循环流化床锅炉床温偏差大原因分析

单晋

摘要：此次研究主要分析循环流化床锅炉床温偏差大的原因，比较流化床流化机理、布风板设计原理与锅炉运行参数，同时分析炉内流化下降原因，制定改善床温偏差过大的措施，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：循环流化床;锅炉床;温度偏差;原因分析

循环流化床锅炉流化状态，对流化床锅炉运行状态的影响较大。A电厂循环流化床1 号锅炉在10月 1日 17：30时点火，于2 日下午13：45时并汽。在并汽之后，将负荷提升至每小时350t，持续增加床压，同时维持全烧烟煤。

随着床压逐渐垒高，右侧墙下部床压高于左侧墙，且右側下部床温测点下降，且回料腿温度、分离器出口温度与入口温度明显高于左侧。在优化调整期间，流化风量在每小时130t，A/B风道开度一致，且上下二次风挡板开启，床上枪风道开度一致，基本无偏差。当温度严重偏差时，右侧前墙、侧墙、后墙的温度测点均下降，且平均床温小于800℃。通过分析排渣状态可知，右侧粒径比左侧小。车间主任要求班组开启右侧冷渣器，以此降低炉膛内细渣比例，然而经过处理之后，无法增加右侧床温。

11月 7日 0时，右侧床温测点降低，温度小于750℃。在08：00时，车间主任要求班组开启床下燃烧器。在启动A枪后，提升右侧前墙与后墙温度，下部床压也开始增加，从原先的6.7kPa增加至7.5kPa，风室压力提升幅度约为1.0kPa。

在启动两支床下枪后，总油量为每小时800kg。在启动90min后，右侧墙温度恢复到常规值，且左侧和右侧回料腿温度、分离器出口温度与入口温度趋于正常，两侧床压的差值逐渐缩小。在关闭床下枪后，在13h内再次出现右侧墙床温降低问题，之后多次启动床下枪，床温逐渐正常。

1、循环流化床锅炉床温偏差大原因分析

通过参数分析可知，右侧床压比左侧高，表明右侧物料高度高于左侧。右侧回料腿温度、分离器出口温度与入口温度高于左侧，表明右侧物料外循环量高于左侧。

1.1  流化质量形成和下降

当1 号炉床温测点降低时，相应降低风室压力和床压。床温恢复正常值时，风室压力和床压会相应升高，和炉内沟流形成一致。在形成沟流后，会降低炉内物料流化质量，从而降低布局温度，极易出现结焦现象。影响流化质量的因素如下：第一，布风板阻力不足，极易导致布风不均;第二，炉内物料粒径分布不均，存在大量细小颗粒。入炉燃料均为全烟煤，挥发份与热值比较高，具备良好成灰特点。炉内所应用的石灰石脱硫物质的粒径细小，导致物料粒径均比较细小。第三，料层厚度不足。通过参数分析可知，下部床压约为6.9kPa，料层厚度适宜，不会导致流化质量下降。所以，当无法大幅度改进和优化入炉燃料与石灰石粒径时，应当深入分析布风板影响因素。

1.2  布风板对颗粒流态化的影响

通过分析流态化原理可知，颗粒流态化与床层压降变化、布风板特性的关联性较大。当循环物料量相同等，当流化风速越大，则床上颗粒浓度越小，所以床层压降与流化风速具备负相关性。随着流化风速的增加，会相应加大布风板压降。且流化风速的持续增加，随着布风板压降增加及床层压降下降，布风板压降与床层压降的总压降会产生不同变化。

当布风板的阻力比较高时，总压降曲线无极点，所以针对不同流化风速，仅存在一个稳定点。在增加流化风速后，布风板阻力增加速度明显高于床层压降下降速度，这样能够对风速进行控制，同时稳定颗粒流化状态。当布风板的阻力比较低时，总压降曲线存在一个极点，且流化床结构与床料厚度相同时，针对同一流化风速，可能会出现多个工作点，从而导致床层部分气体通过量为μ1，导致床料流化恶化，处于不流化状态。其他部分气体通过量为μ2，表明气流通过气泡时出现短路，总压降为△p。

通过分析布风板设计原理可知，布风板设计压降应当高于分布气体临界压降、稳定性临界压降最大值。分布气体临界压降和来流分配均匀度相关。1号炉风室压力左侧与右侧偏差为0.45kPa，相比于2 号与3 号炉风室压力，偏差值比较明显。

相比于2 号与3 号炉风室，1号炉风室没有均流板，当一次风进入到风室后，风口和边界之间、两个风口之间存在较大差距，在射流卷吸影响下，气流会向下运行，从而出现回流区，导致布风板压力分布不均匀。

1.3  床压压降偏差影响

锅炉并汽后，床下枪流量持续下降，会不断降低流化风温度和布风板压降，此时布风板压降和稳定性临界压降差值较小。两侧风室风量存在明显偏差时，小风量测不封板压降将会低于稳定性临界压降，从而导致布风板存在床压压降偏差。当床压压降偏差比较大时，由于存在双面水冷壁，会限制炉膛两侧颗粒横向流动，且风量调整比较滞后，布风板稳定性临界压降无法计算布风板总体压降，需要将其划分为两个同等的小布风板，此时所对应的床径与床高比值下降，相应减少稳定性临界压降，炉膛颗粒流化状态稳定，然而两侧床压压降偏差消除难度大，极易降低高床压侧。

2、循环流化床锅炉床温偏差大的整改措施

2.1  操作整改措施

第一，增加床压。布风板稳定性临界压降和流化床床径及床高比值有关，当床径与床高比值加大时，会降低布风板稳定性临界压降。所以，明确炉膛结构与布风板之后，应当提升床压，减少床径与床高比值，以此降低布风板稳定性临界压降。当流化风量不变时，不会改变布风板阻力，此时会加大布风板阻力和稳定性临界压降差值，提升运行安全性。

第二，增加一次风温度。通过相关计算可知，布风板阻力和风温具备正相关性，增加一次风温度，能够提升布风板阻力，确保布风均匀。如果床温下降，则可以将床下枪启动，以此增加风温。将床下枪启动后，应当先将床温正常侧启动，之后再将另一侧启动，避免风量大幅度波动。

第三，确保两侧流化风量平衡。当流化风量存在偏差时，会导致床压偏差，此时必须确保风量均衡，避免产生大偏差。当前，A/B风道风量的真实值存疑，在检修维护时，必须派遣专业人员标定风量，以此确保风量的准确性。

第四，增加一次风量。当上部床压小于1.5kPa时，需要增加一次风量，以此确保流化质量。

2.2  设备改造措施

第一，确保一次风空预器出口风箱的连通性：一次风空预器入口使用1个风箱，由于阻力降较大，左侧风量明显高于右侧。但是空预器出口风箱相互独立，可以分解大两侧床下枪，所以两侧风量不均匀。将两侧风箱连通起来，能够缩小两侧阻力偏差。

第二，将均流板增加到进风室入口：将均流板设置在风室一次风入口位置，能够使一次风回流区缩小，确保布风均匀性。

第三，改造风帽中心管静，加大布风板阻力：布风板阻力包括风帽小孔阻力、风帽间隙阻力与中心管小孔阻力。保持风帽一致，缩小中心管小孔径，能够加大布风板阻力，优化改善布风均匀性。

3、结束语

综上所述，为了缩小床温偏差，应当加大布风板阻力与布风均匀性，采用床料可以改善循环床料，加大床层压差。注重对布风板风帽结构的改造，能够缩小中心管径，以此加大布风板阻力，优化布风均匀性。

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