（神华亿利能源有限责任公司电厂内蒙古自治区鄂尔多斯市014300）
摘要：循环流化床燃烧技术是从20世纪80年代开始年发展起来的新一代高效低污染的清洁燃烧技术,具有燃料适应性广、较高的燃烧效率、高效脱硫、低氮排放的特点,因此近年来有了很大的发展。循环流化床锅炉的主要特点是燃料在多次循环状态下燃烧,燃料燃尽时间较长,另外燃烧过程涉及床温、床压、氧量等相互关联的参数,因此,相比煤粉炉等室燃型锅炉,循环流化床的燃烧自动控制更为复杂、难度更大。
关键词：循环流化床锅炉；燃烧调整；燃烧优化
1设计投入的自动控制回路
燃烧多变量综合优化控制自动包括燃料自动、一次风自动、二次风自动、引风自动、排渣自动;控制参数相关为锅炉热负荷、炉膛温度、床温、床压、炉膛压差、烟气含氧量、炉膛负压、一次风量、二次风量等。
多变量综合控制模型的主要特征是主汽压力信号为基础,在各个运行参数额定设计参数的约束限制范围内,根据炉膛温度、炉膛压差的变化调整物料浓度,快速准确调整给煤量来稳定负荷、一二次风配比调整不同负荷下对应的床温,维持炉内存热量的稳定;通过二次风调整达到不同负荷下对应的最佳氧含量来保证经济性;以风量前馈及炉膛压力信号调整负压;同时,通过排渣的自动调节在不同的负荷下稳定在相应的最佳床压定值。
主要设计回路如下。(1)主汽压力控制:根据主汽压力、流量、温度测量值、炉膛温度、炉膛压差、汽机负荷变化量等因素,形成主控信号,采用多路平衡控制调节调节给煤机转速。(2)烟气氧含量控制:根据主控信号及一二次风配比、烟氧含量测量值等参数,调节二次风频率。(3)床温控制回路:根据主控信号及一次风与给煤配比、床温测量值等信号,调节一次风频率或挡板开度。(4)床压控制回路:根据主控信号及床压测量值等信号,调节排渣机转速。(5)炉膛负压控制回路:根据炉膛负压测量值、一次风、二次风风量或频率等信号,调节引风机频率。
2循环流化床锅炉的调整环节
风量的调整是锅炉运行过程中的重要调整参数,在设计的过程中一次和二次风量可以占到50%的比例,流化床锅炉的床温和场析量就容易受到它的影响,还会对循环物料量造成一定的影响。一次风量应该大于临界流化风量,否则就很容易出现结焦的现象。在料层的温度较高时,应该增加风量。二次风主要是从密相和稀相的过度段引入,它的风速往往较高,能保证物料不断加速,稀相区的物料密度就会提高,有效改善锅炉的燃烧状态。此外,还可以根据烟气中的含氧量对二次风进行调整。
料层温度的控制。床温就是指料层的温度,如果床温过高,就很容易发生结焦现象,如果床温过低,又会影响燃尽的程度,还会影响锅炉的带负荷能力,难以保证锅炉的运行状态。因此,这要求做好对床温的控制,将床温保持在850~950℃是比较合理的。对于采用高温分离锅炉的调整,采用一次风量和给煤量也是可行的。
料层高度的调整。如果想保持锅炉高的燃烧效率,就必须维持比较稳定的料层高度。料层差压反应的是燃烧室料层的厚度。每一稳定的料层高度都对应一个料层压差。压差往往和物料的厚度成正比,如果压差越小,物料在静止时的厚度就较小,锅炉的运行就会越不稳定,可以通过积攒底料使得料层的厚度达到正常值。如果压差过大,则料层就会太厚,虽然锅炉的燃烧比较稳定,但会增加风机的耗电量,还会对流化床的流化质量造成影响,让床料出现结焦。
3循环流化床锅炉的燃烧控制
3.1床温的控制
床温也就是我们所说的料层温度，是决定锅炉能否正常运转的关键性因素。首先是料层温度，实验得出，料层温度要保持在850摄氏度-950摄氏度，过高或过低的物料温度会导致锅炉内部因温度而结焦，造成锅炉停止运作，因此说，我们需要对物料温度进行随时监控。当我们发现物料温度过低时，工作人员要及时进行调整，比如说检查锅炉是否存在断煤的现象，增加煤炭供给量，降低风量，加大返料量，以便提高物料温度。此外还有一种情况需要我们注意，当整个锅炉的温度过于低（低于700摄氏度）时，我们首先是考虑停止锅炉的运转，等查清楚料层温度低的具体原因解决之后再重新启动锅炉。
3.2料层厚度的控制
阐述万料层的温度我们还需要关注对料层厚度的控制。在循环流化床内存在着两个区域，即密相区和稀相区，而料层厚度是指在循环流化床的密相区内物料静止时的厚度。不同的料层厚度及燃料品种都有着不同的料层差压，料层差压与料层厚度之间存在着正相关，我们所说的对料层厚度的控制实质上就是对料层差压的控制。因为如果料层厚度过厚，锅炉内的燃料就会受到压力导致炉膛内的炉渣的可燃性较低，尽管这种情况下锅炉正常运转的几率很大，但在一定程度上加重了风机的电耗，或是造成料层温度过低而结焦熄火。如果料层厚度过薄，物料受到的阻力就会笑，但是整个炉膛内的剩余物料就会过低，导致锅炉运转不稳定，料层温度很容易过高，但是其优势就是物料流化性能好，炉渣可燃物的含量很高。在循环流化床锅炉的料层控制中，我们以风室和燃烧室上界面的差压值作为监控的指标。结合日常工作经验，物料层差压应该处于7千-8千帕之间，在平常的监控过程中，我们要及时发现异常，秉持着“少、勤”的原则，保证循环流化床锅炉稳定高效的运行。
3.3运行中最低运行风量的控制
当循环流化床锅炉在低负荷的情况下运转的时候，对低运行的风量要进行控制和限制。正如前面我们所说的，过高或过低的风速都不利于循环流化床锅炉的正常运转，因为会造成锅炉结焦停运，作者指出，当锅炉处于冷却的状态时，在点火的时候一定要采用风量超过最低风量的风速，避免因锅炉温度过低造成炉内结焦而使得循环流化床锅炉停止运转。当循环流化床锅炉处于低负荷运行的时候，风量也必须要超过最低运行风量。
3.4返料温度控制
根据循环流化床锅炉的设计理念，在风速的影响下，物料会进行气固分离，使得受风速影响的微小粒子从物料分离装置中逃脱，重新进入到燃料室（炉膛），这种物料燃烧方式不仅具有高效的循环利用价值，而且其导热性能也比较高。作者在此还要强调另一用途，重新回到燃料室的物料被称为返料，对返料温度的控制是十分重要的，主要有两个重要原因。第一，返料在进入燃烧室的时候，其温度在某种程度上能够改变燃烧室的温度。比如说，当企业引进的是采用高温分离器的循环流化床锅炉，那么循环流化床锅炉中的返料温度会比其他锅炉的返料温度要高，在进入到燃料室前后很可能发生炉内结焦的现象，不利于循环流化床锅炉的正常稳定运转。按照实践和理论，理想的返料温度一般要比燃料室的温度高出20摄氏度至30摄氏度，再根据对锅炉温度的限制（800-950摄氏度），返料温度是不能够超过1000摄氏度的，当燃料为无烟煤的时候，尤其要注意返料温度的控制。笔者认为，我们可以通过调整煤炭供给量以及投入风量来控制返料温度，注意检查返料器的堵塞情况。
结论
循环流化床锅炉是电厂生产中要用到的重要设备,由于其高效、节能、污染低的优点,近些年发展应用的较快。但是其在使用过程中因为受到各种因素的影响,其燃烧效率没有完全发挥出来,在对其使用中,要对这些影响因素进行仔细分析研究,并进行有针对性的优化措施,只有这样才能将其节能优势充分发挥出来。
参考文献
[1]刘运乾.循环流化床锅炉燃烧特性与煤种关系的研究[J].科技风,2017(21):173-174.
[2]梁斌,刘忠攀.循环流化床锅炉燃烧改性高硫煤的污染物排放特性[J].洁净煤技术,2017,23(06):94-100+106.