循环流化床锅炉降低床压的策略分析

汤 鹏

（四川白马循环流化床示范电站有限责任公司，四川内江 641000）

0 引言

循环流化床锅炉是目前应用效率比较高的一种锅炉，在其运行过程中床压是一项比较核心的参数。床压主要是能够直接反映床料的厚度，也就是说，床压的不断升高代表着锅炉内部的床料在不断增加。对于循环流化床锅炉而言，较高的床压往往代表着其运行的经济性、安全性以及环保指标的控制受到了一定的负面影响；床压过低表示锅炉内部的床料厚度过低，其生产中非常容易受到外部因素的扰动，导致出现不稳定的现象。

1 循环流化床锅炉运行概述

某厂的4#锅炉在2012 年投产使用后，操作人员一直以来都严格地实施了详细的调整，对设备的运行也进行了细心摸索，设备各项运行参数在较长时间内逐渐趋于稳定，整个机组的运行稳定性以及经济性都有了明显提升。但是，循环流化床锅炉在运行过程中仍然出现了一些磨损严重、风机能耗高、床温不能实现有效控制等问题。分析后认为，该锅炉之所以出现上述问题，主要是因为在实际运行过程中锅炉的床压长期处于较高的状态。

床压长期处于高压的状态下，也说明锅炉内部实时循环的物料越来越多，这样会导致锅炉的蓄热能力不断提升，锅炉内部的燃烧也就会越来越稳定。但是，如果锅炉内部的床压长时间处于较高的状态就会对整个锅炉的正常运行造成一定的影响，而且很有可能会最终导致循环流化床锅炉在运行过程中风机产生的电能消耗更大，使企业的用电总功率增加，对企业的经济效益也会产生不利影响；而如果锅炉内部循环的床料过多，也会导致锅炉内部的防磨材料的磨损率进一步升高，这样非常容易导致锅炉出现爆管的现象，对企业的安全生产造成严重影响；而床压过高也必然会导致风量的增加，这样就很难实现锅炉运行过程中氮氧化物排放量的有效控制[1]。该锅炉床压偏高的现象，是因为该厂在锅炉运行过程中过于注重燃烧稳定性，因此必须要采取合理的措施解决床压问题，使床压维持在稳定的状态。

2 控制床压的有效措施

2.1 煤粉中掺入适量炉渣，改善炉内颗粒度分布状况

要想实现对循环流化床锅炉内部床压的有效控制，关键之处在于实现对锅炉床温的有效控制。在循环流化床锅炉运行过程中，床温也是一项非常重要的运行参数，它能够将锅炉内部各个关键运行环节的温度分布状况直接反映出来，这样就能全面了解和掌握锅炉内部的燃烧情况。该厂的4#锅炉在其旋风分离器的入口位置附近设置了水冷屏、中温屏过、高温屏过等设备，主要是通过不断增加的进风量来控制锅炉床温，也能进一步增加外来的循环物料进料量，充分利用外循环中一部分颗粒直径比较小的床料将多余的热量以辐射、对流换热等形式传递到换热器的内部，以此来实现对床温的有效控制。但是，如果不对进风量进行严格控制，就会导致进风量过大将物料中的细颗粒直接吹离，从而使锅炉内的大颗粒物料越来越多，外循环中物料量也会逐渐减少，从而引起炉膛内部的差压逐渐下降，这样就使锅炉的运行出现一种恶性循环，不能实现对床压的有效控制。

鉴于上述状况，想要实现对床压的控制，还是要以物料作为出发点。循环流化床锅炉在运行的时候，通常锅炉内部循环的物料的颗粒至直径都超过了8 mm。该厂原有的1#、2#锅炉几组属于130 MW 煤粉炉，其炉内循环的煤粉渣的颗粒直径一般不会超过2 mm，因此可以将1#、2#煤粉炉内部的炉渣掺入到4#锅炉的循环物料中，这样就能解决锅炉内部物料粒径过大的问题。根据4#锅炉的实际运行状况，通常情况下都会按照二值、三值在4#锅炉中掺烧30 t 左右的炉渣，而一值通常情况下都是按照20 t 的炉渣来进行掺烧。如果在锅炉的运行过程中出现了煤的种类变化较大的情况，可以根据实际的动态变化状况来对掺烧量进行合理的控制，将掺烧煤粉炉的炉渣比例进行合理调整。对4#锅炉实施掺烧后，锅炉内部的颗粒分布状况得到了有效改善，锅炉内部循环的小直径颗粒的比重得到了有效提升，炉膛内部的压力也得到了有效改善，外循环的物料量也进一步提升，有效提升了锅炉的平均床温，在锅炉运行时也不需要一次性配置较大的进风量，这样就实现了4#锅炉床压的有效控制[2]。

2.2 优化配煤

按照经验来看，如果煤中的灰分含量越高，就表示煤种在燃烧的过程中产生的燃烧产物灰分的含量也越多，这种煤就非常容易导致锅炉的床压持续上升的现象，锅炉的排渣参数也会在较短的时间内达到，从而使锅炉的排渣频次不断增加。而排渣频次的增加又会导致锅炉内部一些大颗粒的床料被大量排走，这也能达到改善锅炉内部颗粒直径分布状况的效果，对控制床压也有一定的积极作用。因此，该厂在实际生产中充分结合不同类型的煤中，将烟煤、印尼煤按照1：1 或者1：2 的比例进行合理配置。由于烟煤的灰分含量超过了20%，印尼煤的灰分含量超过了5%，这样就能通过定比例的混合后使煤的灰分含量维持在10%左右，从而有效控制煤种在燃烧过程中的颗粒度。

2.3 重新制定锅炉运行负荷参数

4#锅炉的平均床温明显下降后，在锅炉运行中的目标参数也要相应发生改变。如果依然利用以往的一次风量，会导致床压指数下降，但是锅炉内部的床温会非常低，会对锅炉的燃烧效率造成一定影响，而汽温过低也会导致汽轮机的运行效率下降。因此，必须对目前的锅炉各项运行参数进行适当调整。

在对锅炉实际运行情况进行不断摸索后，对锅炉不同负荷下的一次风量以及床压等相关参数进行了研究，如果锅炉的负荷保持不变，为了避免其他参数波动范围过大，可以将床压没降低0.1 kPa 作为基本的变量，通过精确的计算得出不同负荷状态下的床压。目前锅炉的运行过程中床压可以比以往运行状态下降低0.5 kPa 左右，这样锅炉的参数范围设置更加合理。将其参数控制范围制定出最终的座签表，这样操作人员就能按照参数变化范围要求来进行科学的操作。与此同时，还要针对锅炉运行过程中负荷低于225 MW 的状况制定出“少量多次”的排渣规律，通过多次排渣，当床压达到座签表要求的负荷参数范围下限时就可以停止排渣，这样就能保障锅炉运行过程中床料总量的合理性，维持锅炉燃烧的稳定性。

3 运行效果

实施上述几种改进措施后，该4#锅炉在实际运行中床压下降的平均值达到了0.56 kPa，这与设计的目标参数控制数值基本保持一致。而锅炉床压由于下降比较明显，因此一次风量经过调整比原来的风量小很多，这样就能有效控制风机运行过程中的能耗，实现了循环流化床风机的节能运行。