循环流化床锅炉降床温试验研究

张永刚

摘要：通过实际操作证明，已经进行使用的大多数循环流化床锅炉有着床温过高的现象，这不仅使其更难以满足环境指标（例如二氧化硫和氮氧化物的排放量），而且还很容易造成安全隐患（例如炉膛床面结焦）。所以，本文在考虑了操作安全性和环境保护的基础上，研究了料层压力，运行中的氧量，一次风量，二次风量，氧量和Ca/S炉内脱硫等方面的运行参数与床温之间的关系，并制定了运行参数的适当运行范围，以供运行员参考。

关键词：循环流化床;床温;试验

引言

根据循环流化床锅炉运行的重要指标，床温一方面会直接影响锅炉的脱硫效果，另一方面还会影响锅炉的安全性，经济性和稳定性。如果料层温度变得较低，燃料将会不燃烧完全的燃烧的使用效率，并降低锅炉的经济性;如果床层温度变得较温度更适合于达到相同的脱硫效率，并大大增加钙硫摩尔比），并增加了积炭的危险，温度更适合于达到相同的脱硫效率，并大大增加钙硫比），并增加了积炭的危险，温度更适合于达到相同的脱硫效率，并大大增加钙硫摩尔比），并增加了积炭的风险，无法导致循环流化床锅炉安全经济的运行。

现如今，火力发电厂对污染物的排放要求越来越严格，确保锅炉床温的适当工作温度对于设备的安全，经济和环保的操作至关重要。通过研究得到，料床温度较高或很高的循环流化床锅炉存在的百分比并不小。如果料床温度过高，设备的承载能力将会降低，这将影响锅炉设备的稳定运行。与同类锅炉相比，循环流化床锅炉的脫硫效率要低得多，原始氮氧化物的释放量要多出约30%。料层厚度，运行中的氧量，一次风量，二次风量，总风量和Ca/S炉内脱硫等方面的运行参数对锅炉床温的影响。

1降床温试验研究

在正常状况下，影响床温的因素主要包括料层压力，运行中的氧量，一次风量，二次风量，总风量和Ca/S炉内脱硫等。煤的类型和颗粒度也对床温度有一定的影响。实际操作来看，煤的成分（特别是灰分）对床的温度影响最大。然而，由于燃料成本，大多数循环流化床锅炉难以更换燃料类型。所以，从燃烧控制的角度出发，本文着重于从降低床层温度的实验研究。主要的调节项目有：床层压力，运行中的氧量，一次风量，二次风量，总风量和Ca/S炉内脱硫等。

1.1床层压力对锅炉运行床温的影响

在运行中实验结果表明，合理增加床层压力将有助于降低料床温度。这是由于炉子中固体物质总量的增加，以及烟道气（含灰分）到炉子加热表面对水冷壁的热传递系数的增加，这增加了水冷壁吸收热量的能力并降低了床温。然而，床层压力的增加对于锅炉的运行既有优点也有缺点。优点是增加了煤颗粒在炉中的停留时间，这对燃料的完全燃烧有积极作用，减少了由于不完全固体燃烧引起的热量的流失，增加了锅炉的燃烧效率;缺点是一次风压增加，增加了风机的功耗。最后，二次风率的背压增加，这导致二次空气的渗透性降低，容易导致炉子中心的氧气缺乏，并且增加了燃烧完全燃料的难度。

1.2运行氧量对锅炉运行床温的影响

工作氧气的量（空气系数过高）对料床温度（特别是低床温）有重要影响。如果氧含量太低，则无氧的密相区域会较低的燃烧，燃烧速率低，很难导致燃尽，易于导致床温降低;如果氧气含量过高，过多的空气会冷却床温，并导致下部床的温度降低。而且，空气量的增加导致循环物质的量增加，循环材料从炉底提取大量热量，这也降低了操作炉底的温度，并会影响炉底渣的燃烧。

1.3一次风量对锅炉运行床温的影响

在循环流化床锅炉中，一次风量应保持床料的自然流化，并确保在密相区域中燃烧所需的氧气量，但是，为了确保锅炉运行的安全性，一次风量的设定范围受到限制。分析假设随着初始空气量的增加，由于密相区域燃烧率的提升，料层温度不会明显降低，如果空气量继续增加，则一次风量的增加会在冷却床料中起作用，并且料层的温度将会持续降低。另外，在致密级区域中，一次风量的增加和密相区的增加不利于水冷壁的传热，因此，从运行安全和经济效率的角度出发，必须充分考虑一次风量的合理运行范围。

1.4二次风量对锅炉运行床温的影响

循环流化床锅炉的一次风量为燃料所需化学计量值的40%至50%，并且该范围是低氧范围。二次风量用作助燃空气，以确保燃烧部分的适当分布，并实现在密相区域上的炉床温度的均匀分布，另外，二次风量具有梯度燃烧的功能，伴随燃烧的发生，会分层补充燃烧空气，以确保燃烧区域中所需要的氧气量。

1.5总风量对锅炉运行床温的影响

在正常状态下，增加风量有利于炉子的燃烧，然而过度增加风量，可能不利于提高锅炉的整体使用效率。随着空气量的增加，氧气浓度也在增加，这加快了氧气的传播效率和固体气体间的反应速度。其特点是燃烧程度增加，粉煤灰的碳含量降低，一氧化碳的排放量变低。如果风量太大，导致燃料燃烧中的过量氧气的积极作用小于增加最终废气排放的热量损失的不利影响，从而降低了锅炉的热效率。

总风量，特别是一次风量，对炉温，尤其是密相区域中的床温具有显著的影响。如果风量太小，则具有密相而无氧气的区域会难以适度燃烧，燃烧率会变低，不会导致燃尽;反之，如果风量太大，则过量的风量会使床冷却并降低致密级区域中的床温。并且，空气量的增加会导致物料循环的增加，包括内部和外部的循环，循环材料从密相区提取大量的热量，这也降低了密相底部区域的温度，并影响底部炉渣的燃烧程度。

1.6炉内脱硫Ca/S对床温的影响

循环流化床锅炉的脱硫过程包含有需要吸收热量的石灰石的燃烧反应，然而，氧化钙和二氧化硫的反应是会产的热量的，因此不同的Ca/S对床温也会有一定影响。

2结束语

如果其它数据基本保持不变，则床层压力，运行中的氧量，一次风量，二次风量，总风量和Ca/S炉内硫的去除都会有着很大的可能影响循环流化床锅炉的运行床温。研究结果说明，根据床层压力压，运行氧气量，一次风量和Ca/S炉内硫的去除量的增多，床温在逐渐降低。其中，运行中的氧量和一次风量对料床温度有很大的影响。

参考文献：

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[2] 赵周明，孙健秋，郭涛，等.床温对CFB锅炉运行的影响及其调整措施分析[J].电站系统工程，2013，29（4）：35-37.

[3]孙献斌.大容量CFB锅炉热循环回路特征参数研究[J].热力发电，2009，（7）：18-22.

（作者单位：呼伦贝尔安泰热电有限责任公司满洲里热电厂）