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、負荷調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點，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，因此對循環(huán)流化床鍋爐進行燃燒調(diào)整潛力極大。其主要存在的問題除部分因為設(shè)計不當或運行煤質(zhì)差異較大等原因外，多數(shù)與運行方式不合理有關(guān)，可以通過優(yōu)化調(diào)整改善其運行性能。已有研究者對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整進行了研究，但大多為對飛灰含碳量等單因素的分析。本文首先從各運行因素對鍋爐的影響趨勢上做了分析，然后根據(jù)燃燒調(diào)整實例對理論分析做了驗證和完善并對該鍋爐燃燒效率低下的原因做了簡單分析，針對該問題提出相應(yīng)改造建議。
1、影響循環(huán)流化床鍋爐效率的運行因素
1.1總風量
循環(huán)流化床鍋爐送風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，在相對固定的停留、反應(yīng)時間內(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)和機械不完全燃燒熱損失增加。而爐內(nèi)氧量過高時，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效應(yīng)時，反而使得鍋爐效率降低。同時，風機電耗加大，煙氣排放量增多，排煙熱損失加大。另外，過大的風量也會使尾部煙氣速度大于設(shè)計值，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、
木屑顆粒機等生物質(zhì)燃料成型機械設(shè)備，同時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)流化床鍋爐試驗與燃燒表明，對于特定煤種和特定的鍋爐設(shè)備，在風量不變條件下，床壓直接反應(yīng)了爐內(nèi)物料濃度。床壓的增大一方面使爐內(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)的停留時間增加，而停留時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，從而降低了二次風的穿透能力，使得進入中央貧氧區(qū)氧氣減少，進而增加了飛灰含碳量。故床壓增減對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，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，煤的燃盡時間將變短，在一定的停留時間內(nèi)煤的燃燒效率會提高，同時飛灰和底渣的含碳量會降低。燃燒溫度對煤粉燃燒影響的經(jīng)驗關(guān)系式為：
從關(guān)系式中可以看出，碳粒子的燃盡時間與燃燒溫度有關(guān)，提高燃燒溫度能明顯縮短碳粒子的燃盡時間。煤粉燃盡時間與燃燒溫度、粒徑的關(guān)系如圖1所示，因此提高床溫對碳粒子的燃盡、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℃。對于煙煤等易燃煤種可取低值，對無煙煤等難燃煤種則取高值。
1.4一二次風比例
在循環(huán)流化床鍋爐中，不同的一、二次風配比對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒及熱量分配有重要影響。因此一、二次風配比的調(diào)整是循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)整的重要手段之一。一次風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)的燃燒份額相對減少。對于本次試驗燃料煙煤，由于其揮發(fā)份較高、燃燒放熱快，在進入爐膛后較短時間內(nèi)反應(yīng)放熱，合理分配一、二次風份額有利于控制床溫和污染物生成。但同時一次風率也不宜過高，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率，以實現(xiàn)高的燃盡程度及運行安全穩(wěn)定。對于二次風而言，針對試驗燃料，較高的二次風率，會增加爐膛上部燃燒份額，有利于增加過熱器吸熱量；二次風率偏低，則其剛性不足，形成貼壁上流，無法發(fā)揮對爐膛中心區(qū)域補充氧量的作用。因此，二次風的配入應(yīng)以提高其剛性為主，風口截面不宜太大，避免其出現(xiàn)高流量、低流速運行的情況。
1.5燃煤粒徑
根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點，要求人爐煤的顆粒粗細有一定范圍，顆粒級配有合理的比例。除大顆粒粒徑外，1mm以下顆粒份額對燃燒過程影響較大，合理值可按下式計算
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，因為高揮發(fā)分煤在爐內(nèi)燃燒時更容易爆裂和破碎成細顆粒，且相對更容易燃盡。因此，應(yīng)根據(jù)煤種不同對煤的粒徑分布提出不同的要求。對于現(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)計粒度分布。避免細組分過多造成爐膛上部溫度偏高，以至超出旋風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行風量過大磨損嚴重，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)過對大量實驗數(shù)據(jù)分析，研究了鍋爐給入總風量、一二次風比率、燃燒溫度、床壓等運行參數(shù)對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總風量
給入爐膛總風量的變化，表現(xiàn)為過量空氣系數(shù)（或煙氣氧含量）的變化。本試驗有三個工況為額定負荷調(diào)整總風量。圖2為排煙熱損失和鍋爐效率隨排煙氧量的變化趨勢。
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，當排煙氧量為7.15%時，效率較高，此時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，此時負荷約211.5t/h。需要說明的是測試中排煙氧量較高，而一級省煤器出口煙氣含氧量較排煙氧量平均低4%左右，由此可見尾部漏風較多，建議對尾部焊縫、接口、膨脹節(jié)和空預(yù)器進行檢查，查找漏點并采取措施加以解決。排除漏點后，可按照省煤器出口調(diào)整后氧量數(shù)據(jù)運行調(diào)整。
2.2床壓
試驗中有5個工況是在其他運行參數(shù)不變的情況下增減床壓，試驗發(fā)現(xiàn)適當增加床壓可以明顯降低機械不完全燃燒損失、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)試驗結(jié)果，常用負荷時床壓運行在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左右運行。
2.3 -次風率
總風量不變的情況下，不同的一、二次風配比對循環(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率的關(guān)系曲線（總風量不變），試驗表明鍋爐效率隨一次風率的增加而降低，飛灰含碳量隨一次風率的增加而增加。因此推薦鍋爐滿負荷運行控制的一次風率為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，影響安全運行。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機
3、
木屑顆粒機
