大型循环流化床锅炉临界流化风量控制与燃烧优化调整

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1、大型循环流化床锅炉临界流化风量控制与燃烧优化调整高洪培，王鹏利，张敏，孙献斌，徐正泉，王智微，王海涛，党黎军，张康道，蒋敏华(西安热工研究院有限公司，陕西西安710032)[摘要〕风量、一二次风比例、燃煤粒度以及返料风的控制是循环流化床(CFB)锅炉燃烧优化控制的重要参数。对大型CFB锅炉临界流化风量进行了讨论，并指出大型CFB锅炉燃烧运行优化调整的主要方向，以期对大型CFB锅炉运行提供指导。〔关键词」CFB锅炉;临界流化风量;风量控制;返料风;燃烧优化调整[中图分类号]TK227.1[文献标识码]B[文章编号]1002一3364(

2、2005)04一0033一031.1空床布风板阻力试验1临界流化风量测试及影响因素确定临界流化风量首先要测定空床布风板阻力。在不同二次风量时，测量布风板空床阻力，图1为冷态临界流化风量实际为流化床锅炉安全运行的最低试验时布风板的阻力以及估算在热风温度为1800C一次流化风量，是CFB锅炉设计、运行的重要参数。(设计风温)时布风板阻力。经回归得到风温20℃时通常将床层从固定状态转变到流化状态(或称沸腾状空床阻力公式:态)时按布风板面积计算的空气流速称为临界流化速AP智=4.13X10-'醚。(2)度umt，即所谓的最小流化速度，相对应

3、的风量即临界式中:Q2。为风温20℃时的风量，m3/h;OP舒为流化风量。锅炉正常运行一次风量必须大于临界流化t℃时的空床阻力，Pao风量，才能保证锅炉不结焦。临界流化速度u.d的计算一般采用以下经验公式:1.2临界流化风，的确定及影响因素CFB锅炉点火底料(床层)的状态随着穿过布风u,={=0.294色二血)0.528(1)V}板的一次风量增加，从固定床状态过渡到流态化状态。式中:d。为颗粒定性尺寸(颗粒的筛分平均粒在固定床通过的风量很小时，床层压降与风量呈正比径);Vg为气体运动粘度;PP,Pe分别为颗粒和气体的增加，并且当风量

4、达到一定的值时，床层压降达到最大密度。值，如果再继续增加风量，床层会突然“解锁”。进一步从上式可以看出，临界流化速度除与颗粒的粒度增加风量，床层压降仍维持不变，即床层压降维持恒和密度有关外，还与流体的物性有关，因此运行床温的定。利用床层这一特性，确定出从固定床状态过渡到变化将直接影响临界流化速度，而冷态下确定出临界流态化状态这一转折点所对应的风量即临界流化风流化速度是计算和运行的基础。换言之，对于特定的量。而床层的压降等于风室压力减去布风板的阻力，锅炉底料和冷态下空气的物性而言，颗粒的粒度筛分不同一次风量对应的布风板阻力通过式(2)

5、计算得是确定临界流化风量的重要因素。出[3]。临界流化风量测试所用的床料筛分结果见表1，测试结果如图2、图3所示。收稿日期:2004一07一30热'tA*·2005(4)1.60001100010000-i1-L=43570mmm(rr}RSmm)5000目乏9000·奋L=600mm肺少mm)只月-今}a-~LL=45Umm((M"师r3扎?{L.88mm)，一8UUU翻侧70004000目其60000.畏5000国30004000送{CH3000一厂靡矛2000I}1II1I200001000D0O020000030000400

6、005000060一次风量/m'.h1000图3临界流化风f与料层厚度关系02000040000600008O000100000120000(3)一、二次风比例;(4)运行料层(风室压力);(5)二次一次风/m3"h风穿透能力;(6)分离器分离效率;(7)炉内灰浓度水平图1布风板阻力曲线(返料量控制)等。表1临界流化风f试验时床料粒度2.1燃煤粒径调整CFB锅炉对人炉煤的粒径要求视煤种而异，大体粒径/资10^-8-r5-mml08510I.-5按下式计算人炉煤中<1mm的份额。20大颗粒/%1027.837.394.26V&1+D1

7、二(85^-90)0o(3)0小颗粒/%0.16.9160.132.82式中二Vaw为人炉煤可燃基挥发分，%;D;为人炉煤中<1mm的份额，%。7000--闷卜--底料颗粒粒径透即低挥发分的煤粒径应小，高挥发分煤粒径应粗6000----.卜一一底料颗粒粒径/大，因为高挥发分煤在炉内燃烧时更容易爆裂和破碎门5000dl只成细颗粒，且相对更容易燃尽。因此，应根据煤种不同妞4000对煤的粒径分布提出不同的要求。酬窦3000燃用贫煤、无烟煤更能体现CFB锅炉的优势。根2000据西安热工研究院有限公司(TPRI)的研究结果，推荐贫煤、无烟煤人

8、炉煤粒径分布特性见图401()()()05000010000015000020000010一次风量/m'·h'李图2临界流化风f与粒度的关系飞、已姗般由图可见，底料粒径对临界流化风量有决定性影考01响，而料层厚度的影响不大。大型CFB