循環(huán)流化床鍋爐是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)的潔凈燃燒技術(shù)，具有NO。排放濃度低，燃燒過(guò)程中加石灰石直接脫硫，燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、灰渣可以綜合利用、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。但在實(shí)際運(yùn)行中因床溫超出設(shè)計(jì)值，經(jīng)常出現(xiàn)鍋爐無(wú)法帶滿負(fù)荷的問(wèn)題。
賈汪電廠4x135 MW機(jī)組技改工程2號(hào)機(jī)組所用鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的440 t/h高溫絕緣熱旋風(fēng)分離器、平衡通風(fēng)、回料閥給煤、循環(huán)流化床燃煤鍋爐，是目前江蘇省內(nèi)最大的循環(huán)流化床機(jī)組，型號(hào)為HG-440/13.7一LYM12,設(shè)計(jì)滿負(fù)荷時(shí)床層密相區(qū)溫度為890℃。
    在滿負(fù)荷試運(yùn)期間，鍋爐床層密相區(qū)溫度偏高，在950℃左右。
1、床溫控制理論
    循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定燃燒及床溫控制的關(guān)鍵是合理的循環(huán)物料平衡、熱量平衡。其中，物料平衡是CFB鍋爐正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，只有合理的物料平衡，才能建立起合理的熱量平衡，使?fàn)t膛運(yùn)行中的換熱系數(shù)與設(shè)計(jì)中所取的值相當(dāng)，控制床溫在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    物料的循料包括內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)，循環(huán)物料實(shí)質(zhì)上是一種熱載體，它將燃燒室密相區(qū)里的熱量帶到爐膛上部，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，并通過(guò)多種傳熱方式與水冷壁進(jìn)行換熱，因此只有提高內(nèi)、外循環(huán)物料量，提高爐膛中上部的物料濃度和傳熱系數(shù)（其傳熱系數(shù)約為煤粉爐的4~6倍），才能有效地控制床溫，進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。內(nèi)、外循環(huán)物料來(lái)源于煤、石灰石、啟動(dòng)床料中的細(xì)顆粒及補(bǔ)充床料。
    參與外循環(huán)的物料粒徑主要在100~ 250um以下，過(guò)大的顆粒沉積在密相區(qū)，無(wú)法參與循環(huán)，不能有效地將熱量傳遞出去。
    石灰石的脫硫粒徑最佳范圍與外循環(huán)灰的主粒徑相近，內(nèi)、外循環(huán)物料來(lái)源主要取決于啟動(dòng)床料和煤的粒度、成灰特性。
    分離器效率對(duì)物料分布和燃燒效率起著關(guān)鍵作用。它是建立穩(wěn)定的物料外循環(huán)的關(guān)鍵。當(dāng)外循環(huán)物料量不足時(shí)，分離器的設(shè)計(jì)分離效率就無(wú)法保證，鍋爐物料的循環(huán)倍率相應(yīng)降低，進(jìn)入爐內(nèi)的外循環(huán)物料量偏少，造成密相區(qū)溫度高，而爐膛中上部物料濃度低，溫度低的情況。
    可見(jiàn)，增加參與循環(huán)的物料份額和提高分離器分離效率是循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵，同時(shí)也是控制床層密相區(qū)溫度在設(shè)計(jì)范圍的關(guān)鍵。
2、床溫偏高原因分析
    主要從以下幾個(gè)方面來(lái)分析賈汪電廠技改工程2號(hào)爐床溫偏高的原因。
2.1啟動(dòng)床料的選用
    2號(hào)爐在啟動(dòng)時(shí)由于可以方便地獲取1號(hào)爐（同型號(hào)CFB鍋爐）的爐渣，同時(shí)擔(dān)心使用砂子作床料可能產(chǎn)生的結(jié)焦問(wèn)題，因此2號(hào)爐啟動(dòng)床料采用經(jīng)過(guò)篩分的顆粒3 mm以下?tīng)t渣。但恰恰是由于采用1號(hào)爐爐渣，即使是經(jīng)過(guò)篩分，但大顆粒份額明顯較多，啟動(dòng)物料粒徑的分布不理想，啟動(dòng)床料中能參與物料外循環(huán)的顆粒不多，導(dǎo)致鍋爐啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中外循環(huán)倍率低。
    在鍋爐啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，滿足外循環(huán)粒徑要求的物料大部分不會(huì)隨爐渣排出，所以啟動(dòng)床料的選擇是建立循環(huán)流化床鍋爐合理的內(nèi)、外物料循環(huán)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。這一點(diǎn)在鍋爐沖管結(jié)束后，檢查反料腿立管發(fā)現(xiàn)料位僅為3m也得到了證明。
2.2原煤的特性
    賈汪電廠地處徐州，鍋爐用煤主要為徐州地區(qū)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)煙煤，設(shè)計(jì)和實(shí)用煤質(zhì)折算灰分分別為7.06g/MJ和14.07g/MJ。
    大型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行表明，當(dāng)折算灰分大于21 g/MJ時(shí)，CFB灰平衡比較容易實(shí)現(xiàn)，當(dāng)折算灰分小于8.25 g/MJ時(shí)，CFB灰平衡比較困難，需要定期或連續(xù)補(bǔ)充固體物料。
    實(shí)用煤質(zhì)折算灰分偏小，需要長(zhǎng)時(shí)間和合適的工況才能積累足夠的循環(huán)物料，但往往難于控制，不能滿足生產(chǎn)需要。
    哈爾濱鍋爐廠對(duì)入爐煤粒度的要求為：最大粒徑d—≤6 mm、dso≤1.8 mm及d<600um不大于20%。通過(guò)對(duì)破碎后的煤粒進(jìn)行篩分發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有調(diào)理手段下煤破碎過(guò)細(xì)，200um以下的份額是設(shè)計(jì)值的2倍，過(guò)細(xì)的煤的粒徑，必然使得燃燒產(chǎn)物偏細(xì)，分離器的分離效率降低，導(dǎo)致參加外循環(huán)的物料量下降。
2.3冷渣器的使用
    2號(hào)爐采用的排渣系統(tǒng)為意大利進(jìn)口的風(fēng)冷鋼帶式冷渣器，爐渣由布置在前墻下部的兩個(gè)排渣口直接依次排放到運(yùn)動(dòng)中的第一、二級(jí)冷渣器鋼制履帶上，經(jīng)過(guò)風(fēng)冷后排入渣庫(kù)。
    該形式的冷渣器對(duì)排出的爐渣沒(méi)有選擇性，在排出大渣的同時(shí)，不可避免的將一部分細(xì)渣一起排出，減少了內(nèi)、外循環(huán)物料的總量。
    現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，爐渣中最大的渣的直徑也只有20 mm左右，細(xì)渣占了很大一部分。
2.4床存量
    2號(hào)爐在整套啟動(dòng)前向爐膛中加入70t，厚度近1.1 m的床料。點(diǎn)火開(kāi)始時(shí)平均床壓在10 kPa左右，但由于在開(kāi)始投煤前要進(jìn)行各種試驗(yàn)，又要控制床溫的變化速度，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)本臺(tái)鍋爐沒(méi)有設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的床料添加設(shè)備及加料口，因此機(jī)組啟動(dòng)后物料被大量揚(yáng)稀而無(wú)法補(bǔ)充，致使到開(kāi)始投煤時(shí)平均床壓下降到5 kPa左右，過(guò)低的物料水平，流化風(fēng)容易形成穿層，在本身蓄熱量少的情況下，循環(huán)物料量又少，熱量聚集在密相區(qū)，床溫過(guò)高。
3、控制床溫的對(duì)策
    理論研究表明分離器對(duì)爐灰的分離效率小于對(duì)砂子的分離效率。
    根據(jù)以上情況及類(lèi)似電廠的經(jīng)驗(yàn)，建議電廠在控制鋼、鉀含量(Na20為1%~2%；K20為2%—3%)的情況下，使用砂子作為啟動(dòng)床料，這樣不僅可以避免床料結(jié)焦的問(wèn)題，又能較快形成正常的物料循環(huán)。
    對(duì)于原煤的灰份少及冷渣器排渣無(wú)選擇性的問(wèn)題，可以摻燒一些灰份較大的煤種，最好煤的折算灰分達(dá)到21g/MJ，同時(shí)排渣時(shí)采用少量連續(xù)排的方法，保證爐內(nèi)有一定的物料量。
    同時(shí)，對(duì)于低灰份煤種，在啟動(dòng)過(guò)程中添加一定的循環(huán)物料是必要的。這樣不僅能彌補(bǔ)由于CFB鍋爐啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)造成的床料減少、床壓下降，同時(shí)有利于增強(qiáng)的物料循環(huán)。
    試運(yùn)期間向爐內(nèi)添加脫硫用石灰石，但石灰石的粒徑過(guò)細(xì)并易磨耗，實(shí)際效果不明顯。對(duì)此，提出在下次啟動(dòng)前向一個(gè)煤倉(cāng)內(nèi)加入一定量的床料，在啟動(dòng)過(guò)程中通過(guò)一條給煤線向爐內(nèi)加入床料，使得平均床壓在投煤時(shí)維持在10kPa左右，以彌補(bǔ)床料損失。
    特別需要說(shuō)明的是，按以往理論和經(jīng)驗(yàn)，控制床溫的主要手段為床溫高時(shí)加大一次風(fēng)，否則減小一次風(fēng)。
    但實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，運(yùn)行過(guò)程中不可盲目加大一次風(fēng)來(lái)降低床溫，一次風(fēng)的增加往往揚(yáng)稀大量物料，床壓下降很快，床溫下降反升。因此，要根據(jù)實(shí)際情況在控制床壓的情況下，視情況來(lái)增減一次風(fēng)。
4、實(shí)際運(yùn)行效果
    在機(jī)組最近一次啟動(dòng)中，按照上面的方法對(duì)鍋爐的物料進(jìn)行了補(bǔ)充，同時(shí)煤質(zhì)化驗(yàn)表明原煤灰份上升到了30%以上，參與循環(huán)的物料量加大了，機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，密相區(qū)平均床溫保持在890℃附近，符合設(shè)計(jì)要求。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
5、建議
    (1)鍋爐廠應(yīng)加強(qiáng)旋風(fēng)分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高分離器效率，達(dá)到改善鍋爐運(yùn)行特性，更易控制床溫的目的。
    (2)在鍋爐內(nèi)、外循環(huán)物料平衡難建立時(shí)，可通過(guò)提高爐膛負(fù)壓到500 Pa來(lái)加速平衡的建立。
    (3)在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)避免一次風(fēng)量過(guò)大，優(yōu)化一、二次風(fēng)量配比，加快建立內(nèi)、外循環(huán)物料平衡。
    (4)鍋爐廠應(yīng)認(rèn)真研究返料裝置的通流能力，優(yōu)化設(shè)計(jì)U閥直徑及風(fēng)帽小孔直徑，避免通流能力太大，導(dǎo)致立管料位太低，返料風(fēng)容易穿透料層，降低分離器效率。
    (5)在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程，當(dāng)外循環(huán)未建立時(shí)，應(yīng)減小U閥松動(dòng)風(fēng)量及輸送風(fēng)量，這樣能加快建立外循環(huán)物料平衡。
    (6)在鍋爐施工過(guò)程，應(yīng)嚴(yán)格管理，保證返料系統(tǒng)的嚴(yán)密性：在烘爐后，應(yīng)將排濕孔嚴(yán)密封堵，確保不漏風(fēng)，以保證政審的物料外循環(huán)。