循环流化床锅炉物料平衡分析

循环流化床锅炉物料平衡分析

吕旭洲

国家能源集团宁夏煤业集团公司太西洗煤厂宁夏石嘴山753000

摘要：作为一种新型燃烧方式的循环流化床锅炉，对于劣质煤的燃烧程度有了很大的突破，由此而来也提升了循环流化床锅炉的燃烧效率。本文主要针对小型循环流化床锅炉物料的失稳问题进行探究，分析了物料失稳的原因，并提出了合理的解决方法，对于物料的节省和燃烧效率的提升有着重要意义。

关键词：循环流化床；锅炉物料失稳；翻床；解决措施

自上个世纪七十年代以来，循环流化床锅炉开始出现在人们的视野中。循环流化床锅炉技术是一项高效率的燃煤技术，对于燃料的适应性较广，相比其他锅炉技术，还具有经济环保的特点。循环流化床锅炉燃烧效率高，主要体现在它对于不同的煤种其燃烧效率都在98%以上，在劣质煤的燃烧方面优势更加突出，完胜传统的煤粉炉；另外循环流化床锅炉对于燃料的适应性较广，煤粉炉和层燃炉的燃料都可以燃用，而且对于煤粉炉和层燃炉不易燃用的燃料，循环流化床锅炉照样可以进行燃烧；此外循环流化床锅炉还可以控制NOx和SO2的排放量，当进行低氧燃烧和分段燃烧时，可大大减少NOx的排放量。而脱硫效率的提高可以通过控制钙与硫元素的摩尔比在1.5-1.7之间，这样可以把脱硫效率提高至90%以上；最重要的一点是循环流化床锅炉的投资和运行费用与传统的煤粉炉并无差别，所以说无论是从环境角度还是资金角度考虑，循环流化床锅炉都是最好的选择。

1关于循环流化床技术

循环流化床锅炉燃烧是目前世界上公认的洁净煤燃烧发电技术最为可行的发展方向之一，通过此项技术的不断发展，使得燃煤的发电技术不断提升，减少因燃煤所造成的环境污染，随着我国对于环境保护的要求不断提升，循环流化床的技术提升，是现在我国最有效的运行途径。自上世纪80年代CFB锅炉燃烧技术在商业化运行中的出现和应用以来，该技术在实际应用过程中显示出清洁和高效的优越性，这是目前其他燃烧技术无法比拟的。脱硫过程的主要特点是炉内反复掺入煤和石灰石粉，实现高效脱硫。由于循环流化床技术燃烧温度低，可以降低生产效率，实现了低氮燃烧的排放，脱硫效率约为90%。

循环流化床技术是70年代中期发展起来的一种新型燃烧技术，但在实际运行过程中仍有许多问题需要进一步研究。如连续运行时间短，启动和停止的时间无法保持满负荷；劣质的燃煤其燃烧的效率效低，无法达到设计值；热控系统不完善，仪器准备不合理，测量点不足；密封性差，锅炉房的环境较差。

2物料失稳或翻床的原因分析

2.1床压控制不当

当循环流化床锅炉进行燃烧工作时，床压会随着运行时间的推移而慢慢降低，而且进行高负荷工况时，两床的平衡能力较脆弱，如果床压低，一次的进风量太大的话很容易造成床压失稳；如果床压过高，那么必然会引起风压和进风量的提高，但是风调节挡板的开度是一定的，一旦风压过高，那么必然会导致风机的调节能力减弱，很容易造成两床失稳，严重的将会引起翻床。因此床压的控制工作还是非常关键的。

2.2风调节挡板故障

循环流化床锅炉采用的风调节挡板是气动调节的，空压机是气动来源。一旦空压机发生故障，那么所有的气动调节将会失去气动来源而停止工作。进而使得风调节挡板失去调节能力，由此会导致左右两侧一次和二次的进风量出现偏差，且无法调节，进而可能会导致两床失稳甚至翻床事故的发生。

2.3物料循环不够通畅

小型循环流化床锅炉对于物料的循环量的要求是非常高的，一般情况下要求通过四个回料阀和外置床的外循環物料量要达到每小时250吨。如果物料在循环过程中出现不通畅的情况或者是阻塞的情况，那么就会导致锅炉炉膛两侧的床压产生大幅度的变化，如果没有按照规定认真处理，就会引起两床的失稳甚至是翻床事故的发生。物料的循环不畅有多种因素引起，例如回料阀流化受阻，外置床流化不畅以及外置床锥阀卡顿等等，都会引起物料循环不通畅的情况发生。因此对于外置床和回料阀的物料循环量的要求是非常重要的。

2.4两床床温差距较大

小型循环流化床锅炉的物料循环与温度联系密切，成正比例关系。当温度升高时，物料的循环流化性能加强；当温度降低时，物料的循环流化性能也随之减弱。所以在锅炉的正常运行过程中，应尽量保持炉膛两侧床温温度一致，由此保证两床的物料循环量在相同的循环流化程度，进而可以保证两床的物料在相同的配风条件下进行，由此可以使得炉膛两侧床压平稳。

3故障解决措施

3.1减小进风量，排出炉渣

床压控制不当时，可以采取如下措施。当床压过低时，需要减小进风量，降低风压，但是需要注意的是不能一味的增加床压，还需保持两床床压在平衡的状态，因此需要在减小进风量的同时，需要通过加床料系统增加床料，提高床压，保持两床的稳定；当床压高于额定量时，可以通过排除部分炉渣的方式，减小床压。因为排渣系统的不通畅会影响进风量，进而会提高床压，因此我们要时刻保持排渣系统的通畅工作。

3.2停风机，切物料

失稳一般由两个原因造成，其一空压机故障。在确定是空压机发生故障后，应及时手动切断物料，于此同时停止风机的运行，需要注意的是为了防止物料堵塞回料阀和外置床应该在停止风机后的30s后再进行流化风机的停止工作，这一点是非常关键的，需要操作人员牢记于心。其二是一、二次风机的挡板发生卡顿，如果是轻度卡涩，应该尽快进行修复，如果是卡死状态，且已经发生翻床故障，需要马上进行停炉不停机的方式处理。

3.3加大流风量，调节床温

循环流化锅炉对于物料的循环量要求很高，因此物料循环不畅是锅炉运行中经常出现的一个问题。如果出现物料循环不畅问题时，应立刻采取加大流化风量的方法进行疏通处理，或者是使用输送压缩空气吹扫的方式也可。两床的床温控制受外界条件的影响，稍有不当就会出现两床床温温差较大的情况，解决方法分三步进行，首先解除发生故障的一侧床温的自动调节，然后进行手动微调，最后处理床温测点，使得床温保持在合理的范围之内。

4预防措施

1、依据床压及时进行排渣工作，，尽量使得床压保持在11-13kPa。

2、严格控制燃煤粒径在5mm之内，2-5mm的颗粒最好不要超过燃料总量的10%，燃煤之中的石块及时处理。

3、严格控制两侧床压的偏差在2.5KPa以内。

4、风门开度尽量保持在50%之内。

5、一次风机的压头保留一定的余量，以防发生失稳或者是翻床事故式，可以提高压头的高度，便于床料的搅动工作。

结语：

循环流化床锅炉对于运行条件的要求比较严格，稍遇不测，就会引发各种故障，因此这就需要严格加强各种故障的处理训练，让工作人员不断加强这方面的认识和学习，在实践中不断摸索出更加迅速有效的解决方法，在遇到突发情况时能够迅速做出反应，减小机组损失。

参考文献：

[1]曹露，马红友，史学峰.循环流化床锅炉炉内掺烧石灰石脱硫对烟尘浓度的影响分析[J].山东工业技术，2017（05）：35-36.

[2]张文清，孙思聪，卢啸风.大型循环流化床锅炉外置式换热器运行特性的对比研究[J].热能动力工程，2017，32（S1）：97-101+132-133.