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【摘要】循环流化床锅炉具有效率高、脱硫效果好、煤种适应性较强等优点，在目前得到了大力发展，但同时循环流化床锅炉也存在着磨损严重，受煤质变化影响锅炉效率也相应受到影响的状况，特别是早期的循环流化床锅炉因燃烧调整不当致使锅炉频繁爆管、运行周期较短，大大制约了机组运行稳定性。本文通过对枣庄南郊热电有限公司#2锅炉在各种煤质工况下进行燃烧调整试验，优化燃烧调整风量，有效提高锅炉效率和降低锅炉磨损。
【关键词】循环流化床；优化燃烧；调整技术
1、前言
枣庄南郊热电有限公司#2锅炉采用哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-220/9.8-L.YM32循环流化床高温高压、单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式锅炉。机组自2005年投运以来，主要存在锅炉水冷壁磨损严重、炉膛局部床温超温、锅炉效率不稳定等问题，影响到锅炉的安全稳定运行和运行可靠性与经济性。为克服以上问题，我公司组织相关人员对锅炉设备存在问题和引起磨损的状况进行分析，对锅炉入炉煤掺配热值进行各种调整，对锅炉风量、风压、氧量等参数进行优化调整，通过一系列的试验摸索出该锅炉的效率和磨损的平衡点，有效的提高了锅炉运行经济性和保持长周期安全运行。
2、燃料主要特性
设计煤种低位发热量21.14MJ/kg，校核热值19.05MJ/kg；挥发分Vad设计值38.87%，入炉煤颗粒度最大粒径6mm，D50为1mm。设计煤种为高热值高挥发分燃煤，在实际运行中该煤种受价格因素影响，经济性较差，为优化经济运行现入炉煤热值一般保持在17.14MJ/kg左右。
3、主要调整项目
影响锅炉磨损和效率的因素很多，主要有物料颗粒速度、烟气速度、受热面温度、物料循环倍率、入炉煤的颗粒度、热值等，针对以上各种影响因素共进行了总风量（氧量）的调整、一次风的调整、床压的调整、上中下二次风比例的调整。
4、调整试验过程
#2锅炉燃烧优化调整是保持在锅炉稳定运行时进行，每个工况进行前锅炉进行吹灰结束稳定1小时后开始对运行参数进行记录，调整期间保持入炉煤掺配均匀热值稳定，一共进行了17个工况的燃烧调整。入炉煤掺配热值保持在17.34MJ/Kg至19.67MJ/Kg之間波动，波动范围符合GB10184-88和DL/T964-2005要求，具体各工况煤质分析见下表
4.1床压对温度的影响
循环流化床锅炉在提高床压可以有效的提高炉膛内的物料浓度，可以使床温有一定的降低，有利于炉内脱硫效率的提高，同时床压的提高使燃煤在炉内的停留时间延长，利于燃煤颗粒燃尽；但物料浓度的提高使二次风被压升高，不利于二次风的穿透能力，进而因部分部位缺氧影响了飞灰的燃尽，同时床压提高会同时提高一次风量，电耗会相对增加。
由下图可见随着床压的升高，床温逐渐降低，因床压控制在考虑对床温影响的同时还要充分考虑锅炉的效率变化，在床压影响效率的综合因素中要确定一个最佳运行床压。
4.2一次风量对床温的影响
一次风量在进行试验变化时，随着一次风量的提高床温下降，一次风量在流化床锅炉中主要负责锅炉的流化和密相区燃烧氧量补充，一般密相区是缺氧燃烧状态，在开始增加一次风量的时候，床温会因风量增加燃烧充分而床温提高，但随着一次风量的不断增加，过量的一次风会冷却床料，因此会出现提高至一定风量后床温下降情况，在进行工况调整试验时便处于这种状态。
4.3总风量（氧量）对锅炉床温的影响
在一般情况下提高风量可以有利于锅炉炉内的燃烧，但过度提高风量未必会对整个锅炉效率有利。增加风量时，炉内的氧量浓度会提高，加快了氧气和气固的反应速度，表现为燃烧较为充分剧烈，燃煤的燃尽程度提高，飞灰可燃物、底渣含碳量会降低，但风量过高时由于过量氧产生的有利于燃料燃尽的正效应将小于尾部排烟热损失增加的负效应，这样就会使锅炉效率下降。尤其是一次风对炉膛密相区的床温影响很大，如一次风量偏低将引起密相区缺氧，不利于燃料的燃尽；若一次风量过大则会引起密相区的过冷却，同时由于一次风量过大会增加物料的循环量，循环物料带走密相区大量的热量，降低了密相区的温度，影响底渣燃尽。
4.4上下二次风比例对锅炉床温的影响
一次风主要起流化和密相区燃烧用氧量补充，一次风一般约为燃料所需化学当量值的40-80%左右，在炉膛下部实际的风量通常小于燃煤完全燃烧的用风量，因此该部位处于还原性状态。二次风口位于密相区以上，作为氧量补充来控制床温的均匀性，同时二次风还可以起到扰动和分级燃烧的作用，随着燃料燃烧的程度逐步补充氧量，以来控制燃烧的风量，尽可能的使之处于还原性状态。
工况10上中下二次风门开度分别为30%、60%、100%；工况11上中下二次风门开度分别为100%、60%、30%；工况12上中下二次风门开度分别为30%、100%、100%；工况13上中下二次风门开度分别为100%、30%、100%。单独分析二次风配比对锅炉床温的影响来看，在保持二次风总风量不变的情况下，上二次风小，中下二次风大这种运行方式使床温降低，当中上二次风占总二次风比例提高，下二次风比例减少，床温会升高。
5、综合效率计算
在试验时对锅炉入炉煤、底渣、飞灰进行取样并委托外检，同时根据试验数据记录和化验数据对#2锅炉试验运行工况采用反平衡法进行锅炉效率计算，锅炉效率计算依据为《电站锅炉性能试验规程》GB10184-88和《循环流化床锅炉性能试验规程》DL/T964-2005。排烟温度和氧量采用DCS显示值，入炉煤热值、飞灰可燃物、底渣含碳量以外检数据为准。
参照以上各个参数对锅炉效率影响程度来看，氧量对锅炉效率的影响最大，氧量在不影响固体未完全燃烧损失时，减少氧量可以提高锅炉效率；另在原有运行工况下适度降低一次风量也使锅炉效率有轻微提高；锅炉在风室压力提高后，下部燃烧更加完全底渣含碳量降低，锅炉效率也有一定提高；在对中上二次风比例提高后，锅炉的飞灰可燃物有一定降低，锅炉效率同样提高。
综合以上各种参数对锅炉效率影响的状况，在尽量减少锅炉磨损的同时，对#2锅炉优化燃烧调整，采用更加合理的一次风比例、风煤配比及控制适度的风室压力，使#2锅炉炉内燃烧更加稳定，根据调整后一段时间的跟踪和锅炉热效率对比，相比优化调整前锅炉效率提高0.6%。
参考文献
[1]芩可法，倪明江等.《循环流化床锅炉理论设计与运行》北京：中国电力出版社，1998
[2]刘德昌，闫维平.《流化床燃烧技术》北京：水利电力出版社，1995
[3]巴苏.P.S.A《循环流化床锅炉的设计及运行》 .芩可法译.北京：科学出版社，1994
[4]《循环流化床锅炉性能试验规程》.中华人民共和国电力行业标准DL/T964-2005
作者简介
李诗峰（1975年5月）性别：男，籍贯：山东枣庄，职称：助理工程师，单位：枣庄南郊热电有限公司 研究方向：锅炉热能动力。
【关键词】循环流化床；优化燃烧；调整技术
1、前言
枣庄南郊热电有限公司#2锅炉采用哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-220/9.8-L.YM32循环流化床高温高压、单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式锅炉。机组自2005年投运以来，主要存在锅炉水冷壁磨损严重、炉膛局部床温超温、锅炉效率不稳定等问题，影响到锅炉的安全稳定运行和运行可靠性与经济性。为克服以上问题，我公司组织相关人员对锅炉设备存在问题和引起磨损的状况进行分析，对锅炉入炉煤掺配热值进行各种调整，对锅炉风量、风压、氧量等参数进行优化调整，通过一系列的试验摸索出该锅炉的效率和磨损的平衡点，有效的提高了锅炉运行经济性和保持长周期安全运行。
2、燃料主要特性
设计煤种低位发热量21.14MJ/kg，校核热值19.05MJ/kg；挥发分Vad设计值38.87%，入炉煤颗粒度最大粒径6mm，D50为1mm。设计煤种为高热值高挥发分燃煤，在实际运行中该煤种受价格因素影响，经济性较差，为优化经济运行现入炉煤热值一般保持在17.14MJ/kg左右。
3、主要调整项目
影响锅炉磨损和效率的因素很多，主要有物料颗粒速度、烟气速度、受热面温度、物料循环倍率、入炉煤的颗粒度、热值等，针对以上各种影响因素共进行了总风量（氧量）的调整、一次风的调整、床压的调整、上中下二次风比例的调整。
4、调整试验过程
#2锅炉燃烧优化调整是保持在锅炉稳定运行时进行，每个工况进行前锅炉进行吹灰结束稳定1小时后开始对运行参数进行记录，调整期间保持入炉煤掺配均匀热值稳定，一共进行了17个工况的燃烧调整。入炉煤掺配热值保持在17.34MJ/Kg至19.67MJ/Kg之間波动，波动范围符合GB10184-88和DL/T964-2005要求，具体各工况煤质分析见下表
4.1床压对温度的影响
循环流化床锅炉在提高床压可以有效的提高炉膛内的物料浓度，可以使床温有一定的降低，有利于炉内脱硫效率的提高，同时床压的提高使燃煤在炉内的停留时间延长，利于燃煤颗粒燃尽；但物料浓度的提高使二次风被压升高，不利于二次风的穿透能力，进而因部分部位缺氧影响了飞灰的燃尽，同时床压提高会同时提高一次风量，电耗会相对增加。
由下图可见随着床压的升高，床温逐渐降低，因床压控制在考虑对床温影响的同时还要充分考虑锅炉的效率变化，在床压影响效率的综合因素中要确定一个最佳运行床压。
4.2一次风量对床温的影响
一次风量在进行试验变化时，随着一次风量的提高床温下降，一次风量在流化床锅炉中主要负责锅炉的流化和密相区燃烧氧量补充，一般密相区是缺氧燃烧状态，在开始增加一次风量的时候，床温会因风量增加燃烧充分而床温提高，但随着一次风量的不断增加，过量的一次风会冷却床料，因此会出现提高至一定风量后床温下降情况，在进行工况调整试验时便处于这种状态。
4.3总风量（氧量）对锅炉床温的影响
在一般情况下提高风量可以有利于锅炉炉内的燃烧，但过度提高风量未必会对整个锅炉效率有利。增加风量时，炉内的氧量浓度会提高，加快了氧气和气固的反应速度，表现为燃烧较为充分剧烈，燃煤的燃尽程度提高，飞灰可燃物、底渣含碳量会降低，但风量过高时由于过量氧产生的有利于燃料燃尽的正效应将小于尾部排烟热损失增加的负效应，这样就会使锅炉效率下降。尤其是一次风对炉膛密相区的床温影响很大，如一次风量偏低将引起密相区缺氧，不利于燃料的燃尽；若一次风量过大则会引起密相区的过冷却，同时由于一次风量过大会增加物料的循环量，循环物料带走密相区大量的热量，降低了密相区的温度，影响底渣燃尽。
4.4上下二次风比例对锅炉床温的影响
一次风主要起流化和密相区燃烧用氧量补充，一次风一般约为燃料所需化学当量值的40-80%左右，在炉膛下部实际的风量通常小于燃煤完全燃烧的用风量，因此该部位处于还原性状态。二次风口位于密相区以上，作为氧量补充来控制床温的均匀性，同时二次风还可以起到扰动和分级燃烧的作用，随着燃料燃烧的程度逐步补充氧量，以来控制燃烧的风量，尽可能的使之处于还原性状态。
工况10上中下二次风门开度分别为30%、60%、100%；工况11上中下二次风门开度分别为100%、60%、30%；工况12上中下二次风门开度分别为30%、100%、100%；工况13上中下二次风门开度分别为100%、30%、100%。单独分析二次风配比对锅炉床温的影响来看，在保持二次风总风量不变的情况下，上二次风小，中下二次风大这种运行方式使床温降低，当中上二次风占总二次风比例提高，下二次风比例减少，床温会升高。
5、综合效率计算
在试验时对锅炉入炉煤、底渣、飞灰进行取样并委托外检，同时根据试验数据记录和化验数据对#2锅炉试验运行工况采用反平衡法进行锅炉效率计算，锅炉效率计算依据为《电站锅炉性能试验规程》GB10184-88和《循环流化床锅炉性能试验规程》DL/T964-2005。排烟温度和氧量采用DCS显示值，入炉煤热值、飞灰可燃物、底渣含碳量以外检数据为准。
参照以上各个参数对锅炉效率影响程度来看，氧量对锅炉效率的影响最大，氧量在不影响固体未完全燃烧损失时，减少氧量可以提高锅炉效率；另在原有运行工况下适度降低一次风量也使锅炉效率有轻微提高；锅炉在风室压力提高后，下部燃烧更加完全底渣含碳量降低，锅炉效率也有一定提高；在对中上二次风比例提高后，锅炉的飞灰可燃物有一定降低，锅炉效率同样提高。
综合以上各种参数对锅炉效率影响的状况，在尽量减少锅炉磨损的同时，对#2锅炉优化燃烧调整，采用更加合理的一次风比例、风煤配比及控制适度的风室压力，使#2锅炉炉内燃烧更加稳定，根据调整后一段时间的跟踪和锅炉热效率对比，相比优化调整前锅炉效率提高0.6%。
参考文献
[1]芩可法，倪明江等.《循环流化床锅炉理论设计与运行》北京：中国电力出版社，1998
[2]刘德昌，闫维平.《流化床燃烧技术》北京：水利电力出版社，1995
[3]巴苏.P.S.A《循环流化床锅炉的设计及运行》 .芩可法译.北京：科学出版社，1994
[4]《循环流化床锅炉性能试验规程》.中华人民共和国电力行业标准DL/T964-2005
作者简介
李诗峰（1975年5月）性别：男，籍贯：山东枣庄，职称：助理工程师，单位：枣庄南郊热电有限公司 研究方向：锅炉热能动力。