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摘要：锅炉燃烧工况的好坏直接影响锅炉的安全、稳定及长周期运行，同时还与发电机组的负荷和经济效益密切相关。本文从分析循环流化床锅炉的燃烧入手，简要论述了影响循环流化床锅炉正常燃烧的相关因素及其控制与调整方法，对循环流化床锅炉的安全、经济运行有一定的指导意义。
关键词：循环流化床；锅炉燃烧；调整方法
1循环流化床锅炉的优缺点
1.1循环流化床锅炉的缺点
第一，循环流化床锅炉所用燃料颗粒不均，普遍较粗。燃料越粗，越不易燃尽，因而机械不完全损失较大；第二，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；第三，循环流化床锅炉在运行中应保证一定厚度的料层，以确保良好的沸腾工况，因而要进行排渣导致部分热量被放掉，增加了灰渣物理热损失。
1.2循环流化床锅炉的优点
循环流化床锅炉的重要优点是燃料适应性广，不仅可以燃烧石煤、煤矸石等一些劣质燃料，还可以燃烧各种生物质燃料；此外，循环流化床锅炉燃烧效率与强度高，负荷调节范围大且快；其优点还有：将吸收剂（石灰石）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流化床燃烧及传热特性
循环流化床锅炉各区域燃烧状况不尽相同，相对煤粉炉而言，整体属低温燃烧。首先，燃料经给料系统经进入炉膛燃烧，炉膛配风一般设置一次风和二次风，一次风经布风板增压进入炉膛，保证物料流化的同时，提供少许氧量且控制床温；二次风沿炉膛高度分级多点进入炉膛，其主要作用是提供燃料燃烧所需的大部分氧量，并起到扰乱稀相区物料的作用。炉膛内的物料在一二次风的作用下，产生剧烈的扰动和碰撞，一部分物料由一次风带离密相区进入稀相区，较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动而形成内循环，而较轻的颗粒随烟气进入旋风分离器，形成气固两相流。进入分离器的混合烟气经过气固分离，分离出来的颗料经返料器送回炉膛进行二次燃烧为外循环，烟气则与对流烟道内的受热面进行换热，通过除尘装置净化后排入大气。正因为循环流化床锅炉配备高效率的分离装置，使得被分离下来的细颗粒又被送回炉膛燃烧，确保炉膛内始终有高浓度的循环灰，因此炉内不仅有传统的辐射传热方式，还有对流传热方式，极大地提高了炉膛的传热系数，大大提高了流化床锅炉带负荷能力。
3运行中锅炉主要参数的控制与调整方法
循环流化床锅炉燃烧的稳定性主要表现为正常的料层差压、稳定的流化风量、适宜的床层温度以及合理的循环倍率（单位时间内物料的循环量与进入炉膛物料的比值）。在循环流化床锅炉运行过程中，对影响燃烧稳定性的主要因素进行分析，同时对锅炉安全、稳定、经济运行提供燃烧调整的建议与方法。
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3.1床温调整
一般来讲，床温是指炉膛密相区内物料的整体温度，是关系到锅炉安全稳定运行的一个重要参数。广义的床温是指参与循环的物料在各循环段的温度，任何一段温度超出允许范围，都会对锅炉的正常燃烧造成恶劣影响，甚至可能导致停炉；运行中要加强对床温的监视，生物质燃料燃烧时床温一般控制在750℃-950℃，不得高于980℃，严禁超过1000℃，最低不应低于650℃；温度过高可能造成床层结焦，温度过低则影响燃料燃烧及炉膛灭火；运行中当床温发生变化时，可通过调节一次风量、给料量、返料量，控制床温在正常范围之内。其中，一次风风量对床温有较大影响，可在短时间内快速提高或降低床温。如料层温度过高时，应减少给料量、相应增加一次风量、加大返料量（降低返料温度）及提高床层厚度的方法，使料层温度降低；如床温逐渐降低并低至700℃时，应首先检查是否有断料或堵料情况发生，如果未断料则适当增加给料量，减少一次风量，使床温升高，也可改变燃料性质来提高床温；若床温继续下降时，应立即投入油枪运行，必要时压火处理，查明原因后再启动，若扬火不成功，应按正常点火程序进行。
3.2风量调整
循环流化床锅炉的风量控制要求比较严格，正常运行时必须保证一次风量高于冷态临界流化风量，视床温调整一次风，根据氧量调整二次风，同时注意控制炉膛负压。根据不同料层厚度冷态试验绘制临界流化风量曲线，并以该数据作为热态最低流化风量的依据之一；如果一次风量低于临界流化风量，料层可能流化不好，时间稍长会造成热量无法被带走导致结焦，同时使得燃烧所需氧量不足，造成大量燃料燃烧不充分，锅炉损失急剧增大；一次风量太高，可能造成床层被吹穿，流化状态被破坏，同时，烟气流速也较大，对受热面磨损加剧。
二次风量根据烟气中含氧量的多少来调整，一般控制在4%-6%之间，如果含氧量过高，说明风量过大，会增加锅炉的排烟热损失；如果含氧量过小，又会引起燃烧不完全，增加化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失；运行中应密切监视床温与氧量的对应关系，通过调节一、二次风量及配比，使燃料在炉膛内充分燃烧。
3.3料层差压调整
料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数，其为风室压力与布风板阻力之差，运行中通过监视料层差压值来判断料层厚度大小。料层越厚，测得的差压值亦越高。在锅炉运行中，料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量，如料层过厚，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火，料层过薄，蓄热量不足，燃料品质的变化容易影响正常燃烧。对于生物质锅炉而言，料层差压一般控制在6.0-8.0KPa之间。料层厚度（即料层差压）可以通过冷渣器排渣或事故放渣的方法来调节。在使用过程中，应根据燃料品种设定一个料层差压的上限和下限作为排渣开始和终止的基准点。
3.4返料量调整
控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处，在整个锅炉内外物料循环中，返料量的大小对锅炉的燃烧起着举足轻重的作用。在炉膛及返料器内，热量通过热辐射和对流传热两种方式进行传递，循环灰量越大，携带的热量越大，整个传热系统的传热就越均匀，传热系数也越大；如果出现了返料不畅等故障，导致参与循环的物料量大幅减少，不仅影响床温控制，还会对锅炉的正常运行造成极大影响，必须尽快处理。所以，通过调整返料量不仅可以控制料层厚度和温度，还能进一步调节锅炉负荷。
另一方面，返料量的多少还与锅炉分离装置的分离效率及返料系统风量调整是否得当有着直接关系。分离器效率越高，返料量越大，越容易调节锅炉负荷，此外，还可通过调节返料风量、一次风量及入炉燃料颗粒特性来控制返料量。
4总结
综上所述，循环流化床锅炉的燃烧特性，有利于提高燃烧效率、调节锅炉负荷，更有利于环保。在循环流化床锅炉的运行中，我们要充分了解燃料品质特征、燃烧特性及各重要参数的控制调整方法，根据实际情况合理控制燃烧工况，保证锅炉安全、稳定、经济运行。
参考文献
[1]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[M].北京：中国电力出版社，2002.
[2]刘德昌等.流化床燃烧技术[M].水利电力出版社，1995.
[3]王松岭等.循环流化床锅炉优化燃烧调整试验研究[J].电站系统工程，2010，26（6）：51-53.
论文作者:刘军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/27
标签：锅炉论文; 流化床论文; 炉膛论文; 风量论文; 燃料论文; 物料论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;