基于流化床锅炉操作的PM2.5抑制方法分析

周 晨

（江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院，江苏 常州213300）

0 引言

近来，雾霾天气越来越严重，流化床锅炉的逐步推广，或许能为抑制PM2.5起一定的作用。在对流化床锅炉的定期检验工作中，笔者发现：虽然一些企业由于采用流化床锅炉取得了明显的节能减排效果，燃煤的消耗减少了，粉尘污染也降下来了，但是这种效果往往因企业的差异而差别很大。究其原因，主要是一些司炉人员缺乏必要的流化床锅炉操作技能，不能对锅炉的启动与运行进行正确操作与调整，从而未能把流化床锅炉较好的节能减排功效充分发挥出来。

燃料（煤粉）在炉膛内流化状态下循环燃烧，是流化床锅炉实现提高燃料利用率、降低粉尘等排放的关键。而炉膛内流化状态下循环的实现，往往需要较高的操作技能。下面笔者将结合检验工作中积累的经验，参考有关生产厂家、试验单位的相关技术资料，着重对中小型（75t／h以下）循环流化床锅炉点火启动及运行过程的操作调整要求进行初步总结，以供相关人员特别是流化床锅炉司炉人员参考。

1 升炉及升炉前的试验

1.1 升炉前的冷态试验

布风均匀是关系到流化燃烧能否正常进行的关键，因此，新安装的锅炉或经过大小修的锅炉必须进行冷态调整试验。升炉前的冷态试验分为以下几种：

（1）布风板空板特性（阻力）试验。在无炉料情况下启动一次风机，逐步开大调整风门，平滑改变风力。对应每个送风量，风室静压计上读出的风压即布风板阻力。测定时应缓慢平衡地开启挡板，增加风量。每500m3／h风量记录一次，从全关做到全开，再从全开做到全关，选择10～15个挡板开度进行测量，对应每一个风机挡板开度须将播煤风、播料风的挡板开度调整至0与正常运行时开度的1／3、2／3。把多次测量的平均值作为布风板阻力，将其与运行状态及非运行状态风量变化关系做成特性曲线。

（2）布风板均匀性试验。在布风板上铺设粒度6mm以下冷渣，厚约300～400mm。启动一次风机，使料层处于微沸腾状态，观察布风板四边角是否有鼓泡；加大一次风量，使料层良好地沸腾起来，并保持一段时间，然后停止风机，并立即关闭挡板。在微沸腾状态四边角已鼓泡及当床料静止后观察料层表面平坦，就表明布风均匀，流化良好；若布风不均，检查风帽孔堵塞等原因，并予以消除。

（3）流化特性试验。在布风板上分别铺上不同厚度的床料（300mm、400mm、500mm、700mm），和测定布风板阻力的方法一样，测定不同风量下的风室静压。每改变一次料层厚度，重复测出不同一次风量下对应的风室静压，绘制料层阻力与风量的关系曲线。

（4）一、二级返料器流化返料试验。筛分0～1mm的细灰，分别放入一、二级返料器中，使料面与返料器口平。定量通流化风量，同时从返料口入口不断加入细灰，自一、二级返料器孔观察返料情况，确定流化通风量，找出可靠的一、二次返料风量最低参数。

1.2 冷炉升压启动操作要求

冷态锅炉在保证炉内各处布风均匀的情况下方可点火启动，其启动操作方法及要求如下：

炉内铺好粒度0～6mm废煤渣床料，厚度为400～500mm。启动引风机和一次风机，使炉膛保持负压，压力控制在1.5～2.0MPa。油枪点燃后调整点火油枪油压至良好雾化的最低油压点，控制床料温度上升速度为3～5℃／min，并及时调整风量至临界流化风量，同时保持炉膛负压。开启一次及二次返料风，使之正常返料。

当床温升至400℃左右，即可加少量烟煤，床温达到450℃以上时，密切注意煤的着火情况。当煤粒度较小且挥发分较高时，床料温度升至600～650℃，可逐渐关小油枪的油门，以控制床料的升温速度。如在升温过程中温度冲上1000℃，要采取降温措施。当床料温度升至700℃左右时，可关闭1支油枪油门。升温至750～800℃时，床温仍有上升趋势，可关闭剩下的油枪油门。

1.3 热备用炉压火后的启动

（1）热备用炉的料层温度不低于700℃时，可直接启动。先开引风机，开度不宜太大；再开一次风机并调整风量到正常流化状态，床温上升速度控制在5℃／min以下。若温度在650℃以上，可直接加烟煤，待温度回升至850℃左右且呈上升趋势时，加大一次风，启动二次风机，进行升负荷操作。（2）若开启一次风机后床料温度降至600℃以下，则应点燃床上助燃油枪加热。当床温回升到750℃以上且呈上升趋势时，可投入少量烟煤，关闭油枪，逐步增加风量和煤量，按热态启动操作。（3）如床温降至600℃以下，且油枪助燃不起作用，则停炉清床，按冷炉升炉方法进行启动。

2 正常运行过程中的控制与调整

2.1 正常运行中料层温度、厚度和炉膛负压的控制要求

（1）控制料层温度。对于可燃基挥发分高于10%的烟煤，床料温度一般控制在850～950℃，对于低挥发分的无烟煤，其床料的温度范围为900～1000℃。选择原则是根据灰熔点的大小适当提高或降低床温，在低于灰熔点不致结焦的前提下，温度越高越好。

（2）保持料层厚度。料层过薄运行不稳定，负荷出力提不高；料层太厚沸不起来。一般65～75t／h锅炉布风板下风压控制在（8000±500）Pa。

（3）维持炉膛负压。炉膛正压或负压太大都会影响燃烧，一般65～75t／h锅炉运行控制负压在0～200Pa。

2.2 正常运行中各参数的调整要求

2.2.1 燃烧温度的控制调整

（1）床温一般控制在（900±50）℃。依据温度变化趋势，通过调煤量提前控制是稳定床温的重要手段。（2）运行中如床温突然升高，应立即减少给煤，增大一次风量，并增大循环物料量，降低床温。如床温继续上升达1000℃，应立即停止给煤，增加循环物料量及风量。（3）运行中如床温突然下降，应先调整循环物料量并加大给煤量，若仍不见效，则首先降低二次风量，也可降低一次风量。

2.2.2 料层厚度及循环物料量的控制调整

（1）料层厚度是用维持一定风量下的风室压力来监视。运行时，布风板下风压控制在（8000±500）Pa范围。（2）必须维持炉内一定倍率的循环物料量。方法是控制炉顶温度，使之小于沸腾温度，但炉顶温度最大不大于970℃。（3）控制调整料层厚度及循环物料量的方法是排渣及二级返料器的排灰。

2.2.3 锅炉负荷及炉膛负压的控制调整

锅炉负荷调节主要是风与煤的配合、负荷的配合。一般遵循以风定荷、以煤定沸温的原则。正常运行时，一次风占总风量50%～60%，二次风为40%～50%。通常炉膛负压控制在0～200Pa。

3 流化床结焦的原因及防范措施

流化床结焦原因有：高温结焦，即床中温度超过了煤的熔点，使整个炉膛结了一层焦；低温结焦，在床层温度还没有超过灰熔点时，炉膛局部形成结焦。造成局部高温的原因有：启动时，炉床流化不充分，底部或四角颗粒浓度较大，单位体积的热量多、传递不及时；流化风量小，一些煤滞留在风帽附近燃烧。

防止流化床结焦的措施：（1）在设计上，优化结构，合理布置各部件。（2）在运行操作方法上着重注意以下几点：流化床层的最小风量必须保持在截面速度0.65～0.75m／s（冷态）范围；启动时间不宜过长（一般能在十几分钟启动起来，若流速低则操作时间过长），如长时间料层温度不能上升，则应停风加热，否则就有可能灭火或结焦；另外，正常运行时要及时排冷灰，否则也会造成堆积结焦。

4 结语

只有司炉人员真正掌握了操作要求与技能，流化床锅炉较好的节能减排功效才能充分发挥出来，从而为PM2.5的逐步降低作出贡献。