流化床燃烧是一种新型的燃烧技术，它能够燃烧其它燃烧方法不能燃烧的劣质燃料，如奸石，油页岩褐煤化工用焦渣，洗中煤等，并可减少二氧化硫和氮化物的生成，减少环境污染。我国目前运行的流化床锅炉有有2400余台，大部是小型锅炉，随着流化床锅炉容量的增大，在设计和运行中出现了不少问题。如沸腾层温度偏低，沸腾层的悬浮段燃烧工况组织不佳，锅炉热负荷可调性能差等等，还有一个排渣冷却问题，及炉墙密封性都能导致部分可燃物带出炉膛，使锅炉尾部受热面严重积碳积灰并使磨损加剧。本文针对这些运行和设计中的问题分别进行论述。
1、大容量循环流化床锅炉的控制；2、给煤点的设计；3、炉内分离器的选择与设计；4、自动排灰装置；5、大容量循环流化床锅炉的控制；1、这种控制系统首先把流化床下的风室分成一个主床和若干个付床，煤仅仅给于主床之上煤在主床上燃烧后将热量传给管子，这些管子布置在较高的炉膛里。在这较大的范围内调节仅仅起到较小的变化。在大部分运行时间里，锅炉不仅能够在满负荷下运行，而且可在部分负荷下运行，这时只需少量的空气和煤，主床上也释放出较少的热量。但在主床上的管束要从主床上获的热，为了补偿热量使整个床温趋于平衡，从而导致了部分负荷下主床温度的下降。由于主床温度的变化范围很小（7500C－8500C）因此在理论上循环流化床的调节也受到了限制，这主要因素是给煤点与循环回流口不可能离的太近。调节比的增加，可以认为是通过部分分床的塌陷来获得的，这种分床的塌陷结果导致了炉床上方受热面不再获的热量，这样在部分负荷时床上温度可以保持不变，这样就需要3－5个同类型主床，和4－8个分床。每个主床都有自己的给煤系统，底层管束相应地布置在这个控制部分之上。上图是将床分为三部分，右图为负荷变化与床温的关系，这样可使锅炉负荷在一个大范围里进行变化，当然它也存在一些问题，需要我们慎重对待的。一、调节速度慢：因为负荷的调节是通过床上的温度变化而实现的，温度从7000C变化到8500C需要10分钟左右，但这时受热面的整个热惯性和惰性使负荷变化很缓慢。二、调节不连续：如果主床的温度降低到7500C就必定全塌陷，也就是该床的煤与空气停止供应，但这一过程也需要一段时间，在这一过程中煤耗与蒸汽产量是不成比例关系的。三、部分主床周期性再起动：当主床部分发生塌陷，它将会冷却下来，为了保证这部分重新启动其温度不可低于6500C以下。否则在重新启时流化床的温度降低到7500C以下。为了避免这一点发生就必须周期性再启动。这就要求有一个有效的控制系统。这一系统正是我们下功夫设计与制造的课题。4、由于煤要单独向各个主床部分供应，所以每一床上需配一加煤点，这样就增加了投资费用。特别是小型锅炉设备中，这个问题尤为突出，因此应尽量使主床组成部分数目减少。上述4个问题也就是我们主要解决的问题。由于风箱位于布风板之下，我们将风箱分隔成数个可控制的围绕主床四周的附床。这就使的床的自由互换成为可能。煤仅加给主床，其热量向布置在副床控制部分之上空间的管束传递。通过停止向部分主床上空气的供应保证锅炉在部分负荷下运行，主床部分塌陷使之部分热量不再向管束传递。这种系统中热量的传递和流化床的燃烧是独立进行的，由于主床部分床料可以自由互换少量的煤有可能进付床燃烧，由于付床上的煤比主床上的少，因此给风要根据这一点来分配再者传热管不仅布置于主床之上也布置在副床之上，这种布置使得流化床上的足够的传热管束，用来调节主床与付床的温度差。具有关资料介绍这种调节方法是行之有效的，是可行的，太原化肥厂91年装2台35T／H沸腾炉，在负荷一有变化时就熄火，直至目前不能运行。原因之一就是未分火床，只要负荷下降，炉床温度就下降，就可能造成熄火，且点火困难。但是有多少受热面用来配合炉床变化调节热负荷呢？实际上悬浮段上有30％热量可吸收，但有15％由粒子带到炉床幅射到炉墙和炉床。2．给煤点的设计：国内外流化床锅炉给煤，分负压给煤和正压给煤二种，负压给煤，煤靠自重落入床风，原煤中部分红颗粒被上升气流带走，影响锅炉效率。采用正压给煤，虽能避免上述现象，但由于给煤集中，造成给煤口近氧就更为严重。而经点距侧墙的位置也是应该加以考虑的。如下图推荐数：B为床锭度，C为主床中民墙距离C＝＜1－（0．6－0．65）＞B这样可减少侧墙处的缺氧燃烧同时也考虑了布风板下风的分配状态。在这里我们重点讲座绞龙正压给煤并加播煤风问题。如图示：当然，播煤风的穿透深度是要求的，这里只是提出几个数据供同行参考。在供料颗粒度为沸腾炉用煤的常规情况下，其风压为450－500毫米水柱。一般其风速可取45M／S左右，风量占锅炉总风量的9％左右。在这种情况下，给煤点下的床上料层颗粒成份较好，这样就解决了缺氧燃烧，使Q3损失降到最低限度，资料介绍，1．67M2布风板有一个给煤点，这种布置是成功的。下图是4种常见给煤方法，A、B为负压给煤，C、D为正压给煤。3．炉分离器的选择与设计：目前国内外沸腾锅炉再循环分离器的型式很多，其中百叶窗，蜗壳分离，凹型挡板采用较多。就其材质和型式而言，应用的都不是最理想。为了提高循环倍率及尾部受热面更好的进行换热，要求分离效果越高越好。同时为了细粒子的充分燃烧，要求分离器工作温度越高越好。这就提出发了对分离器的二点要求。1）低阻高效：这样可减少Q3、Q4的损失。同时也节约电耗。2）分离器工作温度度越高越好，但要求分篱器等价相应低一些。这样可保证细微粒子充分燃烧。通过上述二点，设计一种低阻高效的分离装置就更加必要。要本文在这里介绍一种分离器，供同行门参考。等径螺旋线分离器：台下图，含尘气流在旋风筒内形成自上而下的旋气流。使粒子在惯性作用下抛向筒壁。在筒壁上失去惯性作用，借助自身的动量和重力作用沿壁而下滑进入排灰管。这种高温燃尽筒的优点已居基文章中论述过，这里就不多加论述。就本文提出的等进螺旋线分离器在运行实践中也只有25MM水柱的阻力，分离效率在90－95％之间。该分离器的一个主要问题是解决气流相互干扰而造成的阻力增加，它形成等径环形关径收缩流道加长了，使尘粒运动半径不断减少，加快了细小粒子向壁面的运动速度。根据炉内的具体情况，可设计成单筒或双筒就材质而言，最她选用碳化硅材料。这种材料既能保分离器表面光洁度又能保证粒子在筒内进行高温燃烧。但值得一提的是进气口的位置必须高于炉床2．8M，这样可以使飞灰再循环量提高30－40％。煤粒子在螺旋筒中的运动状态是<阻力系数d煤粒径v迎风面积f迎风面积a进烟口b出烟口c排灰口wf汽流径向速度；f汽气体比重；要求F＞P可看出半径R数起着关键作用，所以我们选择，等径螺旋线分离装置，可使R为一逐渐变化的数，可使可燃物在此燃烧20％左右，使之成为高温燃烬分离筒。4．自动排灰装置：沸腾床的床料厚度是燃烧好坏的关键。从国外资料介绍和专家们的解释，影响这问题的主要原因是1）排渣口可靠的冷却和密封。2）什么时间是排渣的最佳时间，如下图所示：目前国内沸腾炉生产厂家，大都不重视排灰系统的设计与制造。如上图是国外所选用的一套自动排灰系统。首先考虑排灰时不可漏风，采用机械铰龙方式，只要有一点长度就可保证密封。在其外壳加水冷装置就可把灰的温度降到130℃风室风箱内装一有小孔的测压管，列出接一标有定值的压差计，通过压差计接近电源使排灰机械运转。指挥排灰机械运转的压差值是人工植入的。这一数值是根据渣中可燃质的多少而定的。排灰机构的运行同时也指挥着给煤系统只不过给煤时间比排灰滞后一点时间罢了。前面所述4个问题，就沸腾燃烧锅炉而言是设计中不能忽略的问题。对能否可靠的运行起着至关重要的作用。本文的目的是想和同行们共同商讨，有关沸腾炉中现存的情况，希能起到抛砖引玉的作用。
来源：中国电站集控运行技术网
