循环流化床锅炉一二次风风量配比及风压选定

循环流化床锅炉一二次风风量配比及风压选定

【摘要】随着我国循环流化床锅炉的广泛应用，对其一二次风风量配比与风压的选定提出了新的要求。本文首先从基本概念出发，介绍了循环流化床锅炉基本的工作原理及工作中体现出的特点，重点探讨了工作过程的运行问题及原因，研究了一二次送风量的配比与风压选定，最后论述了循环流化床锅炉的冷态试验。

【关键词】循环流化床锅炉；一二次风；风量配比；风压选定

一、前言

作为一项重要的生产设备，循环流化床锅炉在实际应用中发挥出了极为重要的作用。为了能够更好地保证循环硫化床锅炉的良性运转，有必要分析其一二次风风量的配比，以及风压的选定。本文首先介绍循环硫化床锅炉主要的的工作原理与运行过程中的特点。

二、循环流化床锅炉的工作原理及工作特点

流化过程的概念可以理解为：固体粒子经过与气体或液体属相的物质进行接触发生改变从而转变为类似流体状态这一复杂的过程。通常来讲流化过程一般的用途是用于燃料燃烧，也就是通常意义上的流化燃烧，而其所使用的锅炉则称为流化床锅炉。

循环流化床锅炉是一种新的锅炉类型，其刚开始是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上逐渐发展并完善起来，形成了特有的工作特点。循环流化床锅炉在锅炉内部的流化风速一般情况下比较高（大约为4～8m/s左右），为了分离工作通常会在炉膛出口加装一种叫做气固物料分离器的装置。细小的固体颗粒会被烟气携带并在工作过程中排出炉膛，颗粒需要经分离器分离成几种不同物质，再重新送回炉内进行循环燃烧。循环流化床锅炉主要由两个部分组成：第一部分主要是炉膛、上面提到的气固物料分离器以及固体物料再循环利用设备等，这些部件主要形成了一个封闭的固体物料循环利用的回路。另一个重要的部分主要由对流烟道，布置有过热器、省煤器和空气预热器等部件组成，这种结构形式就与其它传统的常规锅炉非常类似了。循环流化床锅炉为了工作所进行的燃烧需要的一次风和二次风一般会分别从炉膛的底部和炉膛的侧墙两个方向进行送入，主要的燃烧过程将会在锅炉主要的炉膛中进行并逐渐完成。炉膛内部由于燃烧将会产生大量的烟气，这些烟气一般会携带物料一起经过分离器的入口放置的加速阶段进行加速并进入上面提到的分离器，将烟气和物料进行分离。随后物料将经料斗、料腿和外部的返料阀再重新返回炉膛内部；而烟气将自中心筒再次进入到分离器的出口区重新进入循环，并流经内部的转向室然后进入到尾部烟道中。

三、循环流化床锅炉运行过程中出现的问题及原因分析

1.锅炉达不到额定出力

（一）分离器的设计和放置达不到设计所要求的效率；导致分离器的运行效率将会大大低于设计值，另一种情况便是几个分离器内部的物料分离过程产生不平衡的状况。

（二）悬浮段的主要受热面与密相区二者之间的布置不恰当或存在一定的矛盾，特别是当燃烧燃料的过程与设计煤种应有的效果差别较大的时候，锅炉内部的负荷发生变化时将会导致余灰的封闭循环系统中的各个部位的温度变化，进而造成各部分产生温度偏差并在一定程度上影响锅炉安全以及正常的经济运行，这就极大地限制了锅炉应该能承受的额定负荷。

（三）实际燃烧份额与原有的设计值严重不相符或分配设计的不合理，使炉内循环物料不足，严重影响锅炉在原有设计中的额定出力。

（四）不同尺寸和粒径的细小颗粒一般都具有截然不同的燃烧、流化和传热等物理特性，如果粒径分布不合理，将会必然造成锅炉出力值得直线下降。

2.磨损

颗粒对材料表面进行的各种方向上的冲击将会造成一定程度的磨伤和损害，我们一般将其称之为磨损。这种循环流化床锅炉内部产生的磨损主要分为两大部分，即受热面上产生的磨损和耐火材料及布风装置上的磨损。对于磨损的情况来说，轻者将会导致热应力发生无规律的变化，严重者将造成爆管现象的发生并使受热面发生泄漏，甚至会导致锅炉停炉。

3.锅炉发生的磨损和浇注料从原有部位的脱落

磨损最严重的部位通常会发生在密相区进行浇注料的区域与水冷壁二者之间由于位置原因产生的结合部，次严重的区域便是水平烟道中的部分方向上的管道以及密相区内的一般浇注料容易发生脱落的部位。而浇注料脱落主要发生在锅炉在冷态状态下的点火初期，会影响锅炉应带负荷的大小和机组的长期有效运行。

四、一二次送风量的配比分析

1.一次风送风量配比分析

一次风通过布风板送到燃烧室的密相区，占送风总量的40%到70%，一次风的作用有两个，一是满足设计密相区充分燃烧的要求，二是把密相区燃烧所产生的热量带出，维持设计的床层温度。

一次风量的调节的前提条件是其能够满足常规的流化，否则就会有流化恶化而结渣的危险。在这个前提下，风量偏少的话，有两个方面的影响，一是满足不了密相区设计的燃烧份额，二是密相区产生的热量减少，因此，风所带出的热量也减少。在床温比较高的情况下，一般采取增加一次风量的方式来降低床温，这种方法的效果非常显著。而在床温急剧升高的情况下，则不宜采取此种方法。

2.二次风量的配比分析

与煤粉锅炉不同，二次风量占总风量30%到50%。在风量不足时，要及时增加二次风；在低负荷范围内，一般情况下，二次风投入量较小。低负荷时大量投入二次风会造成炉内温度的出现很大的波动，因此，要不要投入二次风，要根据负荷和炉内的温度来确定

五、循环流化床锅炉的冷态条件下的试验

这一试验的目的主要是为了了解炉内气固两相流的工作特性以及一、二次风量的调节方法和内部流量分布的主要特性，通过实验可以确定不同的料层使用厚度相对应的临界条件下的流化风量值。

1.风量测量装置标定

循环流化床锅炉运行中的风量涉及有一次风、二次风以及返料器产生的流化风等风量的参数调整和主动控制。

2.布风板特定方向上的阻力试验

布风板阻力试验一般意义上来讲是指布风板上的在无床料基本条件下的空板垂直方向上的阻力试验。通过逐渐增加一次风量，记录风室压力和风量的变化，从而确定布风板的阻力。

3.料层的阻力值及临界得流化风量值的标定

在上一步的试验结束完成后，可以在布风板上填加粒径在0-0.6mm循环流化床炉渣作为床料，需要注意的是试验所需的床料需要严格干燥。

4.布风板的均匀一致性测试和床料一般流化特性测定试验

通常来说，布风板的均匀与否将直接影响锅炉的正常运行。在试验时，铺部分特定厚度的床料在布风板表面上，开始依次启动各部位的风机，并在适当时候逐渐增大一次的风量，达到使床层完全流化的目的。随后调整炉膛负压到大约-500pa左右，并打开炉膛人孔门进行人为观察炉内流化情况，最后停止风机的运行并观察整个床层表面的平整度，并以此为基准确定布风板面上的均匀性。

5.返料器特性试验

返料器是循环流化床锅炉中最重要的设备，它的作用是将分离器收集下来的飞灰可控地送入炉膛内，实现循环燃烧。在返料器布风板空板时，启动高压流化风机逐渐改变流化风挡板开度，记录返料器风室压力和流化风量的关系，从而确定返料器布风板的阻力。

六、结束语

通过对循环流化床锅炉一二次风风量配比与风压选定的相关研究，我们可以发现，一二次风风量的配比对循环流化床锅炉的运转效能起着十分重要的作用。在该项工作的实践中，有关人员要在研究分析相关理论的基础上，结合实际，分析出最为有效合理的风量配比与风压选定方案。

参考文献

[1]常军素.循环流化床锅炉飞灰含碳量高的原因分析及飞灰回燃技术改造[J].河北煤炭，2012年，第4期：45-46.

[2]施军鸿.循环流化床锅炉汽包液位控制系统的改进[J].重庆大学，2012年.

[3]张振保，循环流化床锅炉磨损分析及预防[C]，化工设计及通讯，2011年，第10期：101-102.

[4]刘磊，赵建军.300MW循环流化床锅炉长周期运行措施，能源技术，2011年，第29期：6-10.

[5]郝继红，李建峰编著.循环流化床锅炉磨损机理及防治[M]，北京：中国电力出版社，2011年，第14期：47-49.