摘要：结合秦皇岛秦热发电有限责任公司两台300MW循环流化床锅炉运行实例，阐述了循环流化床锅炉运行中床温控制的方法。
关键词：循环流化床；床温控制
1.前言
循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler 简称CFB锅炉）是20世纪80年代在国际上起来的新一代高效、低污染的清洁燃煤锅炉，它具有燃料适应性广、燃烧效率高、排放量低、和适应负荷能力强等特点，同时又在燃烧过程中有效的控制NOX和SO2的产生和排放，能够满足较高的环保要求，成为大力发展的能源设备之一。
燃烧控制系统是循环流化床锅炉控制系统的一部分，区别于其它类型锅炉的燃烧控制，而床温控制又是燃烧控制系统中极其重要的一部分，床温的高低既决定炉内燃烧情况和结焦与否，又影响炉内脱硫效果和氮氧化物的排放量，因此床温控制在循环流化床锅炉运行中至关重要。
秦皇岛秦热发电有限责任公司（以下简称秦热发电公司）两台锅炉所选为东方锅炉集团股份有限公司引进法国阿尔斯通公司技术合作制造的首批1025 t/h大型循环流化床锅炉。本文根据锅炉运行实际经验，提出几点床温控制的方法。
2.循环流化床锅炉工作原理
当气体或液体以一定的速度流过固体颗粒层，并且气体或液体对固体颗粒产生的作用力与固体颗粒所承受的其他外力相平衡时，固体颗粒层会呈现出类似液体状态的现象，这种状态为流态化。
流态化是一个极为复杂的现象，尤其是气固流态化。其影响因素很多，主要是受气体流动速度（流化速度或空气截面速度）、固体颗粒特性（密度、粒度）、流体特性（密度、黏度）以及固体器壁的影响。当气体通过布风板自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的床层时，整体床层将随气流速度的不断增大而呈现完全不同的状态；床层将依次经历固定床，鼓泡流化床，湍流流化床，快速流化床，最终达到气力输送状态、床层内颗粒间的气体流动状态也由层流开始，逐步过渡到湍流。在实际的流态化过程中，常常也会出现一些不正常的流化状态，如沟流、节涌（腾涌），而双炉膛流化床的翻床现象也是不正常流化的表现。
3.循环流化床锅炉主要结构
秦热发电公司锅炉为单汽包、自然循环、半露天布置的循环流化床锅炉，锅炉整体布置呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。主要由炉膛、四台高效旋风分离器、四个回料器锥形阀、四个外置式换热器、尾部对流烟道、冷渣器和空气预热器等部分组成。工作流程如图1。
1-炉膛 2-旋风分离器 3-尾部受热面 4-外置式换热器
5-二次风 6-一次风 7-水冷锥形阀 8-石灰石 9-燃料
图1 300MW循环流化床锅炉工艺流程
炉膛采用全膜式水冷壁及附墙式水冷壁结构，炉膛底部采用裤衩型将炉膛一分为二。布风板下面是由水冷壁管弯制围成的水冷风室。
四台高效旋风分离器，布置在炉膛两侧的钢架副跨内，外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形。分离器实现了气、固两相分离，将烟气中夹带的绝大多数固体颗粒分离下来，实现锅炉燃料及石灰石（参加脱硫反应）的往复循环燃烧，提高了燃烧效率。
四台高效旋风分离器下各布置一个回料器，旋风分离器分离下来的高温物料一部分经回料器直接返回炉膛，另一部分则经过布置在炉膛两侧的外置换热器后再返回炉膛，实现对炉膛温度和再热蒸汽温度的控制和调节。靠后墙外置式换热器内设置有中温过热器（ITS1和ITS2），可以通过控制其间的固体粒子流量来控制炉膛温度；靠前墙外置式换热器内设置有低温过热器（LTS）和高温再热器（HTR），可以通过控制其间的固体粒子流量来控制再热汽温。外置式换热器的设计解决了受热面布置困难的问题，实现了床温、汽温调节灵活。
尾部对流烟道内从上到下依次布置高温过热器、低温再热器和省煤器，烟气最后进入四分仓回转式空气预热器，经电除尘、脱硫后，排入大气。
4.循环流化床锅炉床温控制
秦热发电公司额定负荷时锅炉床温的设计值为870℃。运行中应将床温控制在850-920℃之间，若床温超过该范围应该进行调整，避免燃料型NOx增加，造成环保参数超限。
4.1调节回料器锥形阀
调节左、右侧各含有中温过热器（ITS1和ITS2）的外置床锥形阀开度是调节床温的主要手段，开大外置床锥形阀开度可降低床温，反之则提高床温。同样调节其余两个外置床锥形阀（LTS和HTR）开度也可降低床温，但是要注意控制再热蒸汽温度。
4.2一、二次风量
一、二次风量调节能控制锅炉总风量，而锅炉总风量的控制原则根据燃烧室内烟气的含氧量，这与传统的煤粉炉有所不同，通常情况下控制氧量在3-4%。在氧量不变的前提下，改变一、二次风的比率可调节床温，增加一次风量，减小二次风量，更多的床料和热量被带到稀相区，可降低床温，反之则提高床温。
在总二次风量不变的前提下，改变下二次风和总二次风的比值，可调节床温，增大下二次风量，减少上二次风量，可降低床温。
4.3床压
增大排渣量，床压下降，物料量减小，将使床温升高。因流化床锅炉有很强的蓄热量，在高负荷时，尽量维持高床压，避免床温过高，造成环保参数超限。
4.4旋风分离器
旋风分离器的分离效率越高，对飞灰的捕捉能力越强，燃料及石灰石在炉膛内的停留时间就越长，锅炉的燃烧效率越高。有利于改善炉内循环物料的质量，提高炉膛内的受热面传热系数，使床温有所降低，其次炉内石灰石的利用率会增高，有利于脱硫反应。
4.5床料
床料平均粒度过大，床温较高时，增大排渣量，排除较大粒径的床料，通过加料系统加入合格的床料，或通过石灰石系统加入符合设计要求的石灰石以替换原来粒度不合格的床料，使床温恢复正常。床料过细或床料不足，高负荷时易造成炉膛上部床温过高，应根据情况及时补充床料改善其粒径分布。
另外，负荷的变化，煤质的变化（发热量，粒度），也会对循环流化床锅炉床温有影响，运行中均应加强关注。
5.结束语
作为燃煤节能锅炉，循环流化床锅炉具有广阔的前景，因此解决流化床锅炉运行中的难点具有显著意义，在此基础上，本文根据实际经验提出针对循环流化床锅炉床温控制的有效方法。
参考文献
[1]岑可法,倪明江,骆仲泱,等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京.中国电力出版社.1998.
[2]朱皑强,芮新红.循环流化床锅炉设备及系统[M].北京.中国电力出版社.2008.
作者简介
陈勇（1989-10），男，汉族，籍贯：山东潍坊，学历：研究生，研究方向：计算机技术。
论文作者:陈勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：流化床论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 风量论文; 固体论文; 锥形论文; 石灰石论文; 《电力设备》2018年第17期论文;