循环流化床燃烧与调整

循环流化床燃烧与调整

2011-04-15 11:54:03| 分类： 电厂锅炉 | 标签： |字号大中小 订阅

循环流化床(CFB)燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、二氧化硫.氮氧化物排放低、石灰石在炉内脱硫、脱硫成本低,负荷调节能力强，可在30%-100%保

证燃烧稳定等突出优点.自问世以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。

关键词：燃烧及传热特性 炉内脱硫 料层差压控制 炉膛差压控制 返料温度控制 料层温度控制 气固分离 耐磨浇注料. 循环流化床锅炉由于自身的燃烧特点，在运行操作时不同于层燃炉和煤粉炉，运行中通过热工参数的变化反映出调整要求.现以济南锅炉厂YG-240/9.8-MI型循环流化床锅炉为例（在下面要把这台锅炉的附机配置情况说明，最好配上系统图）,根据几年来对锅炉燃烧调整及现场调试的经验，对循环流化床

锅炉运行参数的控制与调整作了一下简述:

1.循环流化床锅炉总体结构 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装

置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2.循环流化床锅炉燃烧及传热特性 循环流化床锅炉属低温燃烧。运行床温在850-950℃,燃料由炉前四台给煤机,和播煤装置送入炉膛，供风系统设有一次风、二次风，和返料装置用风。一次风由经过预热器出来的热风通过布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；另一路一次风是冷风作为皮带给煤机的密封风,它是防止高温烟气反串烧坏给煤机皮带和燃煤中的水分在给煤机内产生水蒸气与细小的煤灰黏结在给煤机皮带上,造成给煤机皮带跑偏。二次风是经过预热器的热风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬。返料风是保证气固分离器分离下来的循环物料及时的返入炉膛.燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开床面进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离， 被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的竖井受热面吸热后，进入电除尘器,烟气中的粉尘通过电离后排入大气。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热

方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。

3.循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整

3.1料层温度

料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度100mm，下床温共4只。中床温3只,上床温2只，避免了因某个测点损坏造成误操作。运行过程中加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在850℃-950℃之间，温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故；温度太低燃烧不稳且容易灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃，最低不应低于800℃。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及二次风量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时，应适当减少给煤量、相应增加一次风量，使料层温度降低；如料层温度低于800℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一二次风量，使料层温度升高，一旦料层温度低于700℃，应投油助燃，尽快提高炉温，若助燃无效应做压火处理，需待查明温

度降低原因并排除后再启动。

3.2返料温度

返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节平衡料层温度的作用,其返料温度较高，一般控制返料温度低于料层温度50℃左右，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度，温度过高有可能造成返料器内结焦，特别是在燃用较难燃的无烟煤时，因为循环物料含可燃物较高，循环物料在返料器中燃烧,温度控制不好极易发生结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。返 料温度可以通过调整给煤量和降低床温来调节，如温度过高，可适当减

少给煤量并加大返料风量，同时检查返料器有无堵塞，及时清除，保证返料器的通畅。

3.3料层差压

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的水冷风室和料层上部的压力差值作为料层差压的监测数值，在运行中都是通过监视料层差压值来确定料层厚度的。在送引风量不变的情况下料层越厚，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，如料层厚度过大，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火，料层太薄，会引起床温不匀（高点过高、低点过低）且制约锅炉的带负荷能力。一般来说，料层差压应控制在7000-9000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过调节炉底冷渣机的转速方法来调节,使料层维持在规定的范围内，同时，根据煤的粒度和成分确定最佳料层差压值，

以达到锅炉经济燃烧的目的。

3.4炉膛差压

炉膛差压是一个反映炉膛内固体循环物料浓度的参数。通常将所测得的密相区上部与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高，因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求，来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制，一般炉膛差压控制在500-1500Pa.炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中，如果物料循环停止，则炉膛差压会突然降低，因此在运行中需要特别注意。 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，根据前面提到的循环流化床锅炉燃烧及传热的特性，返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用，因为在炉膛里，返料灰实质上是一种热载体，它将燃烧室里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此有较高的传热系数，(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。 另一方面，返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系，也就是说，分离器的分离效率越高，分离出的烟气中的灰量就越大，从而锅炉对负荷

的调节富裕量就越大，操作运行相对就容易一些。

4.风量的调整

在锅炉运行过程中，许多用户往往只靠风门开度的大小来调节风量，但对于循环流化床锅炉来说，其对风量的控制就要求比较准确。 对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下，相应地调整二次风。因为一次风量的大小直接关系到流化质量的好坏，循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验，并作出在不同料层厚度(料层差压)下的临界流化风量曲线，在运行时以此作为风量调整的下限，如果风量低于此值，料层就可能流化不好，时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主要是依据烟气中的含氧量多少，通常以过热器后的氧量为准，一般控制在3-5%左右，如含氧量过高，说明风量过大，会增加锅炉的排烟热损失q2；如过小又会引起燃烧不完全，增加化学不完全燃烧损失q3和机械不完全燃烧损失q4。如果在运行中总风量不够，应逐渐加大二次风量和引风量维持炉膛压力，满足燃烧要求，并不断调节一二次风量，使锅

炉达到最佳的经济运行指标。 5.循环流化床锅炉存在的问题及解决方法:

1.循环流化床锅炉的磨损

循环流化床锅炉典型特征是烟气流速较高,烟气中灰的浓度大，颗粒粒径大，因而对炉墙的冲刷严重 。在循环流化床锅炉中容易磨损的主要部位有：承压部件、内衬、旋风分离器、布风板、返料装置及水冷风室。影响磨损的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循环方式、运行参数、受 热面结构和布置方式。 其解决措施是：选择合适的防磨材料及浇注料；采用合理的结构设计；对材料表面进行特殊 处理，锅炉磨损严重部位应增加防磨衬垫；运行人员加强对锅炉燃烧参数的调整，控制床温变化幅度在允许值；注意煤质

质量。 2.浇注料脱落

锅炉频繁的启停、不恰当的养护措施可能导致炉内浇筑料在膨胀和收缩过程中的脱落。炉内 浇筑料应根据炉内不同部位的温度、磨损条件、耐磨材料的性质、抗震特性、热膨胀性及价格因素综合考虑，选择既耐磨又具有较强结合强度材料,耐火材料的浇注需要有资质的专业 施工队伍进行。对耐磨材浇注料脱落部位进行修补前，应将原来的浇注料尽量打掉，使之露出抓钉，对缺少抓钉的部位应进行补焊后方可进行修补，修补后的部位应进行固化烘干。在 时间允许的前提下，烘炉前应对大面积更换的耐火材料进行自然干燥，在耐火材料的养护阶段应特别注意耐火材料的养护。不能过度追求经济利益而缩短养护时间，应严格按照

材料的 养护措施进行。 3.循环流化床锅炉膨胀问题

锅炉炉膛、旋风分离器、尾部烟道有不同的膨胀中心，因此锅炉的许多部件连接采用了膨胀节连接，如锅炉到旋风分离器进口、旋风分离器出口到水平烟道等。锅炉在冷态和热态时部件之间的不同膨胀度，膨胀节恶劣的工作环境，锅炉负荷的升降导致的床温变化，锅炉频繁 的启停，使膨胀节容易在交变应力下损坏，因此运行中应加强对床温的控制。各膨胀节特别是床下水冷风室和回料系统的膨胀节，在金属膨胀节能够满足各方面的膨胀要求时，应考虑 换成金属膨胀节；充分利用停炉机会，对膨胀节进行检查、修补、更换。非金属膨胀节设计应考虑通风以及防止积灰和煤粉导致损坏；在锅炉设计时应考虑对不同的膨胀进行补偿。 在这些故障中，不难看出，锅炉的燃料导致了许多故障。因此，在锅炉大型化设计时， 应考虑对燃料预处理做出优化设计，如使燃料的水份降低，煤质更具有宽筛分特点，进一步降低煤中煤矸石含量等。通过燃料的预处理改善燃料特性，将直接降低冷渣器、J阀（旋风 分离器）、给煤系统、锅炉的磨损等故障率，使锅炉的可用率得到保证。以上参数对循环流化床锅炉安全稳定运行是非常关键的。在运行中还要结合所燃用煤质及当时负荷的情况，严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度，通过不断调整给煤量,风量

及返料量，使锅炉达到最佳的运行效果，最大限度的发挥循环流化床锅炉高效节能的优势。