0、引言
循環(huán)流化床鍋爐由于其燃料適用范圍廣、可爐內(nèi)添加石灰石脫硫、NOx排放低、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已成為廣泛應(yīng)用的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一。資料顯示國(guó)內(nèi)60%左右的循環(huán)流化床鍋爐都不同程度存在出力不足、運(yùn)行周期短、灰渣不完全燃燒損失高、排煙損失大等問題，因此對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃燒調(diào)整潛力極大。其主要存在的問題除部分因?yàn)樵O(shè)計(jì)不當(dāng)或運(yùn)行煤質(zhì)差異較大等原因外，多數(shù)與運(yùn)行方式不合理有關(guān)，可以通過優(yōu)化調(diào)整改善其運(yùn)行性能。已有研究者對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整進(jìn)行了研究，但大多為對(duì)飛灰含碳量等單因素的分析。本文首先從各運(yùn)行因素對(duì)鍋爐的影響趨勢(shì)上做了分析，然后根據(jù)燃燒調(diào)整實(shí)例對(duì)理論分析做了驗(yàn)證和完善并對(duì)該鍋爐燃燒效率低下的原因做了簡(jiǎn)單分析，針對(duì)該問題提出相應(yīng)改造建議。
1、影響循環(huán)流化床鍋爐效率的運(yùn)行因素
1.1總風(fēng)量
循環(huán)流化床鍋爐送風(fēng)既要保證床料的正常流化，也要保證爐內(nèi)燃料充分有效地燃燒。給人爐膛總風(fēng)量的變化，表現(xiàn)為過量空氣系數(shù)（或氧含量）的變化。隨著總風(fēng)量的提高，氣相氧氣濃度相應(yīng)提高，加快了氧氣的傳質(zhì)速率和氣固反應(yīng)速度，在相對(duì)固定的停留、反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，最終反應(yīng)程度提高，即飛灰含碳量降低。如果爐內(nèi)氧量過低，燃料因缺氧而燃燒不充分，導(dǎo)致飛灰和底渣含碳量較高，化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒熱損失增加。而爐內(nèi)氧量過高時(shí)，特別是由過量氧產(chǎn)生的有利于燃料燃盡的正效應(yīng)小于尾部排煙損失增加的負(fù)效應(yīng)時(shí)，反而使得鍋爐效率降低。同時(shí)，風(fēng)機(jī)電耗加大，煙氣排放量增多，排煙熱損失加大。另外，過大的風(fēng)量也會(huì)使尾部煙氣速度大于設(shè)計(jì)值，加劇尾部煙道受熱面的磨損，富通新能源生產(chǎn)銷售
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售，顆粒燃料主要供
生物質(zhì)鍋爐燃燒使用。
1.2床壓
床壓反映了爐內(nèi)物料的濃度，床內(nèi)物料的濃度直接關(guān)系到爐內(nèi)的燃燒和傳熱狀況。循環(huán)流化床鍋爐試驗(yàn)與燃燒表明，對(duì)于特定煤種和特定的鍋爐設(shè)備，在風(fēng)量不變條件下，床壓直接反應(yīng)了爐內(nèi)物料濃度。床壓的增大一方面使?fàn)t內(nèi)物料濃度增加，導(dǎo)致顆粒在爐膛互相碰撞的頻率增加，使煤顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間增加，而停留時(shí)間的增加可以顯著降低飛灰可燃物含量，因此一定程度的增大床壓，會(huì)降低飛灰含碳量。而床壓增大另一方面使底部密相區(qū)和過渡區(qū)物料濃度降低，從而降低了二次風(fēng)的穿透能力，使得進(jìn)入中央貧氧區(qū)氧氣減少，進(jìn)而增加了飛灰含碳量。故床壓增減對(duì)鍋爐效率的影響視鍋爐具體情況而變化。
1.3床溫
循環(huán)流化床鍋爐的床溫是指爐膛密相區(qū)內(nèi)物料溫度。燃燒溫度提高時(shí)，飛灰含碳量將降低，其原因是提高燃燒溫度后，碳的反應(yīng)活性將提高，煤的燃盡時(shí)間將變短，在一定的停留時(shí)間內(nèi)煤的燃燒效率會(huì)提高，同時(shí)飛灰和底渣的含碳量會(huì)降低。燃燒溫度對(duì)煤粉燃燒影響的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：
從關(guān)系式中可以看出，碳粒子的燃盡時(shí)間與燃燒溫度有關(guān)，提高燃燒溫度能明顯縮短碳粒子的燃盡時(shí)間。煤粉燃盡時(shí)間與燃燒溫度、粒徑的關(guān)系如圖1所示，因此提高床溫對(duì)碳粒子的燃盡、降低飛灰含碳量和提高燃燒效率是十分顯著的。綜合考慮燃燒效率、脫硫效率和NO。生成量，循環(huán)流化床鍋爐床溫一般控制在850~950℃。對(duì)于煙煤等易燃煤種可取低值，對(duì)無煙煤等難燃煤種則取高值。
1.4一二次風(fēng)比例
在循環(huán)流化床鍋爐中，不同的一、二次風(fēng)配比對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒及熱量分配有重要影響。因此一、二次風(fēng)配比的調(diào)整是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行調(diào)整的重要手段之一。一次風(fēng)量的多少直接影響爐膛密相區(qū)的燃燒份額，一般隨著一次風(fēng)份額的增加，密相區(qū)的燃燒份額相應(yīng)增加，稀相區(qū)的燃燒份額相對(duì)減少。對(duì)于本次試驗(yàn)燃料煙煤，由于其揮發(fā)份較高、燃燒放熱快，在進(jìn)入爐膛后較短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)放熱，合理分配一、二次風(fēng)份額有利于控制床溫和污染物生成。但同時(shí)一次風(fēng)率也不宜過高，過高則易形成爐膛內(nèi)流化速度過高，爐膛床溫下降，惡化運(yùn)行工況，不利于降低灰渣含碳量。因此，必須選擇較合適的一次風(fēng)率，以實(shí)現(xiàn)高的燃盡程度及運(yùn)行安全穩(wěn)定。對(duì)于二次風(fēng)而言，針對(duì)試驗(yàn)燃料，較高的二次風(fēng)率，會(huì)增加爐膛上部燃燒份額，有利于增加過熱器吸熱量；二次風(fēng)率偏低，則其剛性不足，形成貼壁上流，無法發(fā)揮對(duì)爐膛中心區(qū)域補(bǔ)充氧量的作用。因此，二次風(fēng)的配入應(yīng)以提高其剛性為主，風(fēng)口截面不宜太大，避免其出現(xiàn)高流量、低流速運(yùn)行的情況。
1.5燃煤粒徑
根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點(diǎn)，要求人爐煤的顆粒粗細(xì)有一定范圍，顆粒級(jí)配有合理的比例。除大顆粒粒徑外，1mm以下顆粒份額對(duì)燃燒過程影響較大，合理值可按下式計(jì)算
上式說明低揮發(fā)分的煤粒徑應(yīng)小，高揮發(fā)分煤粒徑應(yīng)粗大，因?yàn)楦邠]發(fā)分煤在爐內(nèi)燃燒時(shí)更容易爆裂和破碎成細(xì)顆粒，且相對(duì)更容易燃盡。因此，應(yīng)根據(jù)煤種不同對(duì)煤的粒徑分布提出不同的要求。對(duì)于現(xiàn)有設(shè)備條件，燃煤粒徑分布調(diào)整受到限制，但應(yīng)盡可能調(diào)整接近設(shè)計(jì)粒度分布。避免細(xì)組分過多造成爐膛上部溫度偏高，以至超出旋風(fēng)分離器臨界粒徑的煤粉份額增多而導(dǎo)致飛灰含碳量增加，或者顆粒偏粗造成運(yùn)行風(fēng)量過大磨損嚴(yán)重，排煙溫度高等后果。
2、燃燒優(yōu)化調(diào)整
以某220t/h循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整為例，經(jīng)過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，研究了鍋爐給入總風(fēng)量、一二次風(fēng)比率、燃燒溫度、床壓等運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響及相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)有規(guī)律性，現(xiàn)分述如下。
2.1總風(fēng)量
給入爐膛總風(fēng)量的變化，表現(xiàn)為過量空氣系數(shù)（或煙氣氧含量）的變化。本試驗(yàn)有三個(gè)工況為額定負(fù)荷調(diào)整總風(fēng)量。圖2為排煙熱損失和鍋爐效率隨排煙氧量的變化趨勢(shì)。
該鍋爐現(xiàn)階段燃用燃料為煙煤，發(fā)熱量22.175 MJ/kg左右，一般不需要過高的過量空氣系數(shù)，過高的氧量會(huì)導(dǎo)致燃燒溫度降低和排煙損失增大。如圖2鍋爐排煙損失和燃燒效率與排煙氧量的關(guān)系曲線所示，當(dāng)排煙氧量為7.15%時(shí)，效率較高，此時(shí)省煤器后氧量為平均3.4%，因此氧量調(diào)整推薦排煙氧量為7. 15%為最佳工況，此時(shí)負(fù)荷約211.5t/h。需要說明的是測(cè)試中排煙氧量較高，而一級(jí)省煤器出口煙氣含氧量較排煙氧量平均低4%左右，由此可見尾部漏風(fēng)較多，建議對(duì)尾部焊縫、接口、膨脹節(jié)和空預(yù)器進(jìn)行檢查，查找漏點(diǎn)并采取措施加以解決。排除漏點(diǎn)后，可按照省煤器出口調(diào)整后氧量數(shù)據(jù)運(yùn)行調(diào)整。
2.2床壓
試驗(yàn)中有5個(gè)工況是在其他運(yùn)行參數(shù)不變的情況下增減床壓，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加床壓可以明顯降低機(jī)械不完全燃燒損失、提高鍋爐效率，如圖3所示。
為防止煙氣反竄燒給煤皮帶，床壓也不宜控制過高。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，常用負(fù)荷時(shí)床壓運(yùn)行在9.5 kPa左右，燃盡程度好，鍋爐效率高。因此，建議鍋爐維持床壓在9.5 kPa左右運(yùn)行。
2.3 -次風(fēng)率
總風(fēng)量不變的情況下，不同的一、二次風(fēng)配比對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒及熱量分配有著重要的影響。
圖4為鍋爐效率與一次風(fēng)率的關(guān)系曲線（總風(fēng)量不變），試驗(yàn)表明鍋爐效率隨一次風(fēng)率的增加而降低，飛灰含碳量隨一次風(fēng)率的增加而增加。因此推薦鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行控制的一次風(fēng)率為46%左右。
2.4床溫控制
提高燃燒溫度，可以直接提高燃燒反應(yīng)速度。因此，燃燒溫度對(duì)難燃煤的燃盡影響較為明顯，燃燒溫度越高，越有利于其燃盡，但過高床溫易造成結(jié)焦，影響安全運(yùn)行。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
