摘要：与传统的锅炉相比，循环流化床模式的锅炉有非常多的优势。这种新兴的模式，其不仅能够达到国家节能环保的要求，而且在对燃料的使用方面可以实现更高的利用率，因此，在近几年引起了行业中越来越多企业的重视。但是由于其在运行的过程中会出现磨损以及管道爆裂的情况，因此，如何促进其既安全又稳定的运行，成为许多企业最关心的问题，主要对影响循环流化床模式的锅炉既安全又稳定的运行的因素进行分析，并针对这些因素提出相应的对策。
关键词：循环流化锅炉；燃烧控制；优化
引言
循环流化床锅炉（CirculatingFluidizedBedBoiler）燃烧技术是一种新型清洁燃烧技术。与常规燃煤锅炉相比，燃料燃烧方式的不同是CFB锅炉最显著的特征。燃料之所以能够进行充分燃烧，是因为处在流化状态进行化学反应，极大的提高了燃烧效率。此外其燃烧方式有以下特点：燃料制备系统相对简单、燃烧温度比较低、适合石灰石与SO2发生反应、有物料循环系统。CFB锅炉燃烧技术具有炉内直接脱硫和燃用劣质煤种的独特优势，是国内外发展洁净煤燃烧技术的重点。
1简述循环流化床模式锅炉
在工业生产过程中，采用循环流化床模式的锅炉是洁净煤燃烧技术使用程度最高的一种模式。对于工业的发展，目前首要考虑的问题，就是其是否具备节约能源并且保护环境的特点。循环流化床模式的锅炉对环境和节能具有很大的促进作用，其可靠性高并且非常的稳定，对于燃料的利用率非常高，具有最好的环保特性。在燃料的选择上具有广泛的适应性，而传统的锅炉要对于燃料煤的要求性非常高，一旦燃料质量不够好，就会极大影响锅炉燃烧后产生的能量，而这种新兴的锅炉，对于劣质燃料也可以很完美的使用，这几年受到了国内的广泛关注。其采用的燃料主要是流态化的燃料，结构主要由燃烧燃料的部分和循环回炉两个大的部分构成。在进行燃烧的过程中，锅炉主要采用的是床下点火之后升级燃烧的模式，使得即使锅炉燃烧的过程中使用的燃料不同，对于燃料的燃烧率依然可以有效地保持在98%以上，这极大提升了燃料的使用率，并且降低了燃料的损耗，实现了节能减排的目标。循环流化床模式的锅炉烟风系统的组成，主要是由循环硫化床锅炉的风系统和烟风的系统共同构成。在进行燃烧的过程中，通常会包括一次风、二次风以及三次风，而烟风系统主要包括了回料风石灰石的输送风和冷却为目的的风。流态化在整个燃烧过程中主要体现在：在燃烧的过程中，如果固体颗粒之间有流体通过的时候，伴随着流体的速度不断增大颗粒的运动速度也开始变大，颗粒和颗粒之间的摩擦力也变得越来越大，直到达到颗粒间的摩擦力和重力相等之后，每个颗粒粒子都可以实现自由的运动，这也就是流态化名称的来源。
2循环流化床锅炉燃烧系统组成
2.1床温控制系统
床温控制系统是CFB锅炉特有的控制系统。床温直接影响着炉膛内脱硫效率和脱硝效率，经过多次试验验证得到它的最佳温度范围是850~950℃，在此温度条件下可以保证燃料充分的燃烧。床温通过给煤量大小和一次风量大小来调节。床温是随负荷动态变化的：负荷较低时，燃烧不充分，效率大幅降低。负荷较高时，床温的数值很可能超过炉膛所能承受的最高温度，对CFB锅炉设备造成损坏。另外也必须考虑床温与其它参数之间存在的耦合问题，尤其是与主汽压力之间存在着较大的耦合关系。
2.2二次风压控制系统
二次风系统是CFB锅炉的重要系统。二次风压的大小会直接影响主汽压力、主汽温度等重要参数，也极大影响着机组运行的经济性为了在机组升降负荷过程中获得更好的动态性能，达到二次风机出力的灵活性。
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3循环流化床锅炉燃烧控制系统优化
3.1给煤量控制系统
给煤量控制的设定值由两部分组成，其一是锅炉指令经函数发生器后产生燃料信号，其二是由经氧量校正的总风量信号经过函数发生器后产生当前风量条件下的最大给煤量，然后将这两个信号通过小值选择器，得到给煤量的设定值。这样设定的目的就是减负荷时先减煤后减风，而升负荷时先加风后加煤，保证在任何工况下锅炉的富氧燃烧。因此PID调节器中的两个输入变量就是给煤量实测信号与设定值信号，输出相应的指令去控制给煤机转速，以此来增减给煤量。CFB锅炉燃烧过程直接与给煤量大小有关，常规的给煤量控制系统不能保证机组在升降负荷时有较好的动态性能，因此必须对原有的控制方案进行优化。为加快系统的响应速度，加入一些前馈信号如煤质校正信号、主汽压校正信号、负荷对应基准煤量信号以及燃料信号。煤质校正（又称热值校正或者BTU校正）前馈信号，由于CFB锅炉燃烧的是掺有许多杂质的劣质煤，这样就导致煤的发热量不一样，相同热量情况下所需要煤的重量是不一样的，可以直接消除煤质对系统的影响，保证锅炉高效的运行。主汽压前馈信号的加入是为了增加控制系统对主汽压的跟踪性能。加入负荷对应的基准煤量前馈信号，其原因是机组的调峰特性：为保证跟踪AGC指令的快速性，实现变负荷时的响应能力，将各负荷下对应的合理给煤量作为基准煤量，实现动态和稳态的精准控制。
3.2水冷壁的保护
首先，由于水冷壁管道的使用离不开水的配合，因此在进行水质的选择上，应当使水质尽量达到相关的标准和规定，尽量避免管道壁上产生水垢的现象。其次，对于管道产生腐蚀的情况，可以采取在水冷壁管道上喷涂氧化铝材料，增强管道抵抗腐蚀的能力，还可以选在燃烧过程中尽量减少硫化元素的产生，并降低其浓度，各个单位在燃烧的过程中，可以尽量采取脱硫的方法来保护管道不受腐蚀。最后，一旦水冷壁出现损坏，应当及时检查其损坏程度，如果损坏程度不是很严重，可以继续进行工作，并且经过相关人员的评估，故障位置不会继续扩大，那么可以对其管道进行维护后，采取适当地降低其负荷量的方法后，继续投入使用。这就要求各个锅炉管理单位应当定期对水冷壁进行检查和设备维修，以延长其工作的质量，杜绝安全隐患的产生。
3.3防止回流阀堵塞
要想解决回流阀的堵塞问题，在选购的过程中，应当选择质量合格和风帽开孔大小合适的的回流阀，尽量从源头上解决其可能产生堵塞的问题，使得通风性能可以良好。一旦发生堵塞的情况，应当及时关闭回流风的阀门，利用下部的排位管道，放掉冷灰的处理之后，再采用间断性的送风方式，重新投入到回流阀中。保证循环物料的正常使用，为了避免回流阀的堵塞，应当及时将其中的各种物料的温度情况进行考察，并且根据其温度情况选择合适的风量。
3.4二次风压控制系统
二次风压的大小直接影响二次风机的出力，同时影响着锅炉燃烧过程中的重要参数如床温、床压、燃料量等。二次风压采用单回路控制，风量测量与设定值得差值信号作为PID控制器的输入，PID控制器的输出为液耦控制指令。二次风压自动控制可实现手自动无扰切换，自动状态时，液耦手操器始终跟踪自动控制器的输出；手动状态时，PID控制器输出跟踪液耦开度。在自动状态时，运行人员可手动对二次风压的设定值进行调整。
结语
CFB锅炉流动、燃烧的规律性相较于燃气锅炉差，且运行工况复杂，易造成系统故障停车。通过采用系统方法研究与优化改进，泸天化找准了适合其CFB锅炉的检修维护措施、技术标准和最佳运行参数，通过有计划的预防性检修和严格的日常运行管理，有效提升了CFB锅炉的连续运行周期，起到了为化工装置稳定、长周期运行保驾护航的作用。
参考文献
[1]吕红.循环流化床锅炉设计运行中的常见问题及改善措施[J].科技创新与应用，2017（14）：135.
[2]赖清睿.浅谈循环流化床锅炉运行中常见问题及解决措施[J].科技经济导刊，2018，26（35）：121.
论文作者:苑小强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年10期
论文发表时间:2019/10/30
标签：锅炉论文; 燃料论文; 流化床论文; 信号论文; 风压论文; 过程中论文; 负荷论文; 《当代电力文化》2019年10期论文;