【鍋爐技術(shù)】干貨|循環(huán)流化床床溫控制！精彩回顧【電力技術(shù)】薈萃|47篇電力技術(shù)精品資料，助力您技術(shù)突飛猛進(jìn)！【汽機(jī)技術(shù)】薈萃|86篇

精彩回顧

1. 【電力技術(shù)】薈萃|47篇電力技術(shù)精品資料，助力您技術(shù)突飛猛進(jìn)！
2. 【汽機(jī)技術(shù)】薈萃|86篇汽機(jī)技術(shù)精品資料，助力您鵬程萬里！
3. 【鍋爐技術(shù)】薈萃|95篇鍋爐技術(shù)精品資料，助力您揚(yáng)帆遠(yuǎn)航！
4. 【電氣技術(shù)】薈萃|118篇電氣技術(shù)精品資料，助力您前途無量！
5. 【熱控技術(shù)】薈萃|73篇熱控技術(shù)精品資料，助力您飛黃騰達(dá)！
6. 【新能源技術(shù)】薈萃|18篇新能源技術(shù)精品資料，帶您掌握清楚光伏、風(fēng)電技術(shù)！
7. 【環(huán)保技術(shù)】薈萃|16篇環(huán)保技術(shù)資料，帶您了解電廠環(huán)保和化學(xué)技術(shù)！

今日精彩

01

前言

循環(huán)流化床鍋爐是一種高效、低污染的節(jié)能產(chǎn)品。自問世以來，在國內(nèi)外得到了迅速的推廣與發(fā)展。但由于循環(huán)流化床鍋爐自身的特點(diǎn)，在運(yùn)行操作時(shí)不同于層燃爐和煤粉爐，如果運(yùn)行中不能滿足其對(duì)熱工參數(shù)的特殊要求，極易釀成事故。而目前有關(guān)循環(huán)流化床鍋爐操作運(yùn)行方面的資料還較少，筆者根據(jù)幾年來鍋爐設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行參數(shù)的控制與調(diào)整作了一下簡述，希望能對(duì)鍋爐運(yùn)行人員有所啟發(fā)。

02

1 循環(huán)流化床鍋爐總體結(jié)構(gòu)

循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、給煤系統(tǒng)等幾部分；氣固分離循環(huán)系統(tǒng)包括物料分離裝置和返料裝置兩部分；對(duì)流煙道包括過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。

03

2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱特性

循環(huán)流化床鍋爐屬低溫燃燒。燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)一般設(shè)有一次風(fēng)和二次風(fēng)，有的生產(chǎn)廠加設(shè)三次風(fēng)，一次風(fēng)由布風(fēng)板下部送入燃燒室，主要保證料層流化；二次風(fēng)沿燃燒室高度分級(jí)多點(diǎn)送入，主要是增加燃燒室的氧量保證燃料燃燼；三次風(fēng)進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒。燃燒室內(nèi)的物料在一定的流化風(fēng)速作用下，發(fā)生劇烈擾動(dòng)，部分固體顆料在高速氣流的攜帶下離開燃燒室進(jìn)入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動(dòng)，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進(jìn)入物料分離裝置，爐膛內(nèi)形成氣固兩相流，進(jìn)入分離裝置的煙氣經(jīng)過固氣分離，被分離下來的顆料沿分離裝置下部的返料裝置送回到燃燒室，經(jīng)過分離的煙氣通過對(duì)流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，離開鍋爐。因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝置，被分離下來的顆料經(jīng)過返料器又被送回爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳熱方式，而且還有對(duì)流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，確保鍋爐達(dá)到額定出力。

04

3 循環(huán)流化床鍋爐主要熱工參數(shù)的控制與調(diào)整

3.1 料層溫度

料層溫度是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的溫度。它是一個(gè)關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。料層溫度的測(cè)定一般采用不銹鋼套管熱電偶作一次元件，布置在距布風(fēng)板200-500mm左右燃燒室密相層中，插入爐墻深度15-25mm，數(shù)量不得少于2只。在運(yùn)行過程中要加強(qiáng)對(duì)料層溫度監(jiān)視，一般將料層溫度控制在850℃-950℃之間，溫度過高，容易使流化床體結(jié)焦造成停爐事故；溫度太低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火。必須嚴(yán)格控制料層溫度最高不能超過970℃，最低不應(yīng)低于800℃。在鍋爐運(yùn)行中，當(dāng)料層溫度發(fā)生變化時(shí)，可通過調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量及送回燃燒室的返料量，調(diào)整料層溫度在控制范圍之內(nèi)。如料層溫度超過970℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少給煤量、相應(yīng)增加一次風(fēng)量并減少返料量，使料層溫度降低；如料層溫度低于80 0℃時(shí)，應(yīng)首先檢查是否有斷煤現(xiàn)象，并適當(dāng)增加給煤量，減少一次風(fēng)量，加大返料量，使料層溫度升高。一但料層溫度低于700℃，應(yīng)做壓火處理，需待查明溫度降低原因并排除后再啟動(dòng)。鍋爐圈【 ID：cfb12315】分享鍋爐知識(shí)，笑傲技術(shù)江湖！電廠鍋爐運(yùn)行必備公眾號(hào)，運(yùn)行調(diào)整、現(xiàn)象分析、事故處理、技術(shù)資料，一網(wǎng)打盡！

3.2 返料溫度

返料溫度是指通過返料器送回到燃燒室中的循環(huán)灰的溫度，它可以起到調(diào)節(jié)料層溫度的作用。對(duì)于采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，其返料溫度較高，一般控制返料溫度高出料層溫度 20-30℃，可以保證鍋爐穩(wěn)定燃燒，同時(shí)起到調(diào)整燃燒的作用。在鍋爐運(yùn)行中必須密切監(jiān)視返料溫度，溫度過高有可能造成返料器內(nèi)結(jié)焦，特別是在燃用較難燃的無煙煤時(shí)，因?yàn)榇嬖谌剂虾笕嫉那闆r，溫度控制不好極易發(fā)生結(jié)焦，運(yùn)行時(shí)應(yīng)控制返料溫度最高不能超過1000℃。返料溫度可以通過調(diào)整給煤量和返料風(fēng)量來調(diào)節(jié)，如溫度過高，可適當(dāng)減少給煤量并加大返料風(fēng)量，同時(shí)檢查返料器有無堵塞，及時(shí)清除，保證返料器的通暢。
3.3 料層差壓

料層差壓是一個(gè)反映燃燒室料層厚度的參數(shù)。通常將所測(cè)得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監(jiān)測(cè)數(shù)值，在運(yùn)行都是通過監(jiān)視料層差壓值來得到料層厚度大小的。料層厚度越大，測(cè)得的差壓值亦越高。在鍋爐運(yùn)行中，料層厚度大小會(huì)直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，如料層厚度過大，有可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。一般來說，料層差壓應(yīng)控制在7000-9000Pa之間。料層的厚度(即料層差壓)可以通過爐底放渣管排放底料的方法來調(diào)節(jié)。用戶在使用過程中，應(yīng)根據(jù)所燃用煤種設(shè)定一個(gè)料層差壓的上限和下限作為排放底料開始和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.4 爐膛差壓

爐膛差壓是一個(gè)反映爐膛內(nèi)固體物料濃度的參數(shù)。通常將所測(cè)得的燃燒室上界面與爐膛出口之間的壓力差作為爐膛差壓的監(jiān)測(cè)數(shù)值。爐膛差壓值越大，說明爐膛內(nèi)的物料濃度越高，爐膛的傳熱系數(shù)越大，則鍋爐負(fù)荷可以帶得越高，因此在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)所帶負(fù)荷的要求，來調(diào)節(jié)爐膛差壓。而爐膛差壓則通過鍋爐分離裝置下的放灰管排放的循環(huán)灰量的多少來控制，一般爐膛差壓控制在500-2000Pa之間。用戶根據(jù)燃用煤種的灰份和粒度設(shè)定一個(gè)爐膛差壓的上限和下限作為開始和終止循環(huán)物料排放的基準(zhǔn)點(diǎn)。

此外，爐膛差壓還是監(jiān)視返料器是否正常工作的一個(gè)參數(shù)。在鍋爐運(yùn)行中，如果物料循環(huán)停止，則爐膛差壓會(huì)突然降低，因此在運(yùn)行中需要特別注意。

05

4 需要特別說明的幾個(gè)問題

4.1 返料量

控制返料量是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行操作時(shí)不同于常規(guī)鍋爐之處，根據(jù)前面提到的循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱的特性，返料量對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒起著舉足輕重的作用，因?yàn)樵跔t膛里，返料灰實(shí)質(zhì)上是一種熱載體，它將燃燒室里的熱量帶到爐膛上部，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，并通過多種傳熱方式與水冷壁進(jìn)行換熱，因此有較高的傳熱系數(shù)，(其傳熱效率約為煤粉爐的4-6倍)通過調(diào)整返料量可以控制料層溫度和爐膛差壓并進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。鍋爐圈【 ID：cfb12315】分享鍋爐知識(shí)，笑傲技術(shù)江湖！電廠鍋爐運(yùn)行必備公眾號(hào)，運(yùn)行調(diào)整、現(xiàn)象分析、事故處理、技術(shù)資料，一網(wǎng)打盡！

另一方面，返料量的多少與鍋爐分離裝置的分離效率有著直接的關(guān)系，也就是說，分離器的分離效率越高，分離出的煙氣中的灰量就越大，從而鍋爐對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)富裕量就越大，操作運(yùn)行相對(duì)就容易一些。

4.2 風(fēng)量的調(diào)整

在鍋爐運(yùn)行過程中，許多用戶往往只靠風(fēng)門開度的大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量，但對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐來說，其對(duì)風(fēng)量的控制就要求比較準(zhǔn)確。

對(duì)風(fēng)量的調(diào)整原則是在一次風(fēng)量滿足流化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整二次風(fēng)和三次風(fēng)量。因?yàn)橐淮物L(fēng)量的大小直接關(guān)系到流化質(zhì)量的好壞，循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行前都要進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)，并作出在不同料層厚度(料層差壓)下的臨界流化風(fēng)量曲線，在運(yùn)行時(shí)以此作為風(fēng)量調(diào)整的下限，如果風(fēng)量低于此值，料層就可能流化不好，時(shí)間稍長就會(huì)發(fā)生結(jié)焦。對(duì)二次風(fēng)量的調(diào)整主要是依據(jù)煙氣中的含氧量多少，通常以過熱器后的氧量為準(zhǔn)，一般控制在3-5%左右，如含氧量過高，說明風(fēng)量過大，會(huì)增加鍋爐的排煙熱損失q2；如過小又會(huì)引起燃燒不完全，增加化學(xué)不完全燃燒損失q 3和機(jī)械不完全燃燒損失q 4。如果在運(yùn)行中總風(fēng)量不夠，應(yīng)逐漸加大鼓引風(fēng)量，滿足燃燒要求，并不斷調(diào)節(jié)一二三次風(fēng)量，使鍋爐達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)。

06

總結(jié)

筆者認(rèn)為，以上參數(shù)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。在運(yùn)行中還要結(jié)合所燃 用煤 質(zhì)及當(dāng)時(shí)負(fù)荷的情況，嚴(yán)格監(jiān)控料層差壓、溫度、爐膛差壓和返料溫度，通過不斷調(diào)整給煤量、風(fēng)量及返料量，使鍋爐達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，最大限度的發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐高。
循環(huán)流化床鍋爐床溫低的原因
由于循環(huán)流化床鍋爐的操作運(yùn)行與其它爐型不同，運(yùn)行中除了按《運(yùn)行規(guī)程》對(duì)鍋爐水位、汽壓、汽溫進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整外，還必須對(duì)鍋爐的燃燒進(jìn)行調(diào)整。
（1）床溫的控制：
運(yùn)行應(yīng)加強(qiáng)床溫監(jiān)視，爐溫過高時(shí)結(jié)焦，過低時(shí)息火，一般控制在850℃-950℃左右，如燒無煙煤，為使燃料燃燒完全，可提高爐溫，控制在950-1050℃（應(yīng)低于煤的變形溫度100-200℃）最低不低于800℃，否則很難維持穩(wěn)定運(yùn)行，一旦斷煤很容易造成滅火。燒煙煤時(shí)爐溫控制在900-950℃，如燒高硫煙煤需進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，床溫控制在850-870℃，最多不超過900℃，否則降低石灰石的利用率，當(dāng)爐溫升高時(shí)，開大一次風(fēng)門。爐溫低時(shí)，關(guān)一次風(fēng)門，超過1000℃時(shí)，停煤、加風(fēng)；低于800℃時(shí)，應(yīng)加煤減風(fēng)。但風(fēng)量最小也要保持最低流化狀態(tài)。若溫度繼續(xù)下降，立即停爐，查明原因再啟動(dòng)。爐溫的控制是調(diào)整一次風(fēng)量、給煤量和循環(huán)灰量來實(shí)現(xiàn)的。常規(guī)下主要調(diào)整給煤量。
流化床溫高或床溫低引起的原因和控制方法：
1、床溫升高一般由下列因素引起
A、煤質(zhì)變好，熱值升高，煙氣氧量降低（一般控制過熱器后正常運(yùn)行時(shí)煙氣含氧量3-5%），表明煤量過多，應(yīng)減少給煤量。
B、粒度較大的煤，集中給入爐內(nèi)，造成密相區(qū)燃燒份額增加，引起床溫升高。從含氧量看不出變化，用增加一次風(fēng)量，減少二次風(fēng)量的方法，控制床溫。
C、由于沒有及時(shí)放渣，料層加厚，造成一次風(fēng)量減少引起床溫升高。應(yīng)及時(shí)放渣保持料層厚度在一定范圍內(nèi)。
2、床溫降低一般由下列原因引起：
A、煤質(zhì)差、熱值降低，煙氣氧量增加，應(yīng)增加給煤提升床溫。
B、燃料粒度小。煤倉一部分較小的煤集中給入爐內(nèi)，細(xì)煤粒在密相區(qū)停留時(shí)間較短造成密相區(qū)燃燒份額減少，而床溫降低，正確的調(diào)整應(yīng)減少一次風(fēng)量，增加二次風(fēng)量，不應(yīng)增加煤量，以免引起爐膛上部空間燃燒份額增多，造成返料器超溫結(jié)焦。
C、氧量指標(biāo)不變，床溫緩慢降低，而且整個(gè)燃燒系統(tǒng)都在降低，鍋爐負(fù)荷不變。這是由于循環(huán)物料增多，增加了受熱面積的換熱系數(shù)，造成爐溫降低，應(yīng)放掉一些循環(huán)灰，使?fàn)t溫回升。
（2）料層厚度的控制
循環(huán)流化床沒有鼓泡床那樣明顯的流化層界面，但仍有密相區(qū)和稀相區(qū)之分，料層厚度是指密相區(qū)內(nèi)靜止料層厚度，對(duì)同一煤種，一定的料層差壓對(duì)應(yīng)著一定的料層厚度。料層薄，對(duì)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行不利，因爐料的保有量少，入出的爐渣可燃物含量也高。若料層太厚，增加了料層阻力，雖然鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，爐渣可燃物含量低，但增加了風(fēng)機(jī)的電耗。所以為了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，料層差壓控制在7000-8000Pa之間。運(yùn)行中料層差壓超過此值時(shí)可以通過放爐渣來調(diào)整，放渣的原則是少放、勤放，最好能連續(xù)少量放，一次放渣量太多，影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行、出力和效率。
（3）爐膛（懸浮段）物料濃度的控制
循環(huán)流化床與沸騰床明顯的區(qū)別在于懸浮段物料濃度不同兩者相差到幾十倍到幾百倍。循環(huán)流化床鍋爐出力大小，主要是由懸浮段物料濃度所決定。對(duì)同一煤種一定的物料濃度，對(duì)應(yīng)著一定的出力。對(duì)于不同煤種，同樣出力下，揮發(fā)份高的煤比揮發(fā)份低的煤物料濃度低。一定的物料濃度，對(duì)應(yīng)著一定爐膛差壓值，控制爐膛差壓值應(yīng)可以控制鍋爐的出力，正常運(yùn)行中爐膛差壓值維持在700-900Pa，若差值太大，通過放循環(huán)灰來調(diào)整，放灰原則少放、勤放。
（4）二次風(fēng)的投入和調(diào)整二次風(fēng)的原則
一次風(fēng)控制爐溫，二次風(fēng)控制總風(fēng)量。約在60%負(fù)荷時(shí)開始投入二次風(fēng)，在一次風(fēng)滿足爐溫需要的前提下，當(dāng)總風(fēng)量不足時(shí)（過熱器后氧氣含量低于3-5%時(shí)）可逐漸開啟二次風(fēng)，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，二次風(fēng)量逐漸增大。鍋爐圈【 ID：cfb12315】分享鍋爐知識(shí)，笑傲技術(shù)江湖！電廠鍋爐運(yùn)行必備公眾號(hào)，運(yùn)行調(diào)整、現(xiàn)象分析、事故處理、技術(shù)資料，一網(wǎng)打盡！
（5）運(yùn)行中最低運(yùn)行風(fēng)量的控制
最低運(yùn)行風(fēng)量是保證和限制流化床低負(fù)荷運(yùn)行的下限風(fēng)量，風(fēng)量過低不能保證正常流化，造成爐床結(jié)焦。在冷爐點(diǎn)火時(shí)，應(yīng)使一次風(fēng)量較快的超過最低風(fēng)量，以免引起低溫結(jié)焦。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，不能低于最低運(yùn)行風(fēng)量，一般情況下，最低運(yùn)行風(fēng)量可在冷態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)確定，一般以風(fēng)門的開度來標(biāo)定。
（6）返料器的控制
返料器是循環(huán)流化床鍋爐的一個(gè)主要部件。它工作的好壞直接影響著鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，首先要保證返料器有穩(wěn)定流化氣源，啟動(dòng)時(shí)調(diào)整好返料器的流化風(fēng)量。在運(yùn)行中，要加強(qiáng)監(jiān)視和控制返料器床溫，防止超溫結(jié)焦，一般返料器處的床溫最高不宜大于950℃，當(dāng)返料器床溫過高時(shí)，應(yīng)減少給煤量和負(fù)荷，查明原因后消除。
（7）鍋爐出力的調(diào)整
當(dāng)增加負(fù)荷時(shí)，應(yīng)當(dāng)先少量增加一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，再少量加煤，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直到所需的出力。增負(fù)荷率一般控制在2%-5%/分之間。當(dāng)減負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先減少給煤量，再適當(dāng)減少一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，并慢慢放掉一部分循環(huán)灰，以降低爐膛差壓，如此反復(fù)操作。直到所需出力為止。降負(fù)荷時(shí)，由于給煤量、一、二次風(fēng)量可以很快減少，循環(huán)灰可以很快放掉，在緊急情況下，減負(fù)荷率可達(dá)到20%/分，但一般控制在5-10%/分。
（8）鍋爐壓火和再啟動(dòng)
鍋爐需要暫時(shí)停爐運(yùn)行時(shí)，可以進(jìn)行壓火操作。具體操作步驟如下：
1、加大給煤量，使?fàn)t溫升高到930-950℃后停止給煤，待爐溫有下降趨勢(shì)時(shí)，迅速關(guān)閉一次風(fēng)門，立即停一次、二次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，迅速關(guān)閉各風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門及其他風(fēng)門，同時(shí)關(guān)閉返料風(fēng)門，放掉循環(huán)灰。
2、需要長時(shí)間壓火時(shí)，風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，應(yīng)迅速打開爐門均勻地加一層約10-30mm厚的煙煤，并關(guān)爐門、看火孔以防冷風(fēng)竄入爐膛，使料層熱量散失。壓火時(shí)間可達(dá)24小時(shí)。壓火時(shí)間長短取決于靜止料層溫度降低的速度。料層較厚，壓火前爐溫較高壓火時(shí)間就長。只要料層溫度不低于600℃，就比較容易啟動(dòng)，如需要延長壓火時(shí)間，爐溫不低于600℃之前將爐子啟動(dòng)一次，使料層溫度升起來，然后再壓火即可。
3、鍋爐壓火狀態(tài)的再啟動(dòng)
啟動(dòng)前打開爐門，觀察煤層的燃燒和床料底火情況。當(dāng)煤量過多時(shí)，可扒出一部分，再加少量煙煤攪拌均勻。當(dāng)上層已燒乏，爐溫又較低時(shí)，可少量加煙煤，并攪拌均勻。稍停3-5分鐘后，可啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、調(diào)整風(fēng)量至點(diǎn)火風(fēng)量。當(dāng)床溫達(dá)到800℃時(shí)，啟動(dòng)給煤機(jī)，逐漸加大給煤量，通過調(diào)整煤量和一次風(fēng)量控制床溫，隨后將返料器投入。在20-30%負(fù)荷時(shí)運(yùn)行一段，然后根據(jù)需要升負(fù)荷。
（9）正常停爐
先停止給煤，待床溫下降至550℃以下時(shí)，依次停止二次風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)放掉返料灰即可。