江红锋-CFB锅炉床温的调节

CFB锅炉床温的调节

江红锋

循环床锅炉的燃烧部分运行中，床温、风量、燃料粒度和床层高度无疑是几个最为关键的指标，其中床温控制是极为重要的控制参数之一。为降低不完全燃烧损失，提高传热系数，并减少CO，N2O排放，人们希望床温高一些，然而从脱硫、降低NO排放和防止床内结焦来考虑，床温应选择低一些。推荐循环床的密相区温度在870～900℃，此温度区间石灰石脱硫效果较好。

一．影响床温的因素主要有负荷、投煤量、风量及一二次风配比等操作因素，也与设计方面的因素如炉内受热面的多少有关，石灰石流量、飞灰再循环流量。 1.由于在循环床锅炉中，炉膛上部悬浮空间颗粒浓度较高，燃烧份额也往往超过0.3，故对于某些设计，悬浮空间直至炉膛出口温度往往高于密相区。而在正常范围内，当负荷上升时,由于同时增加投煤和风量会使床温水平有所升高。 2.风量的影响要根据实际情况来定，当温度上升到接近运行指标中的上限值时，应减少给煤量，如温升速度过快，除减煤外，还应考虑增加给风量，使之迅速将床层热量带出，而且还能因料层高度的增加而增加床区的吸热。如温度下降，则应加煤减风。但要注意，在减风的过程中，要保证料层的良好流化。在加煤时，也同样要注意风煤的适当配比，如加煤过多，而风量不够，将导致燃烧不良，也能引起温度下降。因此，在实际运行中，要根据具体情况，及时进行调整。 3.除了总的风量调整外，还要注意一二次风的配比。理论上对床温影响流化风量占50%、上一次风量占30%、上二次风量占10%。控制床温的手段是调节给煤和配风。当燃煤水分增加、热值降低时，床温会下降，这时要适当增加给煤量，但煤质的变化幅度不宜太大，否则炉子难于适应。一方面炉子要维持较高的温度，以提高燃烧效率；另一方面又要具有一定厚度的床料，以保证对受热面有足够的吸热份额，满足锅炉负荷的需要。这些都是依靠给煤和配风的调节来实现的。 4.对于流化床锅炉，其最大特点是要维持床料的良好流化，才能正常、稳定的运行。由于灰渣在温度过高时会变软甚至熔化，这样会便床料黏结成团形成渣块，破坏床料的流化。为了防止结渣，流化床锅炉的浓相床温度一般控制在900℃以下，最高点不超过950℃。浓相床层运行温度的调节范围与燃煤性质关系很大。如燃用高挥发分的褐煤时，浓相床温度700℃仍能稳定运行，锅炉可带40%的负

荷。而燃用低挥发分的无烟煤时，温度低于850℃时就出现不稳定，低到800℃就要熄火了。当前国内的流化床锅炉运行中浓相床温度一般控制在870℃。如燃用高硫煤时，为了创造较好的炉内脱硫的气氛，温度最好能控制在870℃左右，最高也不要超过900℃。

5.采用飞灰再循环输送来控制床温。 输送飞灰再循环一方面可吸热降温, 另一方面可增加循环物料量, 增加炉内传热, 从而降低床温, 此外飞灰再循环也能提高石灰石利用率,降低Ca/S比, 以及提高飞灰燃尽率。 热量平衡

密相区：燃料燃烧所产生的热量=一次风吸收的热量十密相区水冷壁吸收的热量十被适当冷却过的回送物料吸收加热到850℃的热量十烟气及其中的循环物料固体物料带走的热量。

稀相区：在本区燃料燃烧所产生的热量十从密相区来的烟气和携带的物料带来的热量=稀相区水冷壁吸收的热量十把二次风加热到850℃的热量十烟气及其中携带的固体物料离开炉膛带走的热量

密相区与稀相区各自产生的热量占总产生的热量的份额分别称为密相区燃烧份额和稀相区燃烧份额。这两个份额与燃煤的种类，一、二次风的比例及燃料的颗粒分布有关。

一般燃用挥发份较高的燃料时，稀相区的燃烧份额增大。通常高挥发份的褐煤密相区的燃烧份额为50%；

燃烧低挥发份的无烟煤时，下部密相区的燃烧份额为70%。

必须慎重地选择煤(以及石灰石，如果需要加入的话)的破碎系统，使一部分颗粒略大的煤粒在密相区燃烧，其余颗粒较细的部分在稀相区，或称悬浮段燃烧。这两部分颗粒的比例应该安排得合理。如果大颗粒部分比重过大，则密相区发热量过大，难以保持密相区的温度，有时甚至引起结渣间题。如果颗粒较细的部分的比重过大，虽然容易保持循环物料的量，却会使飞灰损失加大，并可能出现煤粒燃尽不足的问题。同时也会使密相区出现所产生的热量不足问题。这也就是说，为了保持物料平衡，必须保持一定的颗粒细度与分配比例。大于10MM的不超过10%，小于0.098MM不大于6%。

根据以上描述总结出以下几点操作要点： 1),正常运行床温保持在830℃～900℃之间。

2),下部床温控制是基于下部宻相区床料的热平衡原理, 故而调节手段主要为给煤量(燃烧份额), 一次风量, 下二次风量,循环返料量。

3),进入炉膛的给煤量中只是在下部宻相区燃烧放热的那部分(燃烧份额) 影响下部床温。

4),影响给煤在宻相区燃烧份额的因素:除了煤的发热量、挥发分、水分外,特别要强调入炉煤粒度。燃煤粒度增大可能降低煤在床面上的播撒面积, 影响煤的加热、分解、燃烧速度; 燃煤粒度大则增加煤粒停留在宻相区的数量和时间,使得煤在宻相区燃烧份额增大, 输入热量多, 床温升高。

5),床温升高时增大一次风量会把更多的细煤粉和挥发分带到炉膛上部去燃烧, 使得煤在宻相区燃烧份额减小, 输入热量减少, 床温降低; 一次风量大除了增加本身带走热量外,还促使更多的循环物料(作为载热体) 带走热量。

6),床温升高时减小上一次风,即减少向宻相区的供氧,也使得煤在宻相区燃烧份额减小,可降低床温。

7),当床温降低到830℃-840℃,可适当减小一次风量, 使平均床温维持在870℃-880℃。平时一次风量要留有裕量,以在床温升高时有加风的调节手段。风量上限是防磨要求,磨损量是与烟气流速的三次方成正比,故正常运行时一次风量不宜太大(仅可短时间加大风作为应急降温措施)。总风量以满足燃烧要求的风煤比为宜,可减少磨损和排烟损失。

8),所测床温是烟气温度,而燃烧着的煤粒温度要比床温高200℃,故床温要控制得比灰软化温度低200℃-250℃,以防结焦。现把各床温测点超温报警温度定为950℃是合理的。

9),床温超温时若增加一次风的风量和减小下二次风量仍不能降低床温，则需降低给煤量。虽然这会降低负荷,但防止超温结焦是更为重要的第一要务。 11),通过控制燃煤粒度,保持足够的循环物料量,对稳定床温,保证锅炉出力非常重要。“宁细勿粗”这是保证循环流化床锅炉安全稳定运行的前提。必要时可从给煤机(加砂系统或石灰石系统)加入2mm以下的惰性物料。

参考文献

无

作者简介 江红锋，1969年生，动力事业部动力二站，高级技师班长，从事热动专业操作运行工作

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