循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制與調整

循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制與調整摘要：通過分析循環(huán)流化床鍋爐燃燒及其傳熱特性，介紹了循環(huán)流化床鍋爐運行的主要技術參數關鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐燃燒；控制；調整導言近年來，由于循環(huán)硫化床鍋爐大容量、高參數、燃用劣質煤、機組適應性較強、項目容易核準等特點，近年來受到電力行業(yè)的特別青睞。但隨著循環(huán)流化床鍋爐容量和參數等級的不斷發(fā)展，循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運行也成了重要的技術難題，日益引起了人們的高度重視。目前循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運行受到干擾的因素主要包括原材料的選擇、設計理念、制造工藝、安裝水平、運行操作技能、燃料的種類和質量等等因素。雖然目前幾大鍋爐廠采用的設備都具有世界先進水平的燃燒和流化技術，能耗方面也有了降低，但是對于安全運行的制約因素等依然要加大研究和摸索力度，在對策的尋求上不能掉以輕心。1.造成循環(huán)流化床鍋爐不穩(wěn)定運行的因素循環(huán)流化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒技術。國際上這項技術在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領域已得到廣泛的商業(yè)應用，并向百十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國內在這方面的研究、開發(fā)和應用也逐漸興起，已有近千臺循環(huán)流化床鍋爐投入運行或正在制造之中，未來的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個重要時期。煤種和煤質的影響循環(huán)流化床鍋爐運行的動力來源于原煤。原煤首先作為一種不能循環(huán)利用，且損耗較大的燃料，進入燃燒系統后，容易出現煤質的變化，與設計的煤種的要求發(fā)生偏離。例如煤種的發(fā)熱量按照鍋爐的設計熱量應為5323KCAL/KG，但是真正進入鍋爐后，實際的煤質發(fā)生了變化，發(fā)熱量大幅度降低。這是由于煤中的雜質等較多，因此不同煤質的煤種燃燒的特性也不同，呈現了不同的揮發(fā)份，導致爐內的燃燒工況出現了問題，受到的影響較大。煤種、煤質對鍋爐系統產生不穩(wěn)定因素的危害如下：由于煤質的不穩(wěn)定，投入鍋爐后，出現了很多參數的變化，如床溫、床壓、蒸汽溫度、氣壓、料層的差壓等，由于參數的變化影響了鍋爐的穩(wěn)定性和經濟性，導致了一些參數由于調整的不及時出現了超限的情況，被迫降低負荷，或者停機。一般進入鍋爐使用的入廠煤的來源眾多，不同煤礦產生的煤的發(fā)熱量也不同。不斷變化的發(fā)熱量使得在燃運配煤的時候就難以均勻地掌控。進入鍋爐燃燒的時候，由于煤的摻配不能滿足鍋爐燃燒穩(wěn)定的需要，因此通過給煤機進入爐膛燃燒不夠穩(wěn)定。對于高揮發(fā)份的易燃煤種來說，其在爐膛上部釋放的熱量較多，爐膛上部的燃燒份額比較大，需要較高比例的二次風來補充燃料燃盡所需的氧量，在實際運行表現：鍋爐下層床溫偏低，運行調整中適當降低一次風量來提高床溫，提高二次風率以保證燃燒穩(wěn)定。對于低揮發(fā)份的難燃煤種來說，其熱量較多地釋放在爐膛下部，爐膛下部的燃燒份額比較大，因此需要較高比例的一次風率來提供一定的氧氣并將釋放出來的熱量帶到爐膛上部。爐內風速引發(fā)受熱面磨損而出現爆管的影響由于循環(huán)流化床鍋爐內的受熱面磨損發(fā)生了很大的不同，出于磨損機理和煤粉爐的構造，大量的煙氣和固體顆粒在上升過程中沖刷著水冷壁管。再加上內循環(huán)的作用，固體顆粒沿著爐膛出現很大的回落，水冷壁管的磨損帶來了劇烈的沖刷。由于風量的加大，爐內的燃燒非常劇烈，水冷壁的磨損量也較大。煙氣內的顆粒燃燒后，由于濃度較大，因此帶來的水冷壁磨損加大，顆粒的數目也增大。管壁的撞擊和沖刷出現了劇烈的變化。在運行中，床層的密度和差壓發(fā)生了很大的變化。顆粒的濃度增大，磨損量也在增大。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒導致了固體物料的密度增加了數十到幾百倍。1.3給料系統的影響鍋爐的入爐煤沒有經過風熱干燥處理，因此煤中的水分等結構無法按照入爐煤的特點進行設計。給很多鍋爐運行帶來了堵塞的問題。煤的不穩(wěn)定造成了床溫和負荷的波動，出現堵煤、卡煤等情況，煤的水分大，顆粒小帶來了一系列的難以下料的棚煤問題。特別是在雨季，一個鍋爐的運行班次如果發(fā)生多次不暢，就會帶來人力物力的浪費。給煤不暢造成的危害包括：由于鍋爐的出力不穩(wěn)定以及給煤的不暢通，帶來機組的處理不足的問題，使得電量發(fā)生了違約。鍋爐的運行工況的不穩(wěn)定，使得煤的不暢增加了變工況的次數，出現了煤線的給煤不暢，使得爐內的保溫材料不斷地收縮和膨脹，保溫材料發(fā)生了裂紋，加劇了爐膛燃燒條件的惡化，影響安全運行。給煤不暢還可能造成爐內工況的激烈變化，導致負荷發(fā)生了減少，調整的難度也不斷增加。運行的值班人員的懈怠也會給給煤不暢帶來便利，導致其他方面的工作也有了不安全情況。2循環(huán)流化床鍋爐主參數控制與調整2.1床層溫度床層溫度是指鍋爐密相區(qū)的床料溫度。該溫度測點布置在鍋爐前后墻，一般各有10個溫度測點，是判斷鍋爐燃燒情況的重要參數。運行中，司爐主要根據床層的溫度對燃燒情況做出判斷，從而調整相應的風量、煤量以及排渣量。運行中的床層溫度一般控制在870?940C，這樣，既能保證物料完全燃燒，又可減少二氧化硫及氮氧化物等有害氣體的產生，達到高效清潔燃燒的目的。返料溫度返料溫度是指通過返料系統重新進入爐膛燃燒的物料溫度。返料溫度對于循環(huán)流化床床溫的控制起到至關重要的作用。一般通過調整返料量來實現降低床溫的目的，返料量可通過調節(jié)返料風機出力，爐膛負壓來調節(jié)。返料灰溫可通過調節(jié)給煤量，一二次風量的手段來調節(jié)。另外，運行中也應密切注意返料腿溫度及壓力，保證返料正常不堵塞。料層差壓料層差壓是反映爐膛密相區(qū)物料量的參數，料層差壓是表征流化床料層高度的物理量，一定的料層高度對應一定的料層差壓，料層厚度越大差壓值越高。在燃燒過程中，料層差壓決定了床料的流化質量。因此在運行中要密切注意料層差壓。料層差壓可通過一次風量的大小以及冷渣器的出力來調整。爐膛壓差爐膛壓差是指密相區(qū)的壓力和爐膛出口的壓力差，是表示爐膛稀相區(qū)顆粒濃度的重要物理量。一定的顆粒濃度對應一定的爐膛差壓，爐膛差壓越大，稀相區(qū)顆粒濃度越大，循環(huán)灰量也越大，相應的受熱面的傳熱量也越大。一般來說，鍋爐所帶負荷越高，相應的爐膛差壓也越大。正常運行中，爐膛差壓一般控制在0.3~1.5kPa之間。另外，爐膛差壓也對分離器的分離效率有影響，差壓越大，旋風分離器的分離效率也越高。返料量返料量的大小直接決定了爐膛的床層溫度及鍋爐的燃燒效率，因此返料量是參與鍋爐燃燒調整必不可少的因素。返料系統內部由水冷壁組成，在物料回收過程中將熱量傳遞給水冷壁吸收，從而降低的物料溫度。在運行調整中，如果床溫過高，可通過加大返料風機的出力，加大返料風來增加進入爐膛的低溫物料，防止鍋爐高溫結焦。另外，返料量也決定了床層壓力。結語以上參數都是循環(huán)流化床鍋爐運行過程中的重要監(jiān)視參數，各個參數都反映了鍋爐的燃燒情況，各參數彼此之間又是互相彼此關聯的。在實踐運行操作中，應根據不一樣的煤種、煤的含硫量以及煤粒的粗細，對鍋爐的運轉參數進行及時地調整，做到勤調、微調、細調，使鍋爐一直到達高效率燃燒的運行