(太原锅炉集团有限公司 山西太原 030000)
摘要：如今，我国工业产业发展突飞猛进，循环流化床锅炉技术逐渐被工业领域所使用，经过一代代技术人员的不断研究和发展，它已经成为了我国的一种高效益、低污染的清洁煤燃烧技术。促进循环流化床锅炉技术的稳步发展，分析其可能的发展前景，保证锅炉技术的环保性和安全性，可以提高工业领域的经济效益，也是所有工业企业都十分关注的问题。
关键词：循环流化床；锅炉效率偏低原因；燃烧调整
引言
循环流化床锅炉稳定运行对企业提高经济效益具有重要作用。该型锅炉以其独特的燃烧方式，具有燃料适应性广，负荷调节性好，炉内燃烧、脱硫同时完成等特点而受到广泛重视。但由于锅炉的磨损率较煤粉炉大、渣处理设备故障率高、厂用电率高等问题制约着循环流化床锅炉的发展。
1循环流化床锅炉燃烧控制系统基本功能
1）保持主汽压力平稳。一旦主汽压力发生变化，就表明锅炉的产汽量和耗汽量不相适应，需要通过调节燃料量来改变锅炉的产汽量。
2）炉膛负压的保持。引风量和送风量相互配合来维持一定的炉膛负压。
3）确保锅炉运行的经济性。锅炉燃料量的改变，相应地应调节锅炉的总风量。
4）保证脱硫脱硝的效果。为保证锅炉的脱硫效率和较低的NO2排放，需合理地控制料床温度。
5）确保流化效果和循环倍率。返料量和回料量的控制将会对循环流化床锅炉的循环倍率产生直接影响。
6）保持合理的料床高度。料床高度与锅炉的安全连续运行密切相关，合适的料层厚度，既能使炉料达到完全的流化状态，又不会让一次风吹灭炉火。
2项目概况
某自备热电厂，主要担负着向公司内多个化工车间供热及发电的任务。现有4×TG-130/9.81-M型CFB锅炉，锅炉设计燃用燃料主要为Ⅱ类无烟煤。自建成投产以来，有一台锅炉长期效率偏低，开展“130t/hCFB锅炉冷态、热态性能试验以及燃烧诊断、优化调整”工作
3循环流化床锅炉效率偏低原因分析
从流化床锅炉反平衡效率来说，q2-6大小都会影响锅炉效率，只是影响程度不同，其中影响最大的通常为排烟损失q2和机械不完全燃烧损失q4。从锅炉冷态风量标定、总风量控制、一二次风量配比、二次风调配等方面测试分析并进行优化调整。原考虑能源就近利用，本锅炉原设计煤种为劣质无烟煤，但近年来由于无烟煤开采量急骤下降，采购成本上升，本锅炉改为省外烟煤为主。
4循环流化床锅炉效率燃烧调整策略
4.1燃料、送风的双交叉燃烧控制
在机组实际操作时，由于燃烧系统的强耦合性，当负荷变化时，想要燃料量和空气量配合得十分准确是非常难的一件事。尤其是送风量不足时，燃烧系统的不充分燃烧，甚至会发生冒黑烟的现象，从而造成安全风险和环境污染。所以，当负荷变化时，应保证总风量一直稍大于燃料量，这里可以采取燃料、送风双交叉限制措施。通过最小允许风量的小选模块和最大燃料量的大选模块，可以实现：当锅炉负荷增加时，先增加总送风量，然后再增加总燃料量；当锅炉负荷减小时，先减少总燃料量，然后再减少总送风量。这样就可以在负荷变化的过程中，一直保持一定的总风量裕量，以避免发生冒黑烟的现象。
4.2总风量及配风优化
锅炉燃烧所用总风量为一次风量与二次风量之和。一次风由通过布风板的流化风和播煤风组成。流化风的作用是保证床料的正常流化，并提供燃料挥发分和一部分焦炭燃烧所需要的氧气。播煤风主要是保证燃料可以顺利地进入炉膛。二次风则是提供了大部分焦炭燃烧所需要的氧气。在一定范围内提高过量空气系数（即增加入炉总风量、增大氧量）可以改善燃烧效率，因为燃烧区域氧浓度的提高燃烧速率，但过量空气系数超过1.15后，燃烧速率变化不大；过量空气系数过大时，反而将导致床温下降，CO浓度升高，总的燃烧效率反而呈下降的趋势。研究表明，过量空气系数由1.0增加到1.3时，灰渣含碳量呈下降趋势，但该趋势在更高的过量空气系数下会出现反升趋势。并且过量空气系数过高时，锅炉排烟热损失相应增大，各受热面区域的烟速提高，磨损也会加剧。因此，CFB锅炉一般控制炉膛出口过量空气系数在1.2左右，烟煤可适当降低，无烟煤可适当提高。
4.3一、二次风比例优化
一次风的主要作用是保证物料处于良好的流化状态，同时为最初燃料燃烧提供所需的氧气。因此，一次风的风量不能低于保证完全流化所需要的最低风量。风量过小，床层不能正常流化，易造成密相区结焦；风量过大，一次风阻力增大，炉膛灰浓度（循环倍率）提高，磨损加剧。一次风量与床温的关系为：当给煤量过大、密相区严重缺氧时，增大一次风量可以使密相区燃烧加剧，床温升高；当一次风量和给煤量已经基本匹配后，继续增大风量，由于一次风量本身的冷却作用以及循环灰量增加后带出密相区热量的增加，会使密相区床温转而下降。因此，进行一次风调节时，应密切关注床温的变化情况（同时参考排烟氧量等运行控制参数），判断密相区所处的燃烧状态，再决定一次风量的增减。对0~8mm宽筛分的燃料，CFB锅炉的流化速度不应低于0.7-0.8s，按此流速计算的风量应作为一次风量的下限。根据冷态布风板阻力、临界流化风量试验结果，结合调整工况，运行中流化风（穿过布风板的一次风）最低控制在28000Nm3/h。在锅炉总风量一定的情况下，通过控制风量以一二次风分级给入的方式可以有效降低风机的通风电耗（二次风由于不经过布风板送入炉膛，其压头比一次风小很多），调整物料循环量，改变炉内密相区的燃烧份额，并可形成密相区还原性燃烧气氛，降低NOx的生成量。二次风在密相区上部分两层喷入炉膛，锅炉设计一次风率40％。目前，CFB锅炉一般采用较低的一次风率运行，以控制氮氧化物排放标准，对于低挥发份煤种，可以适当提高一次风率。运行控制中，当锅炉负荷降低时，一二次风量可随之减少，在锅炉负荷从100％降至70％的过程中，一二次同比例减少。锅炉负荷进一步降低时，可以通过减少二次风来控制合理的运行氧量，但二次风应始终保证满足风口冷却需要的风量，在此过程中播煤风和一次风可以保持不变。
4.4上下二次风分配优化
一般流化床锅炉炉膛内存在径向氧量分布不均匀，中心区域的氧浓度比壁面区域低得多，导致中心区域燃料的燃烧因缺氧而难以有效进行，进而导致飞灰含碳量偏高。由于CFB锅炉炉膛中心区域存在缺氧燃烧，如何合理的燃烧配风对经济运行意义重大。锅炉二次风分为上下两层送入，在不同部位的二次风量，决定了氧量在炉膛内的分配情况，如何对炉膛燃烧配风的及时和合理至关重要。由于部分二次风支路电动门调节特性较差，部分支管风量无法完全调节一致，上下二次风配比调节幅度有限。
结语
循环流化床锅炉技术相对于其他锅炉技术而言，已经拥有了较高的发展优势，它未来的发展前景也拥有许多的、有价值的可能性。让循环流化床锅炉技术得到进步与完善，减少我国和国际前沿技术的差距，是所有相关技术研究者们共同努力的目标，争取让循环流化床技术为社会工业生产带来更优质的效益。
参考文献：
[1]杨勇，刘海峰，王海涛，等.1177t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验及结果分析[J].热力发电，2012，41（1）：53-55.
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