焦。另外，返料量也决定了床层压力。
2.6残碳量
对于循环流化床锅炉来说，由于燃煤颗粒比较大，刚送入炉膛的煤并没有立刻完全燃烧，一部分会变成焦炭。锅炉燃烧的热量中，当前给煤放出的热量只占一小部分，大部分来自于炉膛内不断循环的焦炭。燃烧室内循环燃烧的残余焦炭称为“残碳”。总风量和给煤量的变化，或者风煤比的改变是残碳量变化的主导因素，而炉膛床温和烟气含氧量能最直观地体现出残碳存量的变化。在一定的风煤比下，炉膛床层温度升高以及烟气含氧量下降可以反映出残碳总量下降；而床温的降低和含氧量的升高则体现出残碳存量升高，所以对残碳量的建模尤为必要。
2.7风量的调整
根据锅炉的特点，从一次风机出来的空气分成3路送入炉膛：第1路，经一次风空气预热器加热后的热风从两侧墙进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的气固两相流；第2路，热风用于炉前分布式多点给煤；第3路，未经预热器加热的冷一次风作为播煤风送入给煤机。二次风从风机出来后，经过环形风箱从炉膛前后墙分上中下层进入炉膛。一次风调整流化、炉膛温度和料层差压；二次风控制总风量。在一次风满足流化、炉温和料层差压的前提下，总风量不足时，可逐渐开启二次风门，随负荷的增加，二次风量逐渐增加，维持正常的炉膛负压及含氧量。一般含氧量控制在3%左右，含氧量过高会造成磨损增大，相应的排烟损失也会增大；含氧量过小，则会造成锅炉燃烧不完全，燃烧效率降低。另外，在运行中，炉膛负压应控制在-50Pa左右，该压力可通过调整引风机的出力来实现。
结语
以上参数都是循环流化床锅炉运行过程中的重要监视参数，各个参数都反应了锅炉的燃烧情况，各参数相互之间又是彼此相互关联的。在实际运行操作中，应根据不同的煤种、煤的含硫量以及煤粒的大小，对锅炉的运行参数进行及时地调整，做到勤调、微调、细调，使锅炉始终达到高效率燃烧的运行状态，充分发挥循环流化成锅炉的节能环保优势。燃烧调整的根本任务是：使燃料所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，保证锅炉安全经济运行。燃烧控制的基本任务可归纳为3点：①维持蒸汽压力稳定。②保证燃烧过程的经济性。③维持炉膛压力稳定。
参考文献
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[3]宫立志.220t/h循环流化床锅炉失效及控制措施研究与应用[D].华东理工大学，2016.
论文作者:赵亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：炉膛论文; 锅炉论文; 流化床论文; 含氧量论文; 物料论文; 温度论文; 风量论文; 《电力设备》2017年第30期论文;