循环流化床锅炉的运用及运行
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摘要：循环流化床锅炉有高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，其在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
关键词：循环流化床锅炉 运行 应用
一、引言
随着科学技术的发展，自动控制在现代工业中起着主要的作用，目前已广泛应用各行各业。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。循环流化床锅炉是八十年展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛的应用。循环流化床锅炉是一种国际公认的洁净煤燃烧技术，以其燃料有适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等优点。我国循环流化床锅炉技术已步入世界先进水平，但是，我国锅炉的脱硫现状还不很乐观，脱硫系统的可用率、锅炉脱硫效率不高，因此循环流化床锅炉的应用加工还存在不少问题，离国际先进水平有一定差距。
二、循环流化床锅炉的特点
由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。循环流化床锅炉的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到低NOx排放、90%的脱硫效率和较高的燃烧效率。而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下（850℃～900℃）进行的，从而可使循环流化床锅炉达到98%～99%的燃烧效率。在钙与燃料中的硫摩尔比为115～215的情况下可以达到90% 以上的脱硫效率。由于循环流化床锅炉是低温燃烧，而且燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，所以可以方便地组织分级燃烧，因而可以有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。由于炉内气、固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行的，不需在床内布置埋管受热面，因而完全避免了埋管的磨损问题。而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来，大大减少了尾部烟道中烟气的粉尘浓度，减少了尾部受热面的磨损。
三、循环流化床锅炉的运行
循环流化床锅炉运行调整的任务是：⑴ 保持锅炉的蒸发量在额定值内，满足汽轮机的需要。⑵ 保持正常的汽温及汽压。⑶ 均匀给水保持水位正常。⑷ 保持燃烧良好，提高锅炉效率。⑸ 保证锅炉机组安全运行。⑹ 保证烟气含尘浓度、SO2、NOX的排放符合标准要求。
运行中要避免风水联合冷渣器结焦，我们要做到以下几点：⑴保证正常的燃煤粒度。⑵进渣量不能太大，进渣速度不能太快。⑶保证冷渣器各仓内适当的料层厚度。⑷保证排渣中较小的含碳量。⑸保证锅炉床料流化充分、燃烧完全、床温尽可能大于850℃。
循环流化床锅炉在运行中会遇到四种流态。启动吹扫时，物料处于固定床或微流化状态；启动和低负荷时，锅炉实际运行在鼓泡床状态；中负荷或高负荷时，锅炉才真正处于循环流化床状态；炉膛上部、下部温度才基本均匀。压火时，则处于固定床状态。当运行中出现物料不平衡，煤质变化，会出现大风量运行情况，因为分离效率下降和补充物料不及时，便会出现密相、稀相气力输送燃烧，这时锅炉接近煤粉炉运行工况。
循环流化床锅炉刚入炉的煤和其它炉型一样，先预热逐渐蒸发出内为在水分，而后析出挥发分在炉内密相区进行燃烧。较小的颗粒的煤被强烈的气流送到稀相区继续燃烧，未燃尽的炭粒子被旋风分离器分离出来，通过返料器返回炉膛继续在炉内燃烧。大颗粒的煤在炉膛内被流化风吹到一定高度，靠自由落体从炉膛四周回到床上，这样燃料煤在炉膛内进行多次循环，直至燃尽。这是因为在整个循环过程中，炉内温度场变化很小，有利于可燃物与氧原子的混合而充分燃尽，使得循环流化床锅炉的燃烧效率保持在很高的状态（大型流化床锅炉的燃烧效率>98%）锅炉运行人员在运行调整中，只要将一 、二次风量、风压、给煤量、床温、床压和氧量控制在合适的范围内就可以保证循环流化床锅炉正常的运行。根据近年来的理论研究和各电厂运行的经验，一、二次风量比为燃烧烟煤、褐煤等挥发分较高的煤种时为6：4左右比较合适，燃用挥发分低的煤种时，根据挥发分的含量一、二次风比例为5：5到6：4之间较为合适，这种风量比例下锅炉燃烧效率就比较高。锅炉负荷在50%以下时可停用二次风机以减少锅炉厂用电。为减少锅炉排烟热损失，烟气中的氧量应控制在3～6%之间，燃烧挥发分高的烟煤、褐煤时烟气中的氧量应控制在下线3～5%，挥发分低与10%的燃料氧量尽量提高到5～6%。料层差压根据锅炉设计进行控制，挥发分高的煤种由于燃尽时间短可小些；挥发分低的煤种燃烧较为困难燃尽时间要多些，料层差压可采取高位运行，以增加其在炉内的燃烧时间。炉膛差压控制在1000～1500Kpa较为合适，正常运行时炉膛保持正压运行，炉膛温度尽量控制在950℃以下，尽量不要低于900℃，这样燃烧效率比较高，负荷控制容易，脱硫效率较好，Nox化合物也能符合国家控制标准，锅炉的各项参数就比较正常，锅炉的循环倍率也能和设计值相吻合。相反，锅炉燃烧效率低，锅炉负荷难带外，对锅炉的安全运行带来很大的影响，也对炉内脱硫脱硝效率影响很大，给企业的外在形象和经济效益带来影响。
四、循环流化床锅炉在工业锅炉方面的应用
1、使用循环流化床锅炉需要具备比层燃炉更加严格的管理和使用条件。使用循环流化床锅炉，需要具备完善的仪表及自动化控制系统，要求司炉工有较高的操作技术和责任心，要求热负荷比较稳定。因此，锅炉使用单位要注重司炉工的选拔和培训，并配备所需的专业技术人员。2、循环流化床锅炉用电量较大。与层燃炉相比，循环流化床锅炉具有较高的燃烧效率，但其鼓风、引风、碎煤等设备的用电量都比较大。所以，循环流化床锅炉用电量较大。3、工业锅炉出口烟尘浓度较大，需要配备高效除尘器，有时甚至采取两级除尘或静电除尘，在环保要求严格的地区尽量不要使用。4、循环流化床锅炉可以燃烧低质煤，比层燃炉具有更好的燃料适应性能。循环流化床锅炉比层燃炉的热效率更高。5、循环流化床锅炉受热面容易磨损，维修费较高。循环流化床燃烧技术是一种高效低污染的燃烧技术。工业锅炉用户在选用循环流化床锅炉时需要对热负荷和燃煤情况进行综合分析，并对用电与用煤的总成本进行计算，以确定是否经济合理。
五、结束语
循环流化床燃烧技术有其高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程，随着燃料价格的不断增长，燃料品质的日益下降，要求设备有更高的经济性、可靠性和对燃料负荷的适应性，因此大容量超临界（SC）火力发电机组越来越受到重视，当通过提高蒸汽初参数来提高循环效率时，循环热效率随温度和压力的提高而提高。至2005年我国已有近千台循环流化锅炉投入运行或正在建设之一，440-480t/h循环流化床锅炉已有几十台投入运行。随着科学技术的进步和人们为懈的努力，循环流化床燃煤技术将日益完善，将在能源与环保方面发挥出越来越重要的作用，为人类生存的环境做出更大贡献。