ENN循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)APC優(yōu)化控制介紹

循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)APC優(yōu)化控制介紹1編輯ppt循環(huán)流化床鍋爐特點簡介循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法循環(huán)流化床鍋爐控制難點及技術(shù)分析循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)APC優(yōu)化控制目錄3/28/20242循環(huán)流化床鍋爐(CFBB)到底有那那些優(yōu)點呢?a.CFBB燃燒技術(shù)為潔凈燃燒提供了條件：采用了石灰石脫硫技術(shù).

采用了低溫分段燃燒脫氮技術(shù),有效的降低了NOX的排放量.

b.循環(huán)流化床鍋爐對不同煤種的適應范圍廣

可燃燒高灰分煤、高硫煤、高氮煤、低熱量煤等.c.負荷調(diào)節(jié)范圍大25%～120%MCR。

d.燃燒效率高，可大95%～98%e.熱強度高循環(huán)流化床鍋爐特點簡介3循環(huán)流化床鍋爐特點簡介

CFBB循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐相比較1.煤種

CFB可燃燒高灰分煤、高硫煤、高氮煤、低熱量煤等.

煤粉爐不能：因為高硫煤的T2，T3值一般比較低,為1050~1150℃，而煤粉爐的燃燒溫

度都在1150~1250℃，溫度超過T2，T3值后容易產(chǎn)生高溫結(jié)焦。

2.脫硫工藝

CFB采用了石灰石脫硫技術(shù).(屬于干法脫硫,一次性投資小，運行成本低)

煤粉爐可采用石灰石干法、濕法脫硫技術(shù)一次性投資大，運行成本高。

3.脫NOX

CFB采用了低溫分段燃燒脫氮技術(shù),有效的降低了NOX的排放量.煤在燃燒過程中最佳

脫硫、脫氮溫度為850~920℃,溫度超過950℃后就沒有脫氮效果.

煤粉爐燃燒溫度高,沒有脫氮效果,超出了國家規(guī)定的NOX排放標準.4循環(huán)流化床鍋爐特點簡介循環(huán)流化床鍋爐目前存在的主要問題呢?a.受熱面磨損大.

b.熱膨脹和密封問題.c.風機電耗大

d.熱慣性大、負荷響應特性慢、啟動時不能超過7%MCR/min、

5空氣由下部穿過床料顆粒間隙向上部去,而床料高度未發(fā)生明顯的變化小氣泡聚集成較大氣泡穿過料層并破裂,氣—固兩相混合強烈,如水沸騰狀,稱為:鼓泡床或沸騰床氣固兩相混合強烈,下部密相區(qū)的床料濃度比上部稀相區(qū)的床料濃度大得多,床內(nèi)中間的濃度小于四壁附近的物料濃度,床料上下濃度趨于一致,床料均勻地快速全部噴出床外,稱為:噴流床。如:煤粉爐的燃燒方式.介于流化床與氣體輸送之間的狀態(tài)被稱為湍流床，CFB就是湍流床狀態(tài)流化床的形成循環(huán)流化床鍋爐特點簡介6

1922年，德國科學家發(fā)現(xiàn)：當氣流自下而上進入容器，和顆粒狀的固態(tài)物質(zhì)（?-10mm）均勻混合后，不再具有氣相物質(zhì)的特性；也不再具有固相物質(zhì)的特性；而在許多方面具有液態(tài)物質(zhì)的特性。所以，德國科學家就把這種現(xiàn)象叫“流化狀態(tài)”。固相物質(zhì)氣相物質(zhì)氣固混合物流化狀態(tài)流化狀態(tài)流化狀態(tài)（大于最小流化風速4-5m/s）（小于最小流化風速）（大于最小流化風速）循環(huán)流化床鍋爐特點簡介7循環(huán)流化床鍋爐主要工藝過程

物料系統(tǒng)：在爐膛燃燒室層中，床層底料新燃料（煤）、脫硫劑（石灰石）在一次風

的作用下開始流化、升溫、炸裂、破碎、燃燒；

被煙風帶出燃燒室的粉塵被分離器分離捕捉，由返料設備再返回到燃燒室中，形成了

灰循環(huán)的循環(huán)流化過程；

可簡單分為如下四個階段:

煤顆粒被加熱和干燥—揮發(fā)分的析出和燃燒--煤顆粒膨脹和破裂—焦炭燃燒和再次破裂磨損—再次燃燒

風煙系統(tǒng)：循環(huán)流化床的一次風（大約60%總風量）從爐膛床層底部吹入，推動床料

流化，并且形成還原燃燒氣氛；在一定高度加入二次風，二次風促使燃料的充分燃

燒；高壓風是使返料返回燃燒室，形成循環(huán)回路。

汽水系統(tǒng)：給水經(jīng)過省煤器、汽包、水冷壁、過熱器，向外提供合格的蒸汽。（此

系統(tǒng)與汽包煤粉爐相似）。循環(huán)流化床鍋爐特點簡介8高溫旋風分離U型閥返料裝置密相區(qū)一次風室CFBB爐膛料腿一次風一次風二次風二次風二次風機一次風機引風機除塵器煙囪

尾部受熱面過熱器過熱器省煤器省煤器空預器空預器分離后煙氣CFB鍋爐的主要工藝過程稀相區(qū)煤石灰石循環(huán)流化床鍋爐特點簡介9國內(nèi)鍋爐廠家的循環(huán)流化床鍋爐的特點：1）東鍋：引進芬蘭奧斯龍技術(shù)水冷式布風板，單爐膛結(jié)構(gòu)，雙旋風筒，高溫圓型汽冷式分離器；J閥返料器,鐘罩式

風帽，給煤機前墻給煤,錐型閥放渣技術(shù),選擇性小流化態(tài)風水冷渣方式或滾筒式除渣

器；旋風筒與大床之間采用兩個非金屬膨脹節(jié)連接,中低循環(huán)倍率為25-35。

2）上鍋：引進法國阿爾斯通技術(shù)水冷式布風板,單爐膛結(jié)構(gòu),雙旋風筒,高溫圓型絕熱式分離器；U閥自平衡返料器，鐘

罩式風帽，給煤機前墻給煤，錐型閥放渣技術(shù)，選擇性小流化態(tài)風水冷渣滾筒式除渣

器；旋風筒與大床之間采用三個非金屬膨脹節(jié)連接，分離器錐管，直管段裝有防堵風

管，中低循環(huán)倍率為25-35。循環(huán)流化床鍋爐特點簡介103）哈鍋：引進德國EVT福斯特惠勒技術(shù)水冷式布風板，單爐膛結(jié)構(gòu)，雙旋風筒，高溫圓型絕熱式分離器；U型閥返料器，鐘罩式

風帽，給煤機后墻刮板給煤，錐型閥放渣技術(shù)，選擇性小流化態(tài)風水冷渣方式或滾筒式除

渣器；旋風筒與大床之間三個非金屬膨脹節(jié)，高循環(huán)倍率為33-40，快速床，薄床壓控制。4）杭州鍋爐廠:

早期在35T/H、75T/H鍋爐上采用的是中溫二級分離技術(shù)，即第一級為百葉窗式，第二級

為旋風分離器；

特點：由于第二級旋風分離器的循環(huán)灰溫度為350-400℃，所以主要靠控制回料器的循環(huán)灰

量來控制床溫。

目前在220T/H、440T/H等級的CFB鍋爐基本上采用東鍋引進芬蘭奧斯龍的技術(shù)，

主要特征就是采用了J閥返料器。循環(huán)流化床鍋爐特點簡介115）無錫鍋爐廠：早期在35T/H、75T/H鍋爐上采用的是中溫二級分離技術(shù)，即第一級為百葉窗式，第二級為

旋風分離器；在220T/H等級的CFB鍋爐上即有方型水冷式高溫旋風式分離器，也有圓型汽冷式高溫

旋風式分離器；

在440T/H等級的CFB鍋爐上，采用的是單爐膛結(jié)構(gòu)，雙旋風筒，高溫圓型絕熱式分離

器，U型閥返料器，鐘罩式風帽，給煤機前墻皮帶給煤技術(shù)，錐型閥放渣技術(shù)，滾筒式除

渣器進行除渣；旋風筒與大床之間采二個非金屬膨脹節(jié),中低循環(huán)倍率為25-35。6）濟南鍋爐廠：

在35T/H、75T/H鍋爐上采用的是高溫圓型水冷式旋風分離器；

在220T/H等級的CFB鍋爐上采用的即有圓型水冷式高溫旋風式分離器，也有圓型汽冷式高

溫旋風式分離器，還有高溫圓型絕熱式分離器；循環(huán)流化床鍋爐特點簡介12循環(huán)流化床鍋爐特點簡介

在440T/H等級的CFB鍋爐上，采用的是單爐膛結(jié)構(gòu)，雙旋風筒，高溫圓型絕熱式分離器，U型閥返料器，鐘罩式風帽，給煤機前墻皮帶給煤技術(shù)，錐型閥放渣技術(shù)，滾筒式除渣器，

旋風筒與大床之間采二個非金屬膨脹節(jié),中低循環(huán)倍率為25-35。7）四川鍋爐廠：在35T/H、75T/H、等級的CFB鍋爐上采用的是異型水冷式高溫旋風式分離器；

在220T/H等級的CFB鍋爐上，采用的是單爐膛結(jié)構(gòu)，異型水冷式高溫旋風式分離器，U型

閥返料器，蘑菇型風帽，給煤機前墻給煤技術(shù)，錐型閥放渣技術(shù)，滾筒式除渣器進行除渣；

部分鍋爐采用了床外換熱技術(shù)，增加了外置床。8）北京鍋爐廠：引進美國巴威公司的技術(shù)

在35T/H、75T/H、130T/H等級的CFB鍋爐上采用的是圓型水冷式中溫旋風式分離器技術(shù)；

特點1：由于中溫旋風分離器的循環(huán)灰溫度為350-400℃，所以主要靠控制回料器的循環(huán)灰

量來控制床溫。13

特點2：給煤機后墻給煤技術(shù)；特點3：鍋爐受熱面全部布置在爐膛上部；特點4：爐膛截面大，咽氣流速低，類似與沸騰床的燃燒方式。9）唐山鍋爐廠：

唐山鍋爐廠采用了與北京鍋爐廠相同的技術(shù)：即引進美國巴威公司的技術(shù)。目前最大生產(chǎn)能力為130T/HCFB等級。10）江西鍋爐廠：在35T/H、75T/H、130T/H等級的CFB鍋爐上采用的主、輔床結(jié)構(gòu)，既中間部分為主床，

四周為輔床，由于循環(huán)流化床的中間沸騰面壁流的特點，其目的是想解決鍋爐水冷壁

及衛(wèi)燃帶的磨損。循環(huán)流化床鍋爐特點簡介14典型的帶有床外循環(huán)結(jié)構(gòu)的CFBB鍋爐結(jié)構(gòu)循環(huán)流化床鍋爐特點簡介15

循環(huán)流化床的磨損問題；風帽的磨損問題:

風帽的磨損及漏灰,風室積渣問題是大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐常見的問題,目前

國內(nèi)使用比較多的從外形上看主要有以下類型:

“T”形，“7”字形風帽

蘑菇狀多孔風帽

鐘罩式風帽循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法16“T”或“7”形風帽；“T”形風帽為雙孔或多孔風帽，孔徑比較大，孔與帽身均呈一定角度，（分別呈15°，30°，90°）風斜向下吹，物料很容易被回吸到風室中使風室結(jié)渣、存積，在一次風

進入爐膛時，部分灰渣再次通過風帽進入爐膛，造成風帽內(nèi)壁磨損，由于風帽內(nèi)外磨

損加劇，風帽損壞后，由于風帽節(jié)距小，造成周邊布風紊亂，風帽損壞形成連鎖反應，

并且更換起來也比較麻煩，使用壽一般在8-12月。蘑菇狀多孔風帽；這種風帽孔眼多，孔徑比較小，風出孔角度與帽身呈90°，物料通過風帽被回吸到風室

中，使風室結(jié)渣，在一次風進入爐膛時，部分灰渣再次通過風帽進入爐膛，另外一部分

積渣在返回爐膛的過程中可能會變換方向，卡在風帽小孔中，堵住風帽小孔，造成風帽

通風不足，過熱而損壞，蘑菇狀風帽節(jié)距較小,50-60個/㎡，互相對吹磨損嚴重，使用

壽命一般在6-10個月左右。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法17鐘罩式風帽；

鐘罩式風帽由內(nèi)芯、引風管插上風帽組合為一體，風帽采用8孔周向布置，布風均勻性好，風帽節(jié)距大每平方米30個/㎡，迷宮結(jié)

構(gòu)能夠比較好的根治風室積渣，另外風帽孔徑大，不會出現(xiàn)卡渣和風帽過熱燒壞現(xiàn)象，能夠有效避免風帽之間對吹與射流偏轉(zhuǎn)所造成的風帽磨損。鐘罩式風帽的引風管與風帽組合為卡套式，風帽引風管內(nèi)芯上的臺階卡住大風帽底部,不漏風,根換比較方便,使用壽命一般為-5年.循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法鐘罩式風帽18風帽的金屬材料風帽的金屬材料的好壞與風帽的磨損程度以及使用壽命密切相關(guān),常見的主要有以下

幾種:★鑄鋼硬度(HRC):20沖擊值(J/c㎡):25-30使用溫度:1100℃★稀土高鉻鎳硅滲氮處理高溫耐熱鋼硬度(HRC):25沖擊值(J/c㎡):30-40使用溫度:1200℃★稀土高鉻鎳鉿硅二氮高溫耐熱鋼硬度(HRC):30沖擊值(J/c㎡):35-45使用溫度:1250℃★240t/hCFB鍋爐來說:鐘罩式風帽大約為831個.循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202419空床阻力對流化狀態(tài)的影響空床阻力是隨著一次風量的大小而變化的;

我們所說的空床阻力通常是指CFB鍋爐在B-ECR%下對應的一次風量時測定的布風板阻

力，空床阻力與沿程阻立、轉(zhuǎn)角阻力、以及風帽小孔流速有關(guān)，在現(xiàn)場實際工作中測

定時通常按如下方式進行；空床阻力：△Pd≈ξ3W3Pg/2Pg=氣體密度；W3=小孔風速；ξ3=修正系數(shù)；小孔水平布置取0.95；小孔向下傾斜15°

布置取1.64。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202420結(jié)論：

a.布風裝置阻力主要決定于：風帽小孔局部阻力系數(shù)（小孔布置方式和小孔風速）。

b.為了維持床層運行的穩(wěn)定性和防止漏灰，布風裝置的空床阻力應為床層阻力的25-30%。

c.對埋管的循環(huán)流化床布風板阻力一般在2000-2500Pa；

對全膜式壁循環(huán)流化床鍋爐，220t/hCFB鍋爐布風板阻力一般為2800-3500Pa；

對440t/hCFB鍋爐；上鍋、東鍋、濟鍋、無鍋布風板阻力一般為5000-6000Pa，對哈

鍋一般在2800-3500Pa之間。d.對蘑菇形風帽；小孔直徑在Ф6-8mm，對鐘罩式風帽；小孔直徑在Ф13-15mm。

空床阻力太大風機電耗增加，廠用電增加，空床阻力過小流化不好，容易產(chǎn)生

貫穿性溝流，最小流化風量增大，特別對快速床薄床壓控制時容易產(chǎn)生貫穿性溝流,

而使料床結(jié)焦,所以流化床的空床阻力過小時應適當提高床壓運行。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202421空床阻力對臨界流化風量的影響

Ⅰ空床阻力小,所需的臨界流化風量大

Ⅱ空床阻力大,所需的臨界流化風量小

Ⅲ臨界流化風量與料層的厚度無關(guān).循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202422衛(wèi)燃帶防磨損的保護處理方法衛(wèi)燃帶通常是指CFB鍋爐爐內(nèi)密相區(qū)與稀相區(qū)的分界面,由于循環(huán)流化床本身具有的爐內(nèi)

沸騰面壁流的燃燒方式，在衛(wèi)燃帶磨損非常厲害，衛(wèi)燃帶的處理方法,常見的有以下幾種

方式:1）金屬粉末噴涂2）超音速電弧噴涂

3）超音速電弧噴焊4）等離子靜電噴涂

噴涂主要工藝:表面采用噴砂予處理，然后進行噴涂，涂層厚度要求0.8mm，涂層至密，

具有抗高溫氧化，耐熱沖擊和檫傷的性能，均勻性要好，噴涂次數(shù)一般為6-8次.?底層材料:鎳鋁合金(活性劑)?防磨材料:高鎳鉻鈷鎳基合金

?表面材料:Fe基耐熱合金循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202423

爐襯處理采用鋼纖維耐火澆鑄料；主要成分:

高鋁剛玉沙70%

鋼纖維3% 6%活性AL2O3

純鋁酸鈣水泥6%

超微粉8%

賽隆3%

施工方法及要求；

支摸澆鑄,表面光滑,不起臺；將金屬粉末噴涂與未進行噴涂膜式壁的分界面進行覆蓋,表面涂一層碳化硼；

通過低溫，高溫烘爐，析出結(jié)晶水與游離水；

在高溫下形成陶瓷金相結(jié)合；循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202424CFB鍋爐易磨損部位以及保護處理方法

1）旋風筒靶區(qū)2）回料腿斜管

3）給煤口斜管4）非金屬膨脹節(jié)的處理?在旋風筒的不定型材料的處理方法：

通常采用鋼纖維耐磨澆筑料,比較好的辦法是在靶區(qū)采用鑲嵌予制白鋼玉（碳化硅）

的辦法以提高它的耐磨性；?特別要注意旋風筒橫向、縱向膨脹縫的處理方法（如果有興趣的話，可單獨討論）。?要注意非金屬膨脹節(jié)的密封處理方法；

通常采用耐高溫鋼絲網(wǎng)夾硅酸鋁纖維棉+40mm硅酸鹽保溫材料+硅酸鋁硅蓋板。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202425

循環(huán)流化床鍋爐要特別注意的幾個問題

1）風帽的選擇__鐘罩式；材料__稀土高鉻鎳硅高溫耐熱鋼

2）空床阻力選擇；哈鍋必須大于3.5Kpa,上鍋、東鍋、濟鍋必須大于5.5Kpa3）做好衛(wèi)燃帶金屬粉末噴涂

4）非定型材料的選擇(耐火材料)5）點火風室:高溫耐熱震澆筑料,比重2.5,施工方法:風室頂部翻過來搗打再吊裝.6）給煤機口、回料器口：鋼纖維耐磨澆筑料,比重>3.3,施工方法:注意和大床整體澆筑，

最好在尾部加一段白鋼玉套管。

7）旋風筒靶區(qū)：鋼纖維耐磨澆筑料,比重>3.3,施工方法:支模澆筑，最好在靶區(qū)鑲埋白鋼

玉外部用鋼纖維耐磨澆筑料澆筑。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/2024268）旋風筒及錐部：鋼纖維耐磨澆筑料,比重>3.3,施工方法:支模澆筑，特別要注意膨脹

縫的留法。

9）大床頂部、混合室頂部：施工方法:耐高溫鋼絲網(wǎng)+硅酸鋁纖維棉、摸面+硅酸鋁硅

蓋板。

10）做好煤種的選擇：最適應的范圍；可燃基灰分：25~35%，揮發(fā)分≥10%,發(fā)熱量在3500~5000kcal／kg之間。

11）做好烘爐工作低溫烘爐一定要慢,在450~500℃范圍內(nèi)至少要保持48小時,烘出游離水和結(jié)晶水，在

澆筑料澆筑過程中含水量一定不能超過4%，否則烘爐時間要加長。高溫烘爐要投油、投煤，至少在850℃以上范圍才能達到陶瓷晶相結(jié)合。循環(huán)流化床的磨損和相關(guān)問題的處理方法3/28/202427循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析CFB的控制是個系統(tǒng)工程，涉及到的因素比較多，從以下幾個方面進行闡述；

?關(guān)于燃燒系統(tǒng)

1）使用的煤種應盡可能在其設計煤種和校核煤種的范圍之內(nèi)；燃煤的低位發(fā)熱量適

應范圍應在3500-5000cal/Kg之間為好；2）沸騰床溫度應控制在850-950℃之間；當使用的煤種遠遠偏離設計煤種和校核煤種時,可能會產(chǎn)生以下問題：如使用熱值比較高的煤,可燃基比較大,由于循環(huán)灰量不足,沸騰床溫度可能大于950℃,甚至達到960-970℃，長期運行容易造成澆筑料脫落,上部水冷壁磨損爆管,過?？諝庀禂?shù)增大,煙氣流速增加,受熱面磨損增大（受熱面的磨損與煙氣流速的3次方成正比）,飛灰含碳量增加,效率降低,CFB循環(huán)流化床鍋爐在高溫燃燒時脫硫,脫氮效率低,NOX排放含量高,造成排放量環(huán)保超標;由于CFB循環(huán)流化床鍋爐主要是輻射換熱和利用循環(huán)灰進行對流換熱，循環(huán)灰量不足，造成主蒸汽溫度偏低，有時只能達到520-530℃，降低了主蒸汽的蒸汽品質(zhì)。3/28/202428

?關(guān)于給煤系統(tǒng)多臺給煤機運行時，每臺給煤機的轉(zhuǎn)速或給煤量要進行標定，多臺給煤機的給煤機轉(zhuǎn)速

差應小于3%，否則容易造成給煤量不均勻，造成料層差壓左右二側(cè)偏差大，流化不均勻

，在負荷變化大時容易形成床漏，造成局部結(jié)焦；

所以料層差壓左右二側(cè)偏差應控制在1.5Kpa范圍內(nèi)。?關(guān)于回料系統(tǒng)CFB循環(huán)流化床正常運行時，懸浮段差壓應控制在1.1-1.5Kpa范圍內(nèi)，懸浮段差壓

過小說明循環(huán)灰量不足，應適當?shù)奶岣叽矇哼\行，或在給煤中加入適當?shù)幕遥?/p>

如果懸浮段左右二側(cè)差壓偏差大時，說明二側(cè)回料器回料不均勻，應適當?shù)恼{(diào)整

左右二側(cè)的回料量，否則的話可能造成低溫過熱器、高溫過熱器二側(cè)溫差大。循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析3/28/202429?關(guān)于回料風壓的選擇CFB循環(huán)流化床回料風壓的選擇依據(jù)有兩點：1.要考慮料層壓力；2.要考慮回料器上升段的高度；

一般情況下回料器壓力應高于料層壓力2-3Kpa；

衡量回料器壓力是否合適還要看料腿直管段上部壓力的大小,一般情況下料腿直管

段上部壓力應控制在10Pa-30Pa比較好,如果負壓太大,容易造成回料器返串,如果負壓太

小或正壓運行,容易造成回料器回料不暢。循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析3/28/202430?關(guān)于懸浮段差壓及料層差壓

懸浮段差壓的大小表征出爐膛循環(huán)灰量的

多少，以次來作為調(diào)整床壓的參考依據(jù)。料層差壓太小、太薄一是帶不上負荷，二是

容易產(chǎn)生貫穿性溝流，造成料床結(jié)焦。兩側(cè)料層差壓的偏差表征出流化床流化狀態(tài)

是否均勻，反映出給煤量及播煤風的調(diào)整是

否合適；循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析3/28/202431循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析?CFB鍋爐的控制與操作要點(1).根據(jù)負荷調(diào)整給煤量；(2).根據(jù)床溫調(diào)整一次風量；(3).根據(jù)煙氣含氧量調(diào)整二次風量；(4).根據(jù)爐膛出口溫度的高低來調(diào)整爐膛溫度場的分布（既二次風壓），(5).根據(jù)鍋爐懸浮段灰濃度調(diào)整床層壓力；

床層差壓:（以440T/H）為例：床層差壓與靜止料層高度的比率大致為：11.76Pa/mm，床壓測點一般布置在布風板以上200-225mm處，對哈鍋布風板阻力一般為6000-8000Pa，空床阻力為2500-3500Pa，對上鍋

、東鍋、濟鍋一般為13000-15000Pa，空床阻力為5000-6000Pa。床層高度h1，靜止狀態(tài)下一般取0.5-0.8m，對于低揮發(fā)份燃料因應取高值，以提高床層

溫度，有利于燃燒和燃盡。3/28/202432循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析(6).燃燒空氣量的調(diào)整；爐內(nèi)氧含量濃度較高，有利于碳粒的燃盡，飛灰含碳量降低，反之含碳量增加。在保

證充足的燃燒空氣量的條件下，提高二次風的剛性以增強二次風與固體顆粒的混合，

要特別注意提高上層二次風量。(7).床溫的調(diào)整；床溫過低，飛灰含碳量升高，鍋爐效率降低，運行中主要靠改變?nèi)剂狭俊⒁?、二?/p>

風配比以及循環(huán)灰量來實現(xiàn)。床溫升高，飛灰含碳量減小,燃燒效率提高。床溫低的解決辦法：

a.調(diào)整破碎機的間隙，減小燃料粒徑；

b.增加上二次風量，減小下二次風量；擋板開度比為；75/25，或70/25c.控制爐含氧量為3-4%。3/28/202433循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析(8).回料器的控制與結(jié)焦常見原因：返料風壓太高，造成回料器反串；

回料器風帽磨損：中心筒偏移：回料器回料不暢：(9).流化床結(jié)焦常見原因：不正常的流化狀態(tài)是產(chǎn)生爐內(nèi)局部結(jié)焦的主要原因，常見的有以下一些現(xiàn)象；

A．貫穿溝流

B．局部溝流3/28/202434

產(chǎn)生溝流的主要原因：

1．運行中一次風速太低；

2．料層太薄，或料層不均勻、或爐內(nèi)局部結(jié)焦；

3．給煤太濕，或負荷、煤質(zhì)以及燃料顆粒發(fā)生變化時播煤風調(diào)整不合理；

4．播煤風、回料風調(diào)整不合理，造成在給煤口下部或回料口處形成堆集現(xiàn)象；

5．布風板設計不合理，風帽節(jié)距太大；C．氣泡與節(jié)涌產(chǎn)生氣泡與節(jié)涌的主要原因：

1．布風板、風帽設計不合理；

2．床料顆粒過粗，料層過薄等因素有關(guān)；D．分層產(chǎn)生分層的主要原因：

1．“冷灰”過多；

2．床料和物料必須有一定的篩分和粒比度；循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析3/28/202435E.局部風帽磨損：局部風帽磨損后可能產(chǎn)生貫穿性溝流，形成局部床漏而產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。F.給煤量忽大忽小，或煤種變化太大，煤種變化時沒有及時調(diào)整流化風量而造成流化床

流化不均勻，主要表現(xiàn)在密相區(qū)差壓偏差大，形成貫穿性溝流而造成局部結(jié)焦。G.一次風機壓頭偏小或一次風量小于最小流化風量。主要表現(xiàn)如下：床溫過高（特別對高硫煤）燃燒溫度高于該煤種的T2、T3值時產(chǎn)生融溶性結(jié)焦。床溫偏低或由高到低變化太快時容易形成焦碳“灰殼”產(chǎn)生冷結(jié)焦。循環(huán)流化床鍋爐的控制難點及技術(shù)分析3/28/202436循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則1、CFB鍋爐燃燒特性：

CFB鍋爐循環(huán)流化床鍋爐具有多變量、強耦合、慣性大的特點，煤的粒徑與煤粉爐

相比粒徑較大，特別是在密相區(qū)處于低溫欠氧燃燒狀態(tài)。

燃燒過程為：煤進入爐膛--吸熱--放出揮發(fā)份--升穩(wěn)—燃燒--炸裂—形成焦碳燃燒由于煤的顆粒較大，所以流化床鍋爐燃燒慣性時間大約在150-180S,負荷調(diào)整時與煤粉爐相比要慢得多。

2、CFB鍋爐床溫控制特性：

1）負荷變化對床溫的影響:負荷高，床溫設定值應當高；負荷低，床溫設定值應當?shù)?；床溫是負荷的函?shù)；根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的負荷熱交換系數(shù)，循環(huán)灰承擔了35-40%的負荷熱交換能量，

負荷比較高時，如果床溫比較低的話，熱交換系數(shù)不夠，熱容量不足，可能帶不上

負荷。3/28/202437

2）煤種變化對床溫的影響：一般來說，床溫與燃燒煤種的可燃基揮發(fā)份、可燃基含碳量、含硫量以及燃燒臨界點有

關(guān)；對CFB鍋爐來說，煤種的適宜范圍為低位發(fā)熱量3500Kkcl/Kg-5000Kkcl/Kg，可燃

基灰分為18-35%；

在熱負荷控制過程中要不斷的根據(jù)煤種的變化，修正給煤量指令和風量指令。方法是:(1).根據(jù)當前使用的煤種建立智能專家經(jīng)驗數(shù)學模型；

(2).采用連續(xù)滾動校正的方法對預測控制數(shù)學模型進行連續(xù)校正；當燃燒的煤種發(fā)生變化時，通過對相對動態(tài)平衡點的自動尋優(yōu)，對預測控制數(shù)學模型

進行連續(xù)補償修正，找出負荷-給煤量-風量之間的動態(tài)預測模型。

循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024383）一次風量對床溫的影響：由于CFB鍋爐采用了低溫分段燃燒技術(shù)，因而在密相區(qū)采用的是徽欠氧燃燒方式。

床溫的變化對一次風量比較敏感，一次風量增加，床溫降低，反之，一次風量減

少，床溫增高。4）石灰石給料量對于床溫有一定影響：石灰石給料量增加，床溫要下降；而石灰石給料量減少，床溫要增加。5）內(nèi)、外置床的循環(huán)灰分配比對床溫的影響；增加內(nèi)置床的循環(huán)灰量，床溫升高；減少內(nèi)置床的循環(huán)灰量，床溫降低。

循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202439負荷-床溫曲線5000Kkcl/Kg3500Kkcl/Kg循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202440對床溫的調(diào)整應分為而個階段：（1）在尾部煙道含氧量及過?？諝庀禂?shù)變化不大的情況下,增加一次風量，減少二次

風量床溫降低,反之減少一次風量，增加二次風量床溫升高。

(2）在低負荷區(qū)，以調(diào)整一次風量為主；

在高負荷區(qū)，以調(diào)整二次風量為主。

(3）對布置有內(nèi)、外置床的CFB鍋爐；

在高負荷區(qū)，還可以通過改變內(nèi)、外置床的循環(huán)灰的比例來調(diào)節(jié)床溫。

(4）床溫是負荷的函數(shù),隨著負荷的增加床溫升高。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024413、CFB鍋爐床壓控制特性：床壓和料層差壓的概念是有區(qū)別的：真正能代表爐膛底部密相區(qū)床渣濃度的是料層

差壓；料層差壓=床壓-布風板和風帽的壓降。公式中，布風板和風帽的壓降是負荷的函數(shù)；在現(xiàn)場調(diào)試過程中可以獲得。床壓高可增加放灰量，床壓低時可減小放灰量。

床壓和密相區(qū)固態(tài)物料濃度有密切關(guān)系。料層越厚，床壓越高；料層越薄，床

壓越低。而床渣是導致壓降的主要原因，通過控制排渣量進而控制床壓。a.鍋爐負荷變化對床壓的影響；

高負荷高床壓，低負荷低床壓，即床壓是負荷的函數(shù)；如果熱負荷增加時，床壓過低，將造成熱容量不足，將帶不起來負荷，床壓下降，

意味著爐膛底部渣少了，密相區(qū)的灰濃度降低。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202442在循環(huán)流化床鍋爐中，30-40%的負荷是要靠灰循環(huán)來進行換熱完成的，所以

循環(huán)灰濃度的降低，對負荷影響較大。由于床壓降低，排出的渣的含碳量升高，提高床壓運行有助于降低渣的含碳

量，所以床壓的變化應隨著負荷的變化而變化，以適應負荷變化的需要。b.煤種變化對床壓的影響：煤種較差時可燃基灰份較多，可適當降低床壓運行；

煤種變好時可燃基灰份較少，可能造成循環(huán)灰量不足，床溫過高，帶不上負荷等

情況，可適當減少排渣量，提高床壓運行。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202443負荷-床壓曲線循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202444循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則4、CFB鍋爐一次風量控制特性：(1).最小流化風量（既臨界流化風量）的確定；

臨界流化風量與空床阻力有關(guān)；

空床阻力與沿程阻立、轉(zhuǎn)角阻力、以及風帽小孔流速有關(guān)；

必須通過現(xiàn)場最小流化風量試驗確定。(2).一次風量是負荷的函數(shù)，一次風量隨著負荷的變化而變化；(3).在低負荷階段，以控制一次風量為主，在高負荷階段，以控制二次風量為主；(4).在高負荷區(qū)，當實際床溫與設定值偏差比較大時，可適當?shù)恼{(diào)整一次風量與二次

風量之比，增加一次風量床溫降低，減少一次風量床溫升高。、(5).如果確定在不同負荷下對應的一次風量的大?。?/p>

床溫的大小，是衡量一次風量的大小是否合適的重要判據(jù)。3/28/202445圖例：9.8Mpa150t/hCFB鍋爐負荷-一次風量、負荷-床溫函數(shù)曲線；循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024465、CFB鍋爐二次風量控制特性：二次風的控制主要是確保從密相區(qū)逸出的可燃物在稀相區(qū)(懸浮段)得到進一步的

燃燒，既分段送風技術(shù)。對二次風的控制應同時滿足兩方面的要求：

(1).二次風的剛性：選擇合適的二次風的壓頭，以控制爐膛內(nèi)溫度場的梯度分布，確保爐膛上、下溫

差控制在≯20℃，否則的話將造成水冷壁的上、下受熱面受熱不均勻，燃燒效率

降低。

(2).總風量應當和煤量匹配；二次風量的作用是彌補在密相區(qū)由于氧的大量消耗而造成稀相區(qū)氧的不足而影響

燃燒效率。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202447

(3).如果確定在不同負荷下對應的二次風量的大?。垮仩t尾部煙氣含氧量的大小，是衡量二次風量的大小是否合適的重要判據(jù)。

(4).含氧量的大小同時反映應了尾部煙道的過?？諝庀禂?shù)的大小，過?？諝庀禂?shù)取1.2，

鍋爐尾部煙氣含氧量為3.5-3.8%；(5).含氧量的大小還反映應了尾部煙道煙氣流速對受熱面的沖刷和磨損情況，受熱面

的沖刷和磨損與鍋爐尾部煙道的煙氣流速的三次方成正比，因此二次風的控制對

受熱面的沖刷和磨損的控制就顯得格外重要。

(6).煙氣含氧量是負荷的函數(shù)，高負荷時為了提高燃燒效率，煙氣含氧量一般控制在3.5-4％范圍內(nèi)，低負荷時為了保證燃燒的可靠性，煙氣含氧量可控制的稍高一點；

(7).對二次風量控制還應該考慮到二次風量控制與二次風壓控制之間的合理解耦，通

常二次風機入口擋板、或風機導葉、液力耦合器、或變頻器控制二次風壓；爐前

二次風小風門或環(huán)二次風管風門控制二次風量。切不可顛倒。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202448負荷-煙氣含氧量曲線循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024496、CFB鍋爐給煤量控制特性

給煤量的控制策略描述如下：

(1).根據(jù)負荷來同時調(diào)節(jié)給煤量和總風量，確保鍋爐產(chǎn)生的熱量滿足外界負荷的需要。此外，當負荷變化、煤種發(fā)生變化時，通過對相對動態(tài)平衡點的自動尋優(yōu)，對預

測控制數(shù)學模型進行連續(xù)補償修正，找出負荷-給煤量-風量之間的動態(tài)預測模型。(2).循環(huán)流化床鍋爐給煤量控制的難點；

流化床鍋爐的燃燒過程；煤進入爐膛--吸熱--放出揮發(fā)份--升穩(wěn)—燃燒--炸裂—形成焦碳燃燒由于煤的顆粒較大，所以流化床鍋爐燃燒慣性時間大約在150-180S，對多變量、

強耦合、超大慣性對象的解耦處理的好、壞是給煤量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024505000Kkcl/Kg3500Kkcl/Kg負荷-給煤量曲線循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202451CFB鍋爐給煤量及燃燒優(yōu)化控制策略：

A.鍋爐給煤量、送風量采用智能預測控制；

B.根據(jù)機前壓力偏差、功差或鍋爐母管壓差進行動態(tài)加速；

C.根據(jù)機前壓力偏差進行變參數(shù)調(diào)節(jié)；

D.由專家控制系統(tǒng)；負荷-氧量函數(shù)關(guān)系模型與實際氧量的偏差，自動對實際給煤量

進行快速校正。E.由專家控制系統(tǒng)；負荷-床溫函數(shù)關(guān)系模型與實際床溫的偏差，自動對實際給煤量

進行快速校正。

F.當煤種變化時，通過對相對動態(tài)平衡點的自動尋優(yōu)，對預測控制數(shù)學模型進行連續(xù)

補償修正采用以上控制手段，比較好的解決了鍋爐燃燒慣性大的問題，提高了其調(diào)節(jié)品質(zhì)，

滿足其快速性、穩(wěn)定性的要求。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024527、CFB鍋爐返料風的控制特性；循環(huán)灰能從低壓區(qū)返回高壓區(qū)，必須滿足以下二個條件。第一，必須有足夠高的料腿高度；第二，必須有足夠高的返料風壓頭。a.料腿高度由于料腿中有大量的固態(tài)物料（循環(huán)灰），因此料腿高度必須保證：（1）防止氣體由高壓的爐膛向上反竄到低壓的高溫旋風分離器；（2）產(chǎn)生足夠高的壓力，把低壓區(qū)（高溫旋風分離器）的固態(tài)物料（循環(huán)灰）通過返料

裝置送到高壓區(qū)（爐膛）。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202453由于料腿中的循環(huán)灰處于流化狀態(tài)；當料腿有足夠的高度，并且料腿中循環(huán)灰的濃

度又足夠高，那么固態(tài)物料（循環(huán)灰）就能象液體那樣，才能使得循環(huán)灰在U型閥

返料裝置中產(chǎn)生的足夠的壓頭。b.關(guān)于返料風高壓流化風機產(chǎn)生的高壓流化風（返料風）壓頭可以達到40—60KPa；而一次風機

出來的一次風壓頭通常在16-30KPa，遠遠低于返料風的壓頭。因此，高壓頭的返料

風能夠把循環(huán)灰象液體一樣源源不斷壓進爐膛的密相區(qū)。

高壓頭的返料風是CFB鍋爐循環(huán)灰源源不斷循環(huán)的動力來源；返料風壓的大小由現(xiàn)場靜態(tài)、動態(tài)試驗確定，由于U型回料器具有自平衡能力，所以當試驗確定后一般不再調(diào)整，除非由于煤種的改變使循環(huán)灰的容重發(fā)生了較大改變，造成回料器不回料或回料器返串的情況應及時調(diào)整以外。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/2024548、CFB鍋爐循環(huán)灰的控制特性循環(huán)灰是CFB鍋爐中熱量的載體；在傳統(tǒng)的煤粉爐燃燒過程中，灰在熱量的傳遞過程中基本不起作用；但在CFB鍋爐中，

循環(huán)灰發(fā)揮了特別重要的作用：在一次風的作用下，循環(huán)灰源源不斷地把密相區(qū)的熱

量帶到稀相區(qū)，再傳遞給水冷壁；一旦爐膛里循環(huán)灰的濃度不夠，CFB鍋爐就帶不上負荷。此時加煤往往使密相區(qū)

的床溫不斷升高，而負荷仍然帶不上。當煤質(zhì)中可燃基灰份較低時，往往會出現(xiàn)這種

現(xiàn)象。這是因為密相區(qū)有很厚的耐磨材料涂層，阻礙了熱量向密相區(qū)的水冷壁的傳遞。

因此，加到密相區(qū)的煤產(chǎn)生的熱量，主要是被循環(huán)灰?guī)У较∠鄥^(qū)和水冷壁實現(xiàn)了

熱交換。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202455

通常在稀相區(qū)，負荷和循環(huán)灰成正比例關(guān)系：負荷越高，循環(huán)灰的濃度就越高；負荷越低，循環(huán)灰的濃度就越低。循環(huán)灰的濃度在爐膛的分布如下圖所示。循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202456

由圖可見，在密相區(qū)，循環(huán)灰的濃度（床料密度）達到幾百公斤/米3；在稀相區(qū)，

循環(huán)灰濃度（床料密度）達到幾十公斤/米3。對于循環(huán)灰的控制策略

(1).當鍋爐床溫太高，CFB鍋爐負荷帶不上時，應首先檢查循環(huán)灰的濃度夠不夠，如果

懸浮段差壓太低，灰的濃度偏低時，應及時的檢查回料器的回料風壓是否太高，

造成回料器返串，如果確認回料器沒有返串，則應在給料中增加一部分循環(huán)灰、

或循環(huán)沙。

(2).當確認回料器沒有返串，而確實是灰的濃度偏低時，應逐步減小冷渣器的排渣量，

提高床壓運行。

循環(huán)流化床鍋爐自動控制導則3/28/202457循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)APC優(yōu)化控制1、給煤量控制：

1）接受熱（電）負荷動態(tài)響應指令；

2）根據(jù)負荷-給煤量函數(shù)模型進行預測控制；

3）根據(jù)機前壓力偏差＆功差進行動態(tài)加速（前饋控制）；

4）根據(jù)汽包壓力偏差進行前饋校正；

5）通過對相對動態(tài)平衡點的自動尋優(yōu)，對預測控制數(shù)學模型進行連續(xù)補

償修正；

6）根據(jù)負荷氧量函數(shù)模型與實際氧量偏差對給煤量進行快速校正；

7）

根據(jù)負荷床溫函數(shù)與實際床溫偏差對給煤量進行快速校正；3/28/2024582、二次風量控制：

1）接受熱（電）負荷動態(tài)響應指令；2）根據(jù)煤種以及過?？諝庀禂?shù)對負荷指令進行煤量-風量模型轉(zhuǎn)換；

3）通過對相對動態(tài)平衡點的自動尋優(yōu)，對二次風量預測控制數(shù)學模型進行連

續(xù)的動態(tài)補償修正；

4）根據(jù)負荷氧量函數(shù)模型與實際氧量偏差對二次風量控制指令進行快速校正；

5）根據(jù)負荷指令的變化率增加對二次風量進行前饋控制；

6）最小總風量安全設定；

7）兩側(cè)二次風量的偏置修正；8）床溫高Ⅰ值>