化工企业循环流化床锅炉燃烧运行研究范文

摘要：分析了优化循环流化床（CFB）锅炉燃烧的主要内容，并以某化工企业260t/h循环流化床锅炉为对象，通过优化调整风量、床压、床温、一二次风比率等参数，改善锅炉运行性能，缓解了锅炉热效率低、运行稳定性差等问题，为锅炉安全、稳定、经济运行提供了技术依据。

关键词：化工企业；循环流化床；锅炉燃烧；优化运行

1典型循环流化床锅炉结构及运行

循环流化床锅炉一般为自然循环方式，单汽包，结构上分为前烟井和后烟#。前烟井为炉膛，四周一般为膜式水冷壁，上方悬吊屏式过热器或水冷屏。尾部烟井自上而下依次为高温过热器、低温过热器和省煤器、空气预热器等。两竖井之间为水平烟道，布置有旋风分离器，分离器下部连接回送装置，经分离的未燃尽的灰渣重新返回炉膛再次燃烧。运行时，燃料加工为一定粒度，由给煤机送入炉膛底部密相区燃烧。燃烧后的烟气出炉膛后经旋风分离器，颗粒物返回炉膛继续燃烧，烟气则进入尾部烟#，依次经过过热器，省煤器，空气预热器等受热面，最后经除尘后通过烟囱排入大气。

2影响锅炉运行的主要参数

2.1总风量

CFB锅炉送风既要保证炉内燃料燃烧充分，同时也要使床料正常流化。如果炉内氧量过低，将会导致飞灰、底渣含碳量上升。为防止炉膛结焦保证燃料燃尽，运行中的过量空气系数一般比煤粉炉更高，充足的空气才能保证燃料正常流化和充分燃烧。而炉膛内氧含量偏高时，虽然排烟温度降低，但烟气流量加大，排烟热损失会增加，反而使得锅炉的热效率降低。另外，风量过高也会使烟气速度超过设计值，炉内受热面及部件的磨损加剧，鼓引风机负荷会明显增加。

2.2一、二次风配比

一次风除了保证燃烧外还要使物料能处于良好的流态[1]，二次风的作用是混合扰动烟气、延长燃料的燃烧时间、补充燃料所需的氧气量、提高炉膛中间部位的温度等。在循环流化床锅炉运行中，不同的一、二次风配比对锅炉燃烧配比有着重要的影响。增加一次风的比例，可以使炉膛热负荷中心上移。一次风风量太低，燃料流化会变得困难，最终造成过高的床温，影响锅炉负荷的提升，并可能造成不正常的结焦，产生锅炉安全隐患；风量过大，锅炉的床温会过低，影响脱硫效果，另外炉膛内密相区的燃烧也难以稳定。

2.3锅炉床温

根据燃用煤种不同，锅炉的床温控制要进行相应的调整，运行中锅炉床温不宜太高或过低，床温太高会造成床内结焦，烧坏底部风帽；过低的床温会增大不完全燃烧损失，脱硫效果降低，传热系数下降，甚至严重时会使尾部烟道的烟气发生二次燃烧。总之，锅炉的床温直接决定了整个锅炉系统的负荷和燃烧效率，这是由循环流化床锅炉的特性所决定的。运行中保持床温稳定，尽量减小床温偏差，并密切监视炉床的温度，积极调整给煤量。实践表明，炉床温度一般控制在850~950℃，其控制可以通过调整给煤量和一、二次风配比，增加或减少给煤量来降低或者升高床温，从而保证锅炉运行中保持过剩空气量在合适范围内。

2.4燃料的颗粒度

入炉燃料应首先选用合适的破碎设备和流程，使煤的颗粒度达到设计要求。一般来说燃用高灰分的煤应采用较小的粒度，而燃用低灰分高挥发量的煤可采用较大颗粒尺寸，颗粒一般为0~5cm较合适。实际运行中粒径不能大的太多，否则可能会引起炉膛底部超温结焦，燃烧不充分也会产生较多的CO，使得总风量增加及电耗成本增加。

2.5锅炉床压

在风量不变条件下，对于特定的锅炉和燃料，床压直接反应了炉内物料的浓度状况。床压的增大一方面使底部密相区和过渡区物料浓度降低，从而降低了二次风的穿透能力，使得进入中央贫氧区氧气减少，进而飞灰含碳量增加。而床压增大另一方面使煤颗粒在炉内的停留时间增加，物料浓度增大，从而颗粒在炉膛互相碰撞减速的频率增大，停留时间的增加可以明显减小飞灰的可燃物含量。

3循环流化床锅炉燃烧优化调整

针对某化工企业260t/h循环流化床锅炉进行优化调整，经试验验证及数据分析，结果如下：锅炉现阶段燃用燃料为烟煤，试验数据显示，当排烟氧量为7.2%时，效率较高，此时省煤器后氧含量为3.5%，锅炉蒸发量为246t/h。在总风量一定的前提下下，不同的一、二次风配比对锅炉的燃烧状况影响明显。结果显示，一次风率控制在49%，燃烧效果比较好。通常认为燃烧温度越高，越有利于燃料燃尽，降低炉渣的含碳量，但过高床温易造成结焦，影响安全运行。

4结束语

通过调整床压、一二次配风以及床温来降低燃料的不完全燃烧损失后，烟气中的飞灰含碳量显著降低，从17.09%降至12.75%，提高了锅炉经济性。调整后，锅炉整体的热效率也有一定的增加。需要指出的是，由于锅炉运行调整是一项复杂的工作，实际实施中要多方面考虑运行情况，包括安全、负荷、燃料种类等具体内容，调整后各个参数往往还会互相影响干扰，因此调整前必须综合考虑各方面的要求及可能产生的影响。

参考文献

[1]曹培庆，刘海峰.480t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验及分析[J].电力学报，2011，26（04）：304-309.

作者:徐文胜 单位:浙江省特种设备检验研究院