0　前言

隨著近幾年電力工業(yè)的高速發(fā)展和環(huán)保力度的逐步加大，特別是潔凈發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用，循環(huán)流化床技術(shù)（CFB）得到了較快的發(fā)展和普及。提高大型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和可靠性受到了越來越多的關(guān)注和重視。目前已投運(yùn)的高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐，經(jīng)過不斷的經(jīng)驗交流和總結(jié)，已基本能保證鍋爐的安全運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行天數(shù)可達(dá)百日以上，但在運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性方面卻不容樂觀，如風(fēng)機(jī)電耗高、飛灰大、煤耗高、非計劃停爐次數(shù)多、點(diǎn)火耗油量大等，因此分析和研究循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)整和優(yōu)化運(yùn)行方式，對提高循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行可靠性和可利用率有著重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

華電淄博熱電有限公司#3、4鍋爐是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的465 t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐各熱力參數(shù)基本能達(dá)到設(shè)計值，并能滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，在安全運(yùn)行基礎(chǔ)上，我公司積極研討循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)整和優(yōu)化運(yùn)行方式，并進(jìn)行認(rèn)真分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，積極對設(shè)備加以改造，目前兩臺循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有了顯著的提高。本文試圖從鍋爐設(shè)備改造、運(yùn)行調(diào)整等方面進(jìn)行分析，總結(jié)提高循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)濟(jì)性的有效節(jié)能改造措施，為國內(nèi)大型循環(huán)流化床鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供經(jīng)驗參考和借鑒。

1　465t/h循環(huán)流化床鍋爐概況

循環(huán)流化床鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、雙路回料閥和尾部對流煙道組成：燃燒室（爐膛）蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁和雙面水冷壁，布風(fēng)裝置采用水冷布風(fēng)板，大直徑鐘罩式風(fēng)帽，燃燒室內(nèi)布置屏式二級過熱器和屏式高溫再熱器；兩個直徑8.08米的高溫絕熱旋風(fēng)分離器布置在燃燒室與尾部對流煙道之間，其回料腿下布置一個U型自平衡雙路回料閥；尾部對流煙道內(nèi)布置三級過熱器、一級過熱器、低溫再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器。

一、二次風(fēng)由各自的風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)，采用分級配風(fēng)：一次風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板給入；二次風(fēng)于爐膛密相區(qū)以上、下二次風(fēng)箱分26個噴口給入；給煤、石灰石系統(tǒng)的密封風(fēng)均取自二次風(fēng)，播煤風(fēng)來自熱一次風(fēng)。

循環(huán)流化床鍋爐啟動采用床上和床下啟動燃燒器聯(lián)合點(diǎn)火啟動方式：床上油槍共四只，設(shè)計單支最大出力1500kg/h；床下油槍共四只，設(shè)計單支最大出力975kg/h，啟動燃燒器霧化方式均為蒸汽霧化，配用高能電子點(diǎn)火器，燃用#0輕柴油。

鍋爐主要參數(shù)（見表1）：

表1?? 鍋爐主要參數(shù)

2　鍋爐運(yùn)行狀況

??? #3、4循環(huán)流化床鍋爐投運(yùn)后，經(jīng)過不斷的經(jīng)驗交流和總結(jié)，已基本能保證鍋爐的安全運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行天數(shù)可達(dá)百日以上，但運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性方面與傳統(tǒng)的煤粉爐相比卻不容樂觀，其主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如風(fēng)機(jī)電耗、飛灰、煤耗、非計劃停爐次數(shù)、點(diǎn)火耗油量等均不如煤粉爐，提高循環(huán)流化鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性迫在眉睫。我公司上下齊努力，從多方面入手，積極探索并總結(jié)提高循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的經(jīng)驗，并取得了顯著成效，2005年第三季度的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已明顯好于試運(yùn)初期，其對比效果見表2。

表2　鍋爐運(yùn)行主要指標(biāo)對比

3　提高循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的措施

3.1　運(yùn)行管理措施

在成功保證循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行后，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不高的缺點(diǎn)比較明顯，為提高其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，公司成立了專門的運(yùn)行管理小組，首先在運(yùn)行管理上加大力度，采取的措施主要有以下幾點(diǎn)：

3.1.1　2004年初，針對#3、4機(jī)組剛投產(chǎn)，機(jī)組非計劃停爐次數(shù)較多。從操作技術(shù)不成熟、對循環(huán)流化床機(jī)組燃燒特性不了解等方面，組織技術(shù)管理和運(yùn)行人員，到其他兄弟單位學(xué)習(xí)、搜資，研討優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整方案并在實(shí)際運(yùn)行中加以驗證和實(shí)施。

3.1.2　成立運(yùn)行攻關(guān)小組并積極組織專業(yè)技術(shù)人員，利用學(xué)習(xí)天、公休天和工作現(xiàn)場，對#3、4機(jī)組人員進(jìn)行技術(shù)再講課、再培訓(xùn)，將公司和其他兄弟單位運(yùn)行中遇到的異常，根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行分析原因并制定防范措施，及時將措施編印給運(yùn)行人員并在運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行。

3.1.3　將循環(huán)流化床鍋爐理論和經(jīng)驗交流會的部分成果吸收、消化，轉(zhuǎn)化為與我們機(jī)組相適應(yīng)的技術(shù)措施，講解給運(yùn)行人員，使所有運(yùn)行人員深入了解和掌握循環(huán)流化床鍋爐的原理和調(diào)整原則。

3.1.4　每季度在公司仿真機(jī)上組織一次反事故演習(xí)，不斷鍛煉運(yùn)行人員處理事故和應(yīng)變的能力。

通過以上措施，使運(yùn)行人員理論知識更加豐富、運(yùn)行調(diào)整能力大大提高、事故處理應(yīng)變能力得到加強(qiáng)，相應(yīng)機(jī)組運(yùn)行水平得到提高。

3.2　運(yùn)行技術(shù)措施

在確保循環(huán)流化床鍋爐能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行前提下，我公司對機(jī)組主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（如廠用電率、供電煤耗、鍋爐效率等）加強(qiáng)了管理，通過搜集資料、多次研討優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整的方案，制定多項運(yùn)行調(diào)整措施，并在實(shí)際運(yùn)行中加以驗證后再次改進(jìn)，總結(jié)一系列針對循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整的經(jīng)驗，提出了四項有效的燃燒措施，使循環(huán)流化床鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性得到大幅提高，詳述如下：

3.2.1　低床壓燃燒措施

床壓的大小是反映爐內(nèi)床料量多少的參數(shù)，也是爐床料量多少的唯一判斷依據(jù)，其數(shù)值又受到負(fù)荷、風(fēng)量、床料粒度、煤質(zhì)、煤種等多因素的影響，因而床壓是循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)中最重要而又復(fù)雜的參數(shù)之一。

在鍋爐運(yùn)行中，床壓的測量值會隨著鍋爐的負(fù)荷、爐內(nèi)灰的粒徑、煤的質(zhì)量、煤的破碎粒度以及風(fēng)量的調(diào)整而變化。因此爐內(nèi)的床壓控制值不是一成不變的，合適的床壓控制值應(yīng)根據(jù)大量的運(yùn)行經(jīng)驗來決定，在不同的鍋爐負(fù)荷下，依據(jù)床壓測量值和水冷風(fēng)室壓力判斷爐內(nèi)床料量的多少，并參考密相區(qū)三層床壓值對床料粒度組成作出正確判斷?？刂拼矇涸诤侠矸秶鷥?nèi)運(yùn)行，即能保證鍋爐安全運(yùn)行，又能維持合理且穩(wěn)定的床溫，還能維持較高的爐內(nèi)燃燒效率。床壓過低與過高的不利影響有以下幾點(diǎn)：

床壓過低：

l 爐內(nèi)床料量少，床料在爐內(nèi)的翻滾混合效果減弱，易產(chǎn)生局部流化質(zhì)量下降，影響安全運(yùn)行。

l 爐膛內(nèi)沒有足夠的床料參與內(nèi)循環(huán)，對流換熱減弱，容易使鍋爐帶不上額定負(fù)荷。

l 密相區(qū)燃燒份額減少，稀相區(qū)燃燒份額增大，爐內(nèi)高溫受熱面（二級過熱器、高溫再熱器）的對流傳熱增強(qiáng)，易造成受熱管壁面超溫。

床壓過高：

l?????? 爐內(nèi)床料量多，為保證流化的良好性，必須增大一次風(fēng)量，較大的風(fēng)機(jī)壓頭與較大的一次風(fēng)量使一次風(fēng)機(jī)電耗過大。

l?????? 爐內(nèi)床料粒子濃度大，二次風(fēng)機(jī)壓頭增加，二次風(fēng)機(jī)電耗大。

l?????? 爐內(nèi)床料粒子濃度大，二次風(fēng)的穿透能力弱，稀相區(qū)煤粒與氧的混合效果差，燃燒效率低。

l?????? 大量的一次風(fēng)量攜帶灰粒能力大大加強(qiáng)，顆粒大、風(fēng)速高，使?fàn)t內(nèi)受熱面磨損嚴(yán)重。

因此，床壓是一多變而復(fù)雜的控制參數(shù)，運(yùn)行中要做到對床料“質(zhì)”、“量”全面控制，必須符合循環(huán)流化床鍋爐燃燒特性及總結(jié)眾多的運(yùn)行經(jīng)驗來綜合控制理想的運(yùn)行值。我公司在運(yùn)行初期，為保證鍋爐滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行而采用較高的床壓運(yùn)行控制值，結(jié)果造成使用較高的流化風(fēng)量，爐內(nèi)耐火材料和水冷壁管交界處管壁的磨損情況十分嚴(yán)重，被迫停爐次數(shù)較多，后經(jīng)過多次逐漸降低床壓運(yùn)行控制值，并總結(jié)分析每次改變床壓值后的運(yùn)行情況，最終探索出一較合理的運(yùn)行控制值（6－7 kPa），比原控制值（9～11kPa）有了較大幅度的降低，高負(fù)荷時控制偏低值，低負(fù)荷時控制偏高值，在該范圍內(nèi)床壓過低、過高的不利影響均得到有效控制。

另外，爐內(nèi)的床料是大量具有一定粒經(jīng)分布的顆粒組成，其穩(wěn)定性決定了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，因此，在運(yùn)行中鍋爐排渣應(yīng)采取連續(xù)或半連續(xù)排渣的運(yùn)行方式，即勤排少排原則，這樣可保持床內(nèi)料層穩(wěn)定，防止有效循環(huán)顆粒的流失，以保證鍋爐的燃燒穩(wěn)定性，同時鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性也得到大幅提高（見表4）。

3.2.2　低氧量燃燒措施

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行初期，對其燃燒控制經(jīng)驗不足，對氧量的控制大多沿襲傳統(tǒng)煤粉爐的燃燒經(jīng)驗及運(yùn)行設(shè)計說明書，采用了較大的過量空氣系數(shù)，氧量O2控制值在4－6%，引起一系列不利影響，如：磨損大、床溫低、飛灰大、風(fēng)機(jī)電耗大等。經(jīng)過認(rèn)真分析及總結(jié)經(jīng)驗，打破固定思維，考慮到循環(huán)流化床鍋爐爐膛的密封性好，漏風(fēng)系數(shù)極小，氧量隨煙氣流向逐漸降低，與傳統(tǒng)煤粉爐的氧量隨煙氣流向因漏風(fēng)的增加而變大正好相反，因此降低氧量運(yùn)行是可行且有利的，在經(jīng)過多次運(yùn)行分析對比，更加證實(shí)其正確性。在采用低氧量燃燒技術(shù)后，風(fēng)量的減少使風(fēng)機(jī)電耗降低；床溫的提高使鍋爐燃燒效率升高、飛灰含碳量降低；風(fēng)速的降低使磨損減弱。因此低氧量燃燒技術(shù)的采用大大提高了鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性（見表4）。

3.2.3　高爐膛壓力燃燒措施

為充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢，經(jīng)充分論證考慮后，爐膛壓力的控制先由試運(yùn)初期的0±50 Pa改進(jìn)為微正壓運(yùn)行，提高了其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。在經(jīng)過長時間運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)爐膛壓力的控制可以更進(jìn)一層，即將爐膛壓力微正壓運(yùn)行改為+100～+200 Pa運(yùn)行，或?qū)⑵淇刂屏泓c(diǎn)改為接近三級過熱器的入口煙道處煙氣壓力，可以最大限度的發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢，又可充分避免其爐膛與尾部煙道的內(nèi)、外漏風(fēng)。

提高爐膛壓力運(yùn)行的試驗對比見下表3：

表3　燃燒調(diào)整試驗參數(shù)對照表

說明：調(diào)整前，#3爐各參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行，將引風(fēng)機(jī)負(fù)壓自動調(diào)整目標(biāo)值由-30 Pa改至+150 Pa總共上升180 Pa，其他參數(shù)未做任何調(diào)整，穩(wěn)定運(yùn)行30分鐘后，從參數(shù)對比表中發(fā)現(xiàn)上升的參數(shù)有：蒸發(fā)量、床壓、床溫、分離器出口溫度、爐膛出口溫度、水冷風(fēng)室壓力；下降的參數(shù)有：低溫再熱器壁溫、含氧量、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、二次風(fēng)機(jī)電流、排煙溫度、三過入口煙溫。

分析：

l???????? 爐膛壓力上升后，煙氣在離開爐膛時灰粒子的揚(yáng)析作用加強(qiáng)，一次風(fēng)離開爐內(nèi)密相區(qū)時的夾帶作用增強(qiáng)，因此爐內(nèi)內(nèi)循環(huán)倍率升高，爐內(nèi)的灰粒子濃度上升，其對爐內(nèi)水冷壁面的傳熱作用加強(qiáng)，有利于提高爐內(nèi)的熱利用率。同時，灰粒子在爐內(nèi)的停留時間延長，其燃盡程度得到提高，燃燒效率上升，飛灰可燃物下降；另外，飛出爐膛的灰粒子減少，也有利于降低飛灰可燃物。

l???????? 因在爐內(nèi)煤燃燒后的熱量不能及時帶走，造成爐膛密相區(qū)的床溫上升，煤的燃燒效率上升。同時，爐內(nèi)密相區(qū)灰粒子之間的碰撞、磨損、爆裂作用因壓力的上升而作用加強(qiáng)，因此灰粒子的燃燒效率上升，鍋爐的底渣含碳量降低，鍋爐效率上升。

l???????? 爐膛壓力的上升，直接降低引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)的電流下降，其電耗下降；二次風(fēng)的流動阻力上升，二次風(fēng)量稍有下降，造成二次風(fēng)機(jī)電流下降，其電耗下降。

l???????? 煙氣在爐內(nèi)及尾部煙道的流動速度降低，對受熱面的磨損下降。

l???????? 在尾部煙道內(nèi)，因煙氣流速的降低，其對流傳熱作用減弱，但同時因進(jìn)入尾部煙道的煙氣溫度升高，增強(qiáng)了對流傳熱作用，在二者共同作用下，排煙溫度變化不明顯，因此由排煙溫度引起的排煙熱損失變化不大，而由煙氣量的減少帶來的排煙熱損失降低，因而總的排煙熱損失是降低的。

l???????? 低溫再熱器的壁面溫度降低，會引起再熱器的減溫水流量減少，機(jī)組的效率會上升。

l???????? 尾部煙道的壓力下降后，可降低其漏風(fēng)量，既降低磨損又降低引風(fēng)機(jī)的電耗，既提高尾部煙道的熱利用率又減少低溫腐蝕的可能性（從省煤器入口處與尾部煤道底部處的氧量偏差約0.4%分析，其漏風(fēng)量是比較可觀的）。

從以上分析可以看出：提高爐膛壓力運(yùn)行后，多數(shù)參數(shù)的變化有利于提高鍋爐的燃燒效率，從降低主要指標(biāo)分析：蒸發(fā)量的上升說明發(fā)電煤耗下降、鍋爐效率上升；引風(fēng)機(jī)電流、二次風(fēng)機(jī)電流的下降說明廠用電率下降；從降低鍋爐的燃燒熱損失分析：排煙熱損失、不完全燃燒熱損失、飛灰可燃物的熱損失、底渣含碳量的熱損失等均是降低的。因此其優(yōu)點(diǎn)是明顯的，可以較大幅度的提高循流化床鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性（見表4）。

3.2.4　優(yōu)化煤粒粒徑級配措施

循環(huán)流床鍋爐的床料內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)方式增加了灰粒（煤粒）在爐內(nèi)停留時間，有利于煤粒燃盡，參與內(nèi)循環(huán)的床料直徑約為0.3～1mm，而參與外循環(huán)的床料直徑約在0.09～0.3mm，它們均能在爐內(nèi)停留足夠時間而燃盡。在上述范圍以外的粗粒子，只能在密相區(qū)翻騰，時間過長（10～30min），它會石墨化，反應(yīng)活性下降而“失活”；而d＜0.09mm的細(xì)粒子大部分以飛灰形式一次經(jīng)過分離器而離開鍋爐，由于停留時間短，飛灰含碳量也會高。因此，必須根據(jù)該煤質(zhì)的成灰特性，調(diào)整入爐煤的粒度級配，盡量減少粒徑偏大或偏小的床料，其中，控制入爐煤中d＜0.2mm粒子的份額對降低飛灰含碳量尤為重要。

我公司加大對細(xì)碎機(jī)的設(shè)備管理，提高細(xì)碎機(jī)效率，增加煤粒取樣化驗次數(shù)，對煤的粒度提出了更高的要求：

l???????? 入爐煤粒度為0-7mm；

l???????? 中位粒徑d50=0.6mm（d50=0.6mm代表的意義是煤的粒度以0.6mm為分界各占50%）；

l???????? 煤的粒度小于200μm的不大于25%。

l???????? 通過這些措施合理調(diào)整且優(yōu)化了煤的粒度級配，減少煤粒中過大過小的成份，使煤在爐內(nèi)的燃盡程度有了較大提高，有效降低了飛灰可燃物（見表5）和底渣含碳量，大大提高了循環(huán)流化床鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性。

3.3　經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

3.3.1　降低風(fēng)機(jī)電耗

對于典型的循環(huán)流化床鍋爐，為適應(yīng)其燃燒方式的特殊性，在爐膛底部布置了高阻力的布風(fēng)板，并輔有較厚的床料，這就需要風(fēng)機(jī)有足夠的壓頭將燃燒風(fēng)送入爐膛內(nèi)燃燒，一次風(fēng)機(jī)電耗較高；另外，爐內(nèi)循環(huán)物料量大、濃度高，旋風(fēng)分離器的存在也增加了煙氣的流動阻力，因而引風(fēng)機(jī)的全壓也較高，引風(fēng)機(jī)的電耗也較高。因此，循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)機(jī)電耗相對較高，我公司在試運(yùn)初的一段時間內(nèi)風(fēng)機(jī)電耗高達(dá)14.12kwh/t（以蒸發(fā)量為計算基數(shù)）,為降低風(fēng)機(jī)電耗我公司采取以下措施:

l 采用四項有效的循環(huán)流化床鍋爐燃燒措施即：低床壓、低氧量、高爐膛壓力、優(yōu)化煤粒粒徑級配措施，提高鍋爐燃燒效率的同時也降低了風(fēng)機(jī)電耗。

l 低負(fù)荷時采用單風(fēng)機(jī)運(yùn)行：因循環(huán)流化床機(jī)組的調(diào)峰能力強(qiáng)，經(jīng)常在較低負(fù)荷下運(yùn)行（50%），一、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)容量裕度大，因此低負(fù)荷時積極探索單風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，合理分配風(fēng)量，優(yōu)化風(fēng)機(jī)出力，也直接降低了風(fēng)機(jī)電耗。在最低負(fù)荷時一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)均為單風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式。

l 設(shè)備改造：因循環(huán)流化床機(jī)組的調(diào)峰優(yōu)勢，負(fù)荷波動大，風(fēng)機(jī)調(diào)整范圍大，為此將引風(fēng)機(jī)由擋板控制改為液粘控制，改造后引風(fēng)機(jī)平均運(yùn)行電流由改造前的113.8A下降到86.7A（2006年上半年數(shù)據(jù)），有效的降低了引風(fēng)機(jī)電耗。

l 排渣系統(tǒng)改造：將原風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改為滾筒式冷渣器，三臺冷渣器風(fēng)機(jī)退出運(yùn)行，風(fēng)機(jī)電耗顯著降低，同時還增加了排渣的可靠性。

經(jīng)采取以上措施，2006年上半年#3、4爐引風(fēng)機(jī)電耗完成4.23kwh/t，同比降低0.69 kwh/t；一次風(fēng)機(jī)電耗完成5.51kwh/t，同比降低0.46 kwh/t；二次風(fēng)機(jī)電耗完成2.33kwh/t，同比降低0.01 kwh/t；冷渣器流化風(fēng)機(jī)電耗完成0 kwh/t，同比降低0.89 kwh/t（見表4）。風(fēng)機(jī)電耗的降低直接降低了鍋爐的廠用電率。

表4?? 鍋爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比表

3.3.2　降低飛灰可燃物

飛灰可燃物是循環(huán)流化床鍋爐主要性能指標(biāo)之一，我公司試運(yùn)初期，飛灰含碳量較高，常常達(dá)到15%左右，以至鍋爐熱效率低于保證值，降低飛灰可燃物的措施有以下幾點(diǎn)：

l???????? 采用四項有效的燃燒措施即：低床壓、低氧量、高爐膛壓力、優(yōu)化煤粒粒徑級配措施，提高鍋爐燃燒效率的同時也降低了飛灰可燃物。

l???????? 提高爐膛溫度：循環(huán)流化床鍋爐的飛灰中，粒徑d=40～50μm的灰粒含碳量最高，d＞70μm灰粒的飛灰含碳量則比較低。d=40～50μm的灰粒多為分離器分離不下來而一次通過分離器的灰粒，與煤粉爐中的灰粒直徑為一個數(shù)量級，其含碳量與爐膛溫度有很大關(guān)系，在確保SO2及NOx排放指標(biāo)合理的前提下，適當(dāng)提高床溫是降低飛灰含碳量的有效措施，將控制床溫由試運(yùn)初的860℃提高到900℃。

l???????? 解決循環(huán)流化床鍋爐爐膛中心缺氧問題：循環(huán)流化床鍋爐的燃燒是分級燃燒，密相區(qū)氧量的供給主要是靠一次風(fēng)，一次風(fēng)不能滿足燃燒用風(fēng)量，因此在密相區(qū)處于還原性氣氛中；在稀相區(qū)，二次風(fēng)的補(bǔ)充使其處于氧化性氣氛，但稀相區(qū)的氣固兩相流在橫向的混合比較差，因此周圍的氧氣很難擴(kuò)散到欠氧區(qū)以幫助燃燒，造成欠氧區(qū)在狹長通道內(nèi)向上延伸，不利于不完全燃燒產(chǎn)物的燃盡，爐內(nèi)缺氧區(qū)高（見圖1）。為使缺氧區(qū)頂部下降，前述四項有效的燃燒措施的采用均可改善爐內(nèi)擾動條件，使?fàn)t內(nèi)傳熱、傳質(zhì)過程得到強(qiáng)化，大大改善爐內(nèi)缺氧區(qū)的分布（見圖2），提高了鍋爐燃燒熱效率，延長了物料在爐內(nèi)的停留時間，并改善物料燃燒環(huán)境，使物料在密相區(qū)得以較充分的燃燒，提高了密相區(qū)燃燒份額，稀相區(qū)的不完全燃燒成份降低，飛灰可燃物得到明顯的降低。

l?????? 煤質(zhì)的控制：

煤粒：煤粒度過大，煤粒表面易石墨化，造成煤粒不能破碎與燃盡，大量大顆粒床料積攢，床料粒度增大，為保證床料的流化必增加一次風(fēng)量，造成燃燒上移；煤粒度過小，大量細(xì)顆粒來不及燃燒就被流化風(fēng)吹起，在稀相區(qū)燃燒造成稀相區(qū)燃燒份額增加。因此煤粒度即不能過大也不能過小。

揮發(fā)份：煤中揮發(fā)份的含量直接影響揮發(fā)份在燃燒室中不同區(qū)域的燃燒放熱量，由于揮發(fā)份的熱值較高，因而對燃燒份額分布的影響較大。對于高揮發(fā)份的易燃煤種來說，其在爐膛上部釋放的熱量較多，爐膛上部的燃燒份額比較大，需要較高比例的二次風(fēng)來補(bǔ)充燃料燃盡所需的氧量。在實(shí)際運(yùn)行表現(xiàn)：鍋爐下層床溫偏低，運(yùn)行調(diào)整中適當(dāng)降低一次風(fēng)量來提高床溫，提高二次風(fēng)率以保證燃燒穩(wěn)定；對于低揮發(fā)份的難燃煤種來說，其熱量較多地釋放在爐膛下部，爐膛下部的燃燒份額比較大，因此需要較高比例的一次風(fēng)率來提供一定的氧氣并將釋放出來的熱量帶到爐膛上部。在實(shí)際運(yùn)行表現(xiàn)：鍋爐下層床溫偏高，運(yùn)行調(diào)整中適當(dāng)提高一次風(fēng)率來降低床溫，降低二次風(fēng)率以保證燃燒穩(wěn)定。

我公司因原煤來源緊張，煤質(zhì)變化較大，不同煤質(zhì)的燃燒特性差別大，煤的粒度及煤中揮發(fā)份、灰份含量對爐內(nèi)燃燒工況影響很大，因此在運(yùn)行中及時了解煤質(zhì)變化情況，并根據(jù)不同煤質(zhì)及時調(diào)整運(yùn)行方式，保持爐內(nèi)最佳燃燒工況也是降低飛灰含碳量的有效措施（見表5）。

表5 飛灰可燃物分析對比表

3.3.3　減少循環(huán)流化床鍋爐的非計劃停爐次數(shù)

投產(chǎn)初期，由于運(yùn)行經(jīng)驗少，風(fēng)量配比差異，煤粒徑不符合要求等不利因素，由排渣困難、受熱面磨損引起的被迫停爐次數(shù)較多。

針對排渣困難采取的技術(shù)措施有：

l???????? 改進(jìn)冷渣器運(yùn)行方式：提高冷渣器流化風(fēng)量，防止冷渣器內(nèi)低溫結(jié)焦；

l???????? 排渣方式為勤排少排，增加排渣次數(shù)，降低排渣溫度；

l???????? 改善煤質(zhì)，燃燒低灰份燃料，降低冷渣器負(fù)荷；

l???????? 將風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改為滾筒式冷渣器，排渣效果良好。

針對受熱面磨損嚴(yán)重采取的措施有：

l???????? 采用四項有效的燃燒措施，合理組織爐內(nèi)燃燒工況，降低風(fēng)速運(yùn)行，減輕了磨損；

l???????? 每次停爐對受熱面進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)磨損部位受熱面進(jìn)行噴涂；

l???????? 控制爐內(nèi)屏式二級過熱器、高溫再熱器壁溫，防超溫引起的蠕變；

l???????? 通過運(yùn)行調(diào)整控制運(yùn)行參數(shù)不超規(guī)定，如床溫、汽溫、汽壓等。

l???????? 總之，通過采取以上積極措施，因排渣和磨損引起的被迫停爐次數(shù)大大減少，同時其他影響鍋爐非計劃停爐次數(shù)的因素也有效減少，延長了循環(huán)流化床鍋爐的連續(xù)運(yùn)行時間。

3.3.4　降低循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火耗油量

從試運(yùn)初期對每次點(diǎn)火進(jìn)行認(rèn)真對比分析，從中總結(jié)降低點(diǎn)火耗油的經(jīng)驗，主要有以下幾點(diǎn)：

l???????? 點(diǎn)火前的準(zhǔn)備：點(diǎn)火前爐內(nèi)加入的初始床料粒度由試運(yùn)初的0～7mm降為0～3mm，厚度由試運(yùn)初的600mm降為500mm，點(diǎn)火初期采用較細(xì)的床料可增強(qiáng)爐內(nèi)床料加熱的均勻性和燃油熱量的熱利用率，較少的床料可減少加熱床料所必需的熱量。

l???????? 保證點(diǎn)火期間油槍的可靠性：點(diǎn)火過程中每只油槍均能可靠投用且燃燒霧化良好，保證爐內(nèi)熱源的均勻性。

l???????? 合理投用床上油槍：因爐膛前墻布置二級過熱器和高溫再熱器，為盡快提升汽溫達(dá)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)條件，投用床上油槍時先投用兩只靠近前墻的油槍，可縮短油槍投用時間，同時盡可能的投用兩只床上油槍完成點(diǎn)火啟動過程，減少其他兩只床上油槍的點(diǎn)火風(fēng)量，減少床上油槍的用油量。

l???????? 投煤操作：床溫達(dá)投煤條件后，及早投用給煤機(jī)且嚴(yán)格按規(guī)程要求脈動給煤，保證床溫穩(wěn)步上升，避免出現(xiàn)床溫大幅波動。

l???????? 降低流化風(fēng)量和投煤溫度：最低流化風(fēng)量由試運(yùn)初的129520 Nm3/h降為90000 Nm3/h，投煤溫度由試運(yùn)初的560℃降為520℃。

l???????? 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，減少點(diǎn)火期間不必要的風(fēng)量，二次風(fēng)保持最低風(fēng)量運(yùn)行，以減少風(fēng)量帶走的熱量損失。

l???????? 及早停油：每次點(diǎn)火總結(jié)經(jīng)驗，在保證床溫穩(wěn)步上升的前提下，及時停止油槍運(yùn)行，縮短油槍投用時間，停油時的下部床溫由試運(yùn)初的800℃降為760℃。

通過以上措施和多次點(diǎn)火的經(jīng)驗總結(jié)，點(diǎn)火耗油量有了明顯降低，從試運(yùn)初期的30t/次降到了18t/次，有效降低了點(diǎn)火耗油量，其對比見表6。

表6　點(diǎn)火耗油量對比表

3.3.5　降低供電煤耗

機(jī)組試運(yùn)初期，其供電煤耗較大，且明顯高于同級別的煤粉爐，經(jīng)一系列措施采取后供電煤耗由試運(yùn)初的389g/kwh降為目前的381g/kwh（見表4），其主要措施有以下幾點(diǎn)：

l 采用四項有效的燃燒措施：即低床壓、低氧量、高爐膛壓力、優(yōu)化煤粒粒徑級配措施，提高鍋爐燃燒效率的同時也降低了供電煤耗；

l 機(jī)組低負(fù)荷時采用滑壓運(yùn)行方式：因循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組運(yùn)行調(diào)峰能力強(qiáng)，機(jī)組經(jīng)常在低負(fù)荷運(yùn)行，采用滑壓運(yùn)行即可降低節(jié)流損失，又可降低給水泵電耗，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性得到提高；

l 煤質(zhì)：在煤源緊張的情況下，盡可能的保證煤質(zhì)穩(wěn)定，保持鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，另外保證細(xì)碎機(jī)的可靠運(yùn)行，使煤粒粒徑級配在合理要求內(nèi)；

l 經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗：積極對機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗，通過實(shí)驗尋找提高經(jīng)濟(jì)性的措施，另外對機(jī)組做最大出力試驗，通過試驗對機(jī)組出力進(jìn)行擴(kuò)容，由135MW擴(kuò)容為145MW，機(jī)組的出力得到有效提高；

l 運(yùn)行調(diào)整：積極采取一系列優(yōu)化, 燃燒的運(yùn)行調(diào)整措施，經(jīng)濟(jì)性有明顯提高，同時再熱器減溫水量大大減少，也相應(yīng)提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

4　結(jié)論

針對循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)燃燒這一個非常復(fù)雜的過程，通過對燃燒的理論研究和大量運(yùn)行經(jīng)驗總結(jié)，針對每一問題、每一環(huán)節(jié)，公司上下齊努力，主要從設(shè)備改造和運(yùn)行調(diào)整兩方面積極探索解決方法，使我們較準(zhǔn)確地把握了爐內(nèi)燃燒工況，較精確地對燃燒進(jìn)行了調(diào)整，既提高了運(yùn)行水平，又保證了循環(huán)流化床鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在國內(nèi)同類型機(jī)組運(yùn)行評價中達(dá)到領(lǐng)先水平：安全方面機(jī)組能連續(xù)運(yùn)行百日以上；經(jīng)濟(jì)方面將循環(huán)流化床鍋爐的熱效率明顯提高，#3鍋爐熱效率由試運(yùn)前的90%提高到目前的93.2%，#4鍋爐熱效率由試運(yùn)前的91.75%提高到目前的93.0%，在國內(nèi)同類機(jī)組中處于領(lǐng)先水平；2005年，#3鍋爐在中電聯(lián)對循環(huán)流化床鍋爐同類機(jī)組評價中獲一等獎，#4鍋爐獲二等獎。

同時，我們還通過積極調(diào)整充分體現(xiàn)了循環(huán)流化床鍋爐的諸多優(yōu)勢，如在燃燒煤種上通過試燒低揮分煤種（夾峰煤）和高揮發(fā)煤種（氣肥煤）均獲得成功，不但總結(jié)了大量運(yùn)行經(jīng)驗，還大大拓寬了我公司進(jìn)煤渠道。

我公司自兩臺循環(huán)流化床鍋爐投運(yùn)以來，始終堅持對循環(huán)流化床鍋爐認(rèn)真探索研究，與兄弟單位加強(qiáng)交流，技術(shù)公開，從不固步自封，多次舉行技術(shù)交流會議，并積極對外來單位進(jìn)行培訓(xùn)，得到同行的尊重并碩果累累：清華大學(xué)潔凈煤燃燒基地在我公司落成；第一臺超高壓帶一次中間再熱循環(huán)流化床鍋爐仿真機(jī)落戶我公司；華電集團(tuán)仿真機(jī)技術(shù)比武在我公司舉行并一舉囊括了前三名；中電聯(lián)多次研究會議在我公司舉行；山東省電力培訓(xùn)基地在我公司掛牌。這一項項成果都凝聚著我公司全體人員的心血，并積極推動著循環(huán)流化床鍋爐的健康發(fā)展，為循環(huán)流化術(shù)燃燒技術(shù)的推廣做出巨大的貢獻(xiàn)。但是，對于循環(huán)流床鍋爐我們尚不能完全掌握，尚不諸多優(yōu)勢未得到充分體現(xiàn)，與傳統(tǒng)煤粉爐相比還有諸多不足，還有待我們更加深入地去探索和研究。

[7]　《華電淄博135M機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行規(guī)程》?? 作者： 釗建民等。