循環(huán)流化床鍋爐一二次風風量配比及風壓選定

循環(huán)流化床鍋爐一二次風風量配比及風壓選定

一、前言

作為一項重要的生產(chǎn)設備，循環(huán)流化床鍋爐在實際應用中發(fā)揮出了極為重要的作用。為了能夠更好地保證循環(huán)硫化床鍋爐的良性運轉(zhuǎn)，有必要分析其一二次風風量的配比，以及風壓的選定。本文首先介紹循環(huán)硫化床鍋爐主要的的工作原理與運行過程中的特點。

二、循環(huán)流化床鍋爐的工作原理及工作特點

流化過程的概念可以理解為：固體粒子經(jīng)過與氣體或液體屬相的物質(zhì)進行接觸發(fā)生改變從而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)這一復雜的過程。通常來講流化過程一般的用途是用于燃料燃燒，也就是通常意義上的流化燃燒，而其所使用的鍋爐則稱為流化床鍋爐。

循環(huán)流化床鍋爐是一種新的鍋爐類型，其剛開始是在鼓泡流化床鍋爐技術(shù)的基礎上逐漸發(fā)展并完善起來，形成了特有的工作特點。循環(huán)流化床鍋爐在鍋爐內(nèi)部的流化風速一般情況下比較高（大約為4～8m/s左右），為了分離工作通常會在爐膛出口加裝一種叫做氣固物料分離器的裝置。細小的固體顆粒會被煙氣攜帶并在工作過程中排出爐膛，顆粒需要經(jīng)分離器分離成幾種不同物質(zhì)，再重新送回爐內(nèi)進行循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐主要由兩個部分組成：一部分主要是爐膛、上面提到的氣固物料分離器以及固體物料再循環(huán)利用設備等，這些部件主要形成了一個封閉的固體物料循環(huán)利用的回路。另一個重要的部分主要由對流煙道，布置有過熱器、省煤器和空氣預熱器等部件組成，這種結(jié)構(gòu)形式就與其它傳統(tǒng)的常規(guī)鍋爐非常類似了。循環(huán)流化床鍋爐為了工作所進行的燃燒需要的一次風和二次風一般會分別從爐膛的底部和爐膛的側(cè)墻兩個方向進行送入，主要的燃燒過程將會在鍋爐主要的爐膛中進行并逐漸完成。爐膛內(nèi)部由于燃燒將會產(chǎn)生大量的煙氣，這些煙氣一般會攜帶物料一起經(jīng)過分離器的入口放置的加速階段進行加速并進入上面提到的分離器，將煙氣和物料進行分離。隨后物料將經(jīng)料斗、料腿和外部的返料閥再重新返回爐膛內(nèi)部；而煙氣將自中心筒再次進入到分離器的出口區(qū)重新進入循環(huán)，并流經(jīng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)向室然后進入到尾部煙道中。

三、循環(huán)流化床鍋爐運行過程中出現(xiàn)的問題及原因分析

1.鍋爐達不到額定出力

（一）分離器的設計和放置達不到設計所要求的效率；導致分離器的運行效率將會低于設計值，另一種情況便是幾個分離器內(nèi)部的物料分離過程產(chǎn)生不平衡的狀況。

（二）懸浮段的主要受熱面與密相區(qū)二者之間的布置不恰當或存在一定的矛盾，特別是當燃燒燃料的過程與設計煤種應有的效果差別較大的時候，鍋爐內(nèi)部的負荷發(fā)生變化時將會導致余灰的封閉循環(huán)系統(tǒng)中的各個部位的溫度變化，進而造成各部分產(chǎn)生溫度偏差并在一定程度上影響鍋爐安全以及正常的經(jīng)濟運行，這就極大地限制了鍋爐應該能承受的額定負荷。

（三）實際燃燒份額與原有的設計值嚴重不相符或分配設計的不合理，使爐內(nèi)循環(huán)物料不足，嚴重影響鍋爐在原有設計中的額定出力。

（四）不同尺寸和粒徑的細小顆粒一般都具有截然不同的燃燒、流化和傳熱等物理特性，如果粒徑分布不合理，將會必然造成鍋爐出力值得直線下降。

2.磨損

顆粒對材料表面進行的各種方向上的沖擊將會造成一定程度的磨傷和損害，我們一般將其稱之為磨損。這種循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的磨損主要分為兩大部分，即受熱面上產(chǎn)生的磨損和耐火材料及布風裝置上的磨損。對于磨損的情況來說，輕者將會導致熱應力發(fā)生無規(guī)律的變化，嚴重者將造成爆管現(xiàn)象的發(fā)生并使受熱面發(fā)生泄漏，甚至會導致鍋爐停爐。

3.鍋爐發(fā)生的磨損和澆注料從原有部位的脫落

磨損嚴重的部位通常會發(fā)生在密相區(qū)進行澆注料的區(qū)域與水冷壁二者之間由于位置原因產(chǎn)生的結(jié)合部，次嚴重的區(qū)域便是水平煙道中的部分方向上的管道以及密相區(qū)內(nèi)的一般澆注料容易發(fā)生脫落的部位。而澆注料脫落主要發(fā)生在鍋爐在冷態(tài)狀態(tài)下的點火初期，會影響鍋爐應帶負荷的大小和機組的長期有效運行。

四、一二次送風量的配比分析

1.一次風送風量配比分析

一次風通過布風板送到燃燒室的密相區(qū)，占送風總量的40%到70%，一次風的作用有兩個，一是滿足設計密相區(qū)充分燃燒的要求，二是把密相區(qū)燃燒所產(chǎn)生的熱量帶出，維持設計的床層溫度。

一次風量的調(diào)節(jié)的前提條件是其能夠滿足常規(guī)的流化，否則就會有流化惡化而結(jié)渣的危險。在這個前提下，風量偏少的話，有兩個方面的影響，一是滿足不了密相區(qū)設計的燃燒份額，二是密相區(qū)產(chǎn)生的熱量減少，因此，風所帶出的熱量也減少。在床溫比較高的情況下，一般采取增加一次風量的方式來降低床溫，這種方法的效果非常好。而在床溫急劇升高的情況下，則不宜采取此種方法。

2.二次風量的配比分析

與煤粉鍋爐不同，二次風量占總風量30%到50%。在風量不足時，要及時增加二次風；在低負荷范圍內(nèi)，一般情況下，二次風投入量較小。低負荷時大量投入二次風會造成爐內(nèi)溫度的出現(xiàn)很大的波動，因此，要不要投入二次風，要根據(jù)負荷和爐內(nèi)的溫度來確定

五、循環(huán)流化床鍋爐的冷態(tài)條件下的試驗

這一試驗的目的主要是為了了解爐內(nèi)氣固兩相流的工作特性以及一、二次風量的調(diào)節(jié)方法和內(nèi)部流量分布的主要特性，通過實驗可以確定不同的料層使用厚度相對應的臨界條件下的流化風量值。

1.風量測量裝置標定

循環(huán)流化床鍋爐運行中的風量涉及有一次風、二次風以及返料器產(chǎn)生的流化風等風量的參數(shù)調(diào)整和主動控制。

2.布風板特定方向上的阻力試驗

布風板阻力試驗一般意義上來講是指布風板上的在無床料基本條件下的空板垂直方向上的阻力試驗。通過逐漸增加一次風量，記錄風室壓力和風量的變化，從而確定布風板的阻力。

3.料層的阻力值及臨界得流化風量值的標定

在上一步的試驗結(jié)束完成后，可以在布風板上填加粒徑在0-0.6mm循環(huán)流化床爐渣作為床料，需要注意的是試驗所需的床料需要嚴格干燥。

4.布風板的均勻一致性測試和床料一般流化特性測定試驗

通常來說，布風板的均勻與否將直接影響鍋爐的正常運行。在試驗時，鋪部分特定厚度的床料在布風板表面上，開始依次啟動各部位的風機，并在適當時候逐漸增大一次的風量，達到使床層完全流化的目的。隨后調(diào)整爐膛負壓到大約-500pa左右，并打開爐膛人孔門進行人為觀察爐內(nèi)流化情況，停止風機的運行并觀察整個床層表面的平整度，并以此為基準確定布風板面上的均勻性。

5.返料器特性試驗

返料器是循環(huán)流化床鍋爐中重要的設備，它的作用是將分離器收集下來的飛灰可控地送入爐膛內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)燃燒。在返料器布風板空板時，啟動高壓流化風機逐漸改變流化風擋板開度，記錄返料器風室壓力和流化風量的關(guān)系，從而確定返料器布風板的阻力。

六、結(jié)束語

通過對循環(huán)流化床鍋爐一二次風風量配比與風壓選定的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，一二次風風量的配比對循環(huán)流化床鍋爐的運轉(zhuǎn)效能起著十分重要的作用。在該項工作的實踐中，有關(guān)人員要在研究分析相關(guān)理論的基礎上，結(jié)合實際，分析出為有效合理的風量配比與風壓選定方案。