cfb锅炉运行存在的问题分析与探讨

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1、摘　要：循环流化床锅炉燃烧技术作为一种低污染清洁燃烧技术受到重视，得到广泛应用，但是运行中暴露出不少问题亟得解决，如锅炉风量调整控制、炉膛结焦、给煤系统问题、锅炉出力调整控制、飞灰可燃物高等问题。本文结合现场锅炉运行、检修、试验等工作，对这些问题进行分析探讨，对CFB锅炉的安全、经济运行有一定的指导意义。关键词：循环流化床锅炉　风量调整控制　结焦　给煤系统　出力调整　CFB锅炉燃烧技术作为一种低污染的清洁燃烧技术，不仅可以大幅度减少NOX的排放、还具有炉内加入脱硫剂后易于实现脱除SO2的技术优势，同时具有

2、优越的调峰经济性、良好的煤种适应性和劣质煤燃烧的可靠性，加之国家环保产业政策的因素，使CFB在国内外发电行业中受到重视，得到了广泛的应用。1　CFB运行的基本原理CFB锅炉以携带大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征，固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式，炉膛出口的分离器将炉膛出口的绝大部分高温的固体颗粒收集，由其下部的回料阀将他们再次送入炉内参与燃烧，原理简图见图1。循环的燃烧方式，延长了燃料在炉膛内的燃烧时间。与常规的煤粉炉悬浮燃烧过程比较，CFB炉膛内的颗粒浓度远大于煤粉炉，颗粒与烟

3、气间的相对速度大，明显区别于煤粉炉的气力输送式的煤粉悬浮燃烧。在这种燃烧方式下，炉膛内的温度水平受到煤燃烧过程中灰熔点的限制，料层温度过高，使灰渣熔化形成高温结焦，温度过低容易发生煤的低温结焦，不利于煤的稳定燃烧，因此CFB炉膛温度一般控制为850～900℃左右，这一温度范围和石灰石脱硫剂的脱硫反应最佳温度范围相一致。2　CFB运行的基本特点（1）蓄热量大，对煤种的适应性好。CFB炉内有大量高温固体颗粒物料（95%高温床料，5%的新燃料），为有效利用劣质煤等燃料提供了基础。但是根据某一特定燃料设计的CFB

4、炉，并不能适应于差别特性较大的燃料。CFB锅炉在煤种变化时，会对调节带来影响，各种煤的燃尽率差别极大，在更换煤种时，必须调节分段送风和床温，适应煤种的变化。（2）高的颗粒浓度和固体物料循环过程、高强度的热量传递过程。通过操作，改变物料循环量，适应不同的燃烧工况，使整个炉膛高度的温度分布均匀。（3）低温燃烧，低污染物排放。由于CFB炉内燃烧的温度水平相对煤粉炉较低，使得NOX生成量大大减少；在炉内添加脱硫剂，可以在相对较低的钙硫摩尔比下，得到较高的脱硫效率，但是根据有关资料介绍当Ca/S摩尔比超过3时，NO

5、X生成量迅速增加，另外脱硫剂过多的加入不仅增加底灰份额，物理热损失增加，而且炉内分解石灰石吸热量增加，锅炉热效率降低。CFB由于燃烧温度低，会产生N2O（笑气），尤其在燃烧烟煤时最高。随炉膛温度的升高和Ca/S摩尔比增加，生成的NOX增加，N2O减少，SO2减少；过量空气系数的增加，NOX和N2O都将增加，增加的程度与燃料特性有关，就N2O排放而言，CFB的炉膛温度不宜低于900℃，提高燃烧温度，可减少N2O的排放，且能提高燃料的燃烧效率。（4）良好的负荷调节特性。CFB炉内燃烧不存在火焰中心，温度和热负

6、荷沿炉膛高度分布较煤粉炉均匀得多，无论锅炉负荷如何变化，炉内温度始终保持均匀且变化不大，对锅炉的炉膛水循环和金属安全有利，由于床温在很大负荷范围内总保持一定，采用改变燃煤量、送风量、循环灰量和床层厚度等手段，实现负荷的调节。适应较大的负荷调节范围和调节速率，一般为100～25%。（5）比较高的厂用电率。CFB锅炉风机的数量多于煤粉炉，风机压头较高，电耗大，但CFB的优势在于实现炉内脱硫，脱硫时的厂用电率和煤粉炉+FGD大致相当，但目前的运行情况是，大部分CFB燃用的煤含硫量不高，0.5%左右，不添加脱硫剂

7、运行，SO2的排放量也符合当前的环保排放标准要求，在这种情况下，CFB比煤粉炉的厂用电率高。3　CFB运行中的问题分析3.1风量的调整控制CFB锅炉的风量由一次风、二次风和其它流化风量组成。一次风经炉膛底部的布风板送入炉膛，首先是流化床料，其次提供燃烧初期的氧量供应，将密相区产生的热量带到稀相区，维持一定的床层温度，保证炉膛的热量传递。二次风在布风板之上0.5～3米（下层二次风位置较低）左右的位置送入炉膛，风速较高、穿透力较强，和密相区未燃尽的碳粒、一氧化碳气体等混合，提供燃烧所需要的空气。如图2所示，循

8、环流化床锅炉的一、二次风量随锅炉负荷的变化而变化，其它风量基本保持稳定，不随锅炉负荷变化而变化。循环流化床锅炉的风量控制要求较高，调整原则：在一次风满足流化的前提下，相应地调整二次风。循环流化床锅炉在运行前均要进行冷态试验，并得到不同料层厚度的临界流化风量曲线，通过温度的修正得到热态不同料层厚度的临界流化风量曲线，在热态运行时以此作为调整一次风风量的下限。二次风量调整主要依据炉膛出口烟气中的氧量调整，在低负荷范围内运行，一般无