CFB锅炉运行调整常识与问题的处理.docx

CFB锅炉正常运行调整的目标a 在特定燃料供应方式下，对CFB锅炉主设备及其辅助系统进行运行调整，实现机组的基本设计性能和运行指标。b 维持良好的燃烧调整工况，保证理想的床温、床压和正常稳定的物料循环返料过程。c 生产出满足汽轮发电机组所需的适量主蒸汽与再热蒸汽流量，确保过热蒸汽和再热蒸汽出口温度、压力符合技术规范设计参数要求。d 通过炉内过程和炉外除尘器、脱硫设备运行方式的优化，实现粉尘和烟气污染物排放达标，确保排烟检测数据满足环保法规的限制指标要求。e正确处置各种运行突发事件，防止故障和事故的扩大化，确保锅炉主设备和辅助系统运转的安全可靠性和理想的运行经济性，力求长周期的连续运行时间。CFB机组锅炉燃烧调整的一般原则在CFB机组的调整过程中，始终牢记“一次风调床温、二次风调氧量”这样的配风基本原则，了解CFB锅炉的基本燃烧调整方法和特定炉型的基本特点。为了提高炉效、降低磨损、增强燃尽能力，可以在保持物料充分实现循环流化过程并保持良好物料温度的前提下，应尽量降低一次风率，增加二次风率。认真考虑和分析炉膛内部不同高度密相区和稀相区的烟气压力差异，熟悉各个二次风支管风压与炉内对应点背压之间的压差分配的关系，运用“上小、下大、左右调平”的二次风基本风量平衡原理，实现二次风整体配风的一致性，以此来解决二次风穿透问题，尽量消除中心区贫氧现象。一次风用量至少要大于最低临界流化风量，炉两侧各个一次风进风通道尽量保持一致的阻力和进风量，避免严重布风不均和左右床温的不一致性，强调料层流态化平衡。以排渣和进料过程的实际物料平衡调节来确保料层厚度的始终稳定，实现理想的床压恒定。确保物料循环返料体系返料的连贯性，维持顺畅的返料进程和高效的循环物料分离效率。对于回料腿给煤方式，要在不同负荷下对落煤插板和密封风的差异进行初期微调，找出最终稳定工况的平衡落煤制约方式，使其适合于所有负荷下的给煤均匀性条件。对于前墙单独给煤方式，要设法保持落煤口下煤量的均匀和播洒效果。蒸汽温度的调节要针对实际燃烧过程的具体情况，尤其是转向室烟温、烟气负压和炉膛温度等对应参数，进行有效的预见性实时操作，防止汽温汽压异常。3、料层厚度的掌握与料层的流态化过程控制从目前掌握的各种数据汇总和经验总结来看，要实现CFB锅炉的正常流态化过程，维持基本燃烧稳定工况，首先要确保料层厚度的适当。为了确定最佳的料层厚度，需要掌握布风板面积、物料颗粒度和堆积比重、风帽型式、布风板开孔率和布风板空床阻力等有关重要数据。一般来说，在同等条件下，每增加一平方米的布风板面积，需要对应地增加611mm的料层厚度；对于堆积比重相对较轻或较重的物料，所需的料层厚度需要在布风板面积变化的基础之上，按照比重的不同适当做出比例缩放。颗粒尺寸的大小也决定着料层厚度的选择。多数情况下，粗大的颗粒相对多的物料其料层厚度可以薄一些；平均粒径2.02.8mm中间颗粒尺寸份额居多且相对均匀物料的料层厚度掌握上要灵活一些；细颗粒成分份额较高的物料要求料层厚度相对厚一些。但对于最粗和最细份额都很高的、中间切割平均粒径颗粒份额又相对较少的两极化不均匀物料来说，其料层厚度的确定是比较困难的一件事情，难以驾驭，此时也容易在流态化过程中出现沟流、分层、涌动、穿孔等颗粒异常运动情况，对燃烧稳定不利。按照常识概念，一般对于35t/h（6MW，610m2）级别的循环流化床机组来说，其可运行的料层厚度为380mm450mm；而对于450t/h（135MW，4752m2）级别的循环流化床机组来说为800mm1150mm；1050t/h（300MW，5460m2/95125m2）级别的循环流化床机组则为850mm1200mm /950mm1350mm。依此类推，可根据各个CFB锅炉的实际布风板床面积、物料颗粒筛分、布风均匀性、比重等因素，结合精确的冷态试验分析来确定用户自己允许的最低可连续运行料层厚度。正常情况下，每增加1m3布风板面积，需要相应增加711mm的料层厚度。当物料颗粒度条件很好、煤质稳定可靠、燃烧系统完善时，如果用户采用节能降耗的“薄床料、低床压”技术运行的话，则可以根据自己的布风板面积，按照每增加1m3布风板面积相应增加69mm的料层厚度的原则来掌握料层厚度。确定料层厚度时，要先计算出其与35t/h流化床布风板面积的差值，即与8m3布风板面积对应380mm料层厚度的基准值之间的面积增加值，最终可确定合理的运行料层厚度范围，但采用薄床料运行时要十分精细地调整，防止床温不均匀性和流态化的异常情况出现。如果煤质多变，且设备缺陷较多时，在运行中会出现薄床料下的种种问题，容易发生意外灭火和床温脉动情况，要求十分关注返料器回料和料层床温床压的稳定性。4、床温的调节与保持CFB锅炉床料温度是决定燃烧状况好坏的关键数据，它是燃料供应量、一次风量、二次风量、燃料特性与物料循环在整体流化过程中的放热与散热的平衡结果，也与炉内整个CFB燃烧过程燃料份额的分布情况有关，反映出所进行的燃烧调整工况的优劣程度。床温均匀性和局部绝对床温的变化率也可以对着火与燃尽参数进行评价。当流化床运行过程中出现床温不均匀现象时，就意味着在整个床面上存在着入炉燃料量、流化程度、返料系统、料层厚度、物料颗粒度、二次风给量或者一次风布风系统等方面的某一个主要方面或者几个因素出现了偏差，引起了这种床温的不均匀性。在运行调节的增减煤量操作过程中，CFB锅炉不能像煤粉炉那样简单地依照“增加负荷时先加煤后加风”或者“减少负荷时先减风再减煤”的习惯性做法来维持床温，尽管在多数情况下CFB也是如此来照办的。事实上，循环流化床锅炉与煤粉炉最大的区别在于极少燃料比例的床料流态化燃烧与纯燃料的悬浮燃烧方式之间的差异。煤粉炉是高温的低热惰性单一进程煤粉着火与燃尽；而CFB为低温的高热惰性多次流化循环过程颗粒燃烧，没有显著的着火与燃尽段分界线。比如在增加负荷时，如果初始床温比较高，就先加风后加煤；而床温比较低时，就先加煤后加风。反之，减负荷时，如果床温高就先减煤后减风；床温低则先减风后减煤。掌握好这个要领，可以减少结焦和意外灭火的可能性，容易保持床温稳定均匀。决定CFB锅炉燃烧温度的关键当然主要是一、二次风与燃料之间的平衡，但这中间床料情况、风温、流火程度、燃料特性和物料循环返料过程也都起到了不可忽视的作用，需要整体设计合理、运行调整得当才可以维持正常的床温。对大多数煤种来说，可以接受的稳定运行床温为7801000，最佳运行床温为870920。对于大型化循环流化床锅炉来说，带有换热器外置床的CFB机组的床温随着负荷的变化其温度值相对平稳，有时甚至可以做到床温基本稳定在一个很狭窄的合理范围内，上下漂移不超过25。而对于多数没有外置床的CFB炉型，床温的变化趋势与负荷变化相对应地增减，床温变化可高达50100。等同条件下相比，细料居多的床料运行温度偏低，料层厚度不宜保持，低温结焦倾向明显；而粗大颗粒料层又容易温度偏高，底部排渣相对困难，高温结焦倾向明显。相对于早期的鼓泡床来说，物料在炉内有着相对明显的床层与上部悬浮空间分界线，可以清晰地分出料层与稀相区的分界线，因而比较容易做出各种热态的和冷态的试验研究数据，得到的物料参数和关联过程量相对精确。而目前的大中型CFB锅炉流化速度高且循环过程强烈，使得物料更多地体现在连续的密相区与稀相区的模糊过渡状态，因此我们一般对循环流化床的床温理解可以限定为布风板以上的89米以下平均密相区温度为“床温”概念.对于测点来说，取用布风板上方0.5米附近以及1.01.6米的多个温度平均为好，这是因为前者代表了点温度转化位置。后者代表了面温度转化概念。5、变负荷过程的燃烧适应性事实上，当机组增加负荷时，习惯上按照加负荷先加煤后加风的一般概念调整在多数情况下是可以的，但千万不能忽视运行中间出现的一些特殊现象的影响，调整煤量或风量时要注意观察当时床温的绝对值和变化趋势。在此，我们建议在床温较高时，加负荷时可以先加风后加煤；床温较低时则可以先加煤后加风。这样调整的好处是，可以因地制宜地随时控制相对平稳而连续的床温，也同时用一种简单的办法就可以解决中国电厂多变煤种带来的床温不稳定性，如果热控专业把这一逻辑做到DCS自动控制系统中去的话，将会有更好的床温稳定效果。在负荷变化时，由于CFB机组热惰性相对较大，燃烧与负荷之间的适应性没有煤粉锅炉来的那么快，因此在调整负荷时应当对电力调度中心有关监控部门专门说明一下，考虑到足够的负荷调整迟缓情况，负荷变化率要明显低于同容量煤粉锅炉，否则会带来煤水比变化过快时的气温气压不适应。运行中应及时做到机、炉、电三个专业的整体协调，尽量以“机跟炉” 的负荷增减方式来协调整体运行，对机组的长周期经济安全运行会带来明显的好处。流化床锅炉的优势在于宽范围的燃料适应性，发热量可以是3MJ/kg以下的煤矸石、油页岩、煤泥、泥煤、洗中煤、城市垃圾、污泥等等低热值劣质固体或气体燃料，也可以是20MJ/kg以上的各种高热值液体、气体和固体燃料或者这些燃料的混合体，只要这些固体燃料可以被破碎到一定尺寸、液体燃料可以得到良好雾化且并不破坏流态化过程即可。6、主蒸汽温度与再热汽温的调节对于煤粉锅炉来说，过热器和再热器温度的调整应以锅炉尾部竖井烟道前的所谓转向室烟温来作为具有预测性的汽温调节基准点。而循环流化床锅炉则更应以床温和循环物料分离器后的烟温为关键控制基准点，床温比物料分离器后烟温对汽温的影响要稍微慢一下，物料分离器后烟温变化1520秒钟后汽温开始变化；而床温变化3040秒钟后汽温开始变化。CFB设备中，除了带有外置床的大型流化床机组需要根据分流到外置床灰量的多少来控制再热汽和过热汽汽温以外，多数的CFB锅炉都需要采用高中压减温水、尾部烟道烟气调整挡板、旁路受热面和燃料量调节来进行汽温调节，其中一、二次风量的配风调节、定周期尾部烟道吹灰、给水温度变化、总风量及氧量调节等操作也都会改变受热面的吸热状况，对汽温产生影响。但无论如何都不能回避尾部烟道前分离器后烟气温度对主蒸汽温度、再热蒸汽温度的响应十分敏感这一事实，需强调这一汽温调节要素。对于具有换热器的外置床CFB锅炉来说，很难做到使得每一个外置床在一定的外部物料循环条件下完全对称，多少总有一些区别和差异，即使是同一台外置床也或多或少由于长期运行带来某些灰量调节偏差。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。为此，要注意观察各自的温度与循环分支物料量调节上的异同，最好在启动之初就考虑到这一点，尽量在点火初期就事先微量开启外置床回料阀，这样的投入方式可以较好地解决一些电厂在中低负荷下再热汽温的偏差问题，以不一致的投入量换取一致的汽温均匀性。物料中间粗大颗粒占主要成分、二次风相对较少或者燃用易燃尽煤质时，一般汽温会显得相对较低；而细料床、多二次风比例或者难易燃煤情况下，则汽温会显得相对较高。反映在运行中，则是同等出口汽温下的减温水用量的多寡和排烟温度的高低之分，往往是减温水用量大时排烟温度也相对较高，此时处于汽温相对较高的过程。其症结在于炉膛内部燃烧份额分配的不同，扬析过程燃烧份额较大时汽温偏高，而密相区燃烧份额较大时汽温偏低一些，这种规律很重要，可以帮助我们明确控制汽温的基础成因。7、最低稳燃状态的保持流化床低温燃烧过程起码要做到炉内物料的沸腾状态流化，并且保持住对应煤种的最低着火温度以上。实际的额定燃烧工况下要求床温保持在900左右，而一般情况下我们已知的煤种中无烟煤、矸石等劣质煤最低着火所要求的燃烧温度至少为750，那么考虑到给煤量的不稳定性和个别给煤机瞬间断煤的可能性，要求在此基础上适当增加一些温度为最低允许的运行床温。根据我们的实践经验、冷态试验分析和计算结果，燃用劣质煤的CFB锅炉的最低稳燃床温一般可控制在780790；而燃用褐煤的最低稳燃床温则可以保持在740750。为了保证尽可能小且安全可靠的的最低不投油稳燃负荷，我们要求务必要使料层在该时段内始终处于略高于沸腾态下的最低临界流化，此时的风量不宜太大，否则很难使床温保持在一个能够可靠着火的范围内，并难以持续燃尽的过程。这个热态下最低临界流化风量一般为冷态试验所得出的最小一次风流化风量的70%85%左右，具体数值依赖于煤种和物料的堆积比重、料层厚度的掌握、风帽型式、布风板面积和风温风压。如果按照单位燃料或者单位布风板面积来计算的话，多数情况下小型流化床炉子所能实现的最低流化风量要比大型CFB锅炉所用的风量明显小一些，这里面主要是因为大型锅炉布风板面积增加时，受到流化不均匀性影响，促使其料层厚度有所增加所致。8、变煤种调整对策与CFB煤质适应性由于煤源供应和价格的制约，使得发电成本居高不下，煤种变化大无法保证稳定，远离设计煤种和校核煤种，且主要趋向于燃用劣质煤的现实情况，成为目前困扰各种燃煤锅炉的一大问题。当一台CFB锅炉改用劣质煤燃烧时最容易产生以下几方面问题：灰渣处理设施在不堪重负的情况下常常罢工不干，磨损问题、汽温问题、蒸发量不足等问题也接踵而来，迫使燃用劣质煤后的CFB机组经常处于不能带满负荷的状况。a显著的颗粒冲刷磨损问题其中包括水冷壁、省煤器、再热器、过热器、耐火浇注料、风帽、循环返料系统的受热面及炉内其他通流部分，其磨损状态经常是惨不忍睹，各个电厂都曾或正在遭遇这种情况。作为用户不可能不计成本地选用昂贵的防磨措施，也不能因为过分追求防磨而频繁人为停机检查和补救，企业效益也不允许我们更多地处于防磨被动状态，切实可行的合理防磨措施是需要多加思考的，不能治了磨损而带来其他问题，只要可以完成一个合理的百天以上连续运行周期看来也是很好的目标了，实在不行合理地降低一些指标也无妨。磨损问题的解决，除了采取防磨梁、护瓦、防磨鳍片、防磨喷涂、炉内测点凸起点光滑过渡、消除炉内水冷壁异常凹凸点、分离器入口烟窗导流处理、覆盖耐火浇注料和防磨隔离片等有效的机械防磨措施以外，还必须注意到这些机械防磨措施中有不少方法会显著破坏贴壁流对炉内的传热过程，降低水冷壁蒸发能力，最终形成火焰燃烧份额上移，使得锅炉排烟温度升高、减温水量增加甚至限负荷运行，尽量采取哪些不明显影响传热的防磨措施和导热性能好的防磨材料，结构措施上也尽量做到符合物料“有原则导向疏导”的流动原则，从流动模型上多做一些考量。除此以外，运行操作上也可以对减轻磨损有所帮助。一般来说，诸如尽量降低一次风量、上下二次风尽量均等分布、颗粒细度控制得相对小一些、少一些局部烟风道漏风和均匀而相对小的床压控制等运行处理方法，也能有效地抑制CFB的炉内磨损程度，减轻防磨压力。设计上，以4.75.1m/s的流化速度选择最为合理，既可以满足大多数煤种的流化床燃烧稳定性，又可以适度控制磨损程度。实践证明，十多年前从国外引进的大型CFB技术选用5.56.4m/s的流化速度，所产生的劣质煤严重磨损已被国内广大用户充分认识，仅适合于硬度较低、易破碎的褐煤、高热值优质烟煤等松软煤质，会引起国内煤种多变情况的CFB消化不良问题。而对于那些燃用生物质的CFB炉型，只能选择鼓泡床炉型，其流化速度可选择的低一些，一般以2.33.4m/s为好。b 辅机运行负载加重很多电厂都因为燃料灰量的急剧上升使得运行连续性不能保证，堵灰漏渣等一般故障更是层出不穷，不得不进行相应的辅助系统改造。由于灰量大增，直接导致排渣除灰系统的机械设备卡涩跑偏、排量受限、堵灰堵渣和跑冒滴漏等故障频发，给煤机、除尘器、冷渣器、除灰除渣系统等与燃料、灰渣有关的辅助机械的承载负担也相应加大，极大地制约了设备性能，限制了机组带负荷能力。在灰渣量增加的情况下，除灰除渣系统的运行非常困难，个别电厂的灰量甚至成倍增加，使冷渣器无法正常工作，限制了料层厚度控制的灵活性，无法获得一个理想的床温床压稳定性。紧急排渣除灰方式在这些电厂中变成了一种常态，锅炉零米和除尘器下部变成了灰渣堆放场地，粉尘飞扬、污水横流，对环境产生极大的污染。本来燃用高热值煤种的给煤机和落煤系统，其原始极限出力不能保证劣质煤状态下的长期连续大出力运行，不断发生运行中断煤和堵煤故障，紧急减负荷和应急处理成为困扰CFB运行操作的难题，尤其是燃用水分含量较高的洗中煤、煤泥时更容易出现这样的情况，除非在设计之初已经充分考虑高水分劣质煤的给煤影响因素。除尘器在灰量很大的情况下，排灰很不顺畅且容易产生灰斗和分级除尘之间的粘堵，尤其是北方电厂冬季运行过程中最容易出现麻烦，布袋除尘器经常会出现压差无法平衡，布袋之间的阻力急剧增加限制了机组带负荷能力，甚至造成停机。因此，解决大灰量冷渣器、除尘器等设计、制造和设备选型问题已刻不容缓。c炉内物料浓度升高带来的汽温问题由于受到磨损的制约，很多厂采取了相应的水冷壁加耐火涂层或其他的弱化传热的防磨措施，结果导致减温水大幅增加甚至满表勉强运行的情况，一些机组不得不限负荷运行。即使是不采取防磨改造，这种大浓度循环灰过程，使得悬浮段炉膛温度上升，也能够产生汽温偏高的趋势，往往需要对减温水系统进行减温器扩孔、给水回路提压和减温水支管加粗等相关的减温水加量技术改造，否则很难保持汽温合格。而在额定蒸汽温度下，一旦减温水已用到极致时，实现“压红线运行”的特殊调温方式是一件非常困难的事情。此时，需要锅炉与汽轮大电机组之间的进汽量、电负荷和汽压参数的协调非常精准，并随着负荷的变动而频繁调节燃烧过程使烟温与汽温相适应，使得操作员的运行调整难度加大，蒸汽超温现象时有发生。在一些情况下，为了保证蒸发段获得足够吸热量，就需要增加一些省煤器或者翼型水冷壁面积，以补偿劣质煤灰量大带来的燃烧份额后移使产汽量减少造成的影响，最终实现过热再热吸热比例有所下降，以保障使用大灰量劣质煤的CFB机组能够长期正常运转。有的用户通过改善入炉煤质、改良防磨措施、拆除原有影响传热的炉内防磨件、增设低温省煤器或者减负荷运行等措施，使磨损得以抑制，恢复了受热面的合理热量分配关系，从而保证了正常的汽温和蒸发量。d 循环返料系统运行异常故障频发通过热态观测、模型试验和CFD分析方法，人们发现了CFB锅炉都存在着沿水冷壁表面快速下移的贴壁灰流和空间落渣现象，并量化分析了不同高度的颗粒重力自然分选作用，了解了炉内水冷壁磨损的基本成因。这部分贴壁流和炉内较大颗粒的悬浮过程空间下落灰量，共同构成了炉膛内部的炉内自然会循环过程；而灰的外循环则是由分离器的离心分离、上升段低流速重力分离产生的回料过程，这部分外循环灰依靠回料腿、返料器的栓塞封闭和流化转移作用，连续地返回炉内料层，形成了外循环过程。目前已知的是炉内内循环灰量要显著大于返料系统的外循环灰量，它们共同构成了CFB的循环过程，其循环灰量与入炉固体燃料的比值就是我们常说的所谓物料循环倍率。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。当CFB锅炉从循环灰分离器逸出的灰颗粒度大于90100um时，细颗粒返料情况就不是很好，外循环效率下降；而当分离器后的飞灰颗粒直径小于70um时，则说明分离器效率很高，循环过程良好，对尾部烟道的受热面磨损就会显著减少。即使是正常运行的炉子，也很难做到每个分离器和返料器运转状态一致，灰量在各个分离器内的分布不均匀是必然的情况，不可能做到返料灰量的绝对平衡。返料系统在循环灰量大量增加时，其故障和灰量承受能力不足的问题就会随之凸显出来。实际上，燃料灰量异常增多时，总有一台套分离器和返料器处于难以承受的极限状态最大灰量，经常需要运行检修人员对返料器进行事故放灰操作，有时也会造成返料器和料腿的堵塞和其他故障。受此影响往往造成汽温、烟温和料层厚度的左右侧不对称情况，意外的返料器塌灰故障也经常发生，严重的情况下从回料口跌落到料层表面的循环灰竟然能够使料层厚度意外增高34米以上！另一种情况能够也很麻烦，那就是由于上部燃烧份额增加后，产生分离器耐火内壁高温挂焦直至整体结焦、分离器中心筒变形脱落和返料器或分离器的整体垮塌等严重事故，我国云南某电厂就曾发生过很严重的返料系统高温结焦，清理结焦工作用了四十多天才得以完成，对于低熔点煤质要尤其注意这方面的异常。e机组发电负荷受限、厂用电率居高不下相对于煤粉锅炉，影响CFB机组效益的主要问题是较高的厂用电率和供电煤耗，设备一次投资也相对高一些，接近于“W”火焰锅炉造价。灰量增加时，由于各种问题接踵而来，记住不得不在某些极端情况下限负荷运行，使得燃料系统、灰渣系统和烟风系统各有关辅助设备的机械电耗大增，而随着负荷的降低又加重了厂用电率的升高。在设计时，长期燃用大灰量煤种的CFB锅炉，要充分考虑劣质煤问题，解决好这些由于没有认真核算和规划而带来的问题。无论是炉本体结构，还是辅助系统选型，都要充分满足实际裕量要求，尽可能满足大负荷正常运行条件，以降低限负荷的影响，使厂用电率和供电煤耗相对有所下降。对于大灰量煤质，建议使用滚筒式冷渣机等其他电耗非常小的冷渣设备。与此同时，由于此时炉膛内部的灰浓度已经非常高，不会存在循环灰量太少的问题，因而也就可以取消所谓的冷渣风机。而通过播煤风改造、点火风道一次风系统降阻力改进和多炉公用同一条返料风母管，分别可以取消原来给煤管的播煤风机和点火风道前的增压一次风机，少用一台或几台高压流化风机，使得风机带来的用电损失有所下降，也是一个不错的有效途径，可以显著降低厂用电率，提高机组整体发电效率，也使系统有所简化，减少了设备故障点。f排烟温度增加火电机组锅炉设备最大的一项热损失就是锅炉排烟损失，而炉膛内部燃烧中心上移可直接导致排烟温度增加，这种由于燃用劣质煤带来的热损失增加是显而易见的。在不考虑燃烧调整方式情况的同等条件下,由于煤种的变化，可使同一台CFB锅炉产生820的排烟温度升高，至少可产生0.5%1.2%的锅炉热效率下降，折合1745g/kw.hr的供电煤耗增加，其经济损失是非常可观的，需要我们对原设计为高热值煤种的CFB锅炉进行劣质煤掺烧比例的核算工作，否则是很有问题的。大多数北方电厂新建CFB机组往往采用纯布袋除尘器或者电布除尘方式，其入口烟气温度有很明显的限制。该类除尘器规程要求的极限排烟温度不等超过190198，否则容易发生各类事故，严重降低布袋寿命。为此，绝大多数布袋除尘其入口都设有事故减温水，当烟气温度超过某个定值，比如说175185时，其自动喷水降温就开始动作，甚至被迫停机。g引风量不足引起的风量不足问题灰量增加后，锅炉炉内烟气通流截面容易堵灰，使阻力增加，进而对引风机出力有所影响，严重时会因为炉膛压力不能保持而限制入炉风量，使锅炉带负荷能力下降，厂用电率必然增加且发电收益降低。当炉内灰浓度过高时，也会因二次风穿透能力下降，形成严重的炉膛中心贫氧区，降低了燃料的燃尽度，形成相对高的机械未完全燃烧损失。尤其对燃用劣质贫煤、矸石、无烟煤、油页岩和煤泥的CFB锅炉，所产生的飞灰含碳量上升是比较显著的。在颗粒度不变的情况下，流化床炉底渣含碳量随着燃料量增加的变化不是很大，机械损失变化主要反映在飞灰可燃物损失增大。为此，可以考虑在除尘器第一级灰斗下方和返料器的下部，分别增设飞灰复燃回送管路和返料器的紧急排灰管系统，放出的高温返料器存灰可以设法送入冷渣机（器）降温后排出，以达到复燃增效和热量回收的作用。h 床压、烟温波动和料层厚度问题由于物料增加而加剧了排渣除灰的难度，运行人员不太好控制料层厚度，难以在煤种异常变化时保持两侧的床压平衡。而对于双床CFB锅炉来说，如果原来的料层厚度较薄，则此时最容易产生翻床问题，为使两侧风室压力平衡，势必出现原来就节流很多的两侧一次风进风门不得不调整得更小一些的情况，从通过增加一些节流损失阻力来达到对两侧风室压力调节上的缓冲，满足自动调节的技术条件，实现风室压力平衡，防止翻床。料层厚度的影响也受到返料器异常工作的影响，较大的返灰量容易产生两侧物料量失衡，左右床压会处于较大波动状态，随之而来的就是炉内各段烟温包括密相区温度都会不稳定，其结果也会影响汽温调节的稳定性。我们在日常运行过程中，只要密切关注影响到运行特性的几项主要指标，就不难发现煤种的变化，根据用户自己的锅炉特点进行仔细观察分析，就不难维持良好的运行调整。如果掺烧的劣质煤比例不超过20%以上，且运行煤种各元素分析指标偏离设计值不大于15%，一般情况下任何一台CFB锅炉都能实现较理想的运行设计指标。煤种发生变化时，尤其是发热量波动时，氧量和炉膛各处烟温首先会发生改变，其变化率超过蒸汽温度、床压、稀相区炉膛压力的变化速率。变煤种的应对首要的关键是盯住床温的稳定性，多数情况下在变煤种时由于炉内两侧给煤线煤种的变化不可能十分对称，在一段时间内，往往会出现变煤种带来的床温、氧量和减温水不对称情况。要求我们在上煤过程中尽量勤快一些，保持在运行过程中各个煤斗料位基本相同，尽量减少煤种差异出现的左右侧不同步，建立良好的燃料平衡供应条件，使我们的CFB机组操作员运行调整难度有所降低。煤种的变化是不可避免的，但我们有办法做到心中有数的预防性调节。床温较低的那一侧可以适当加大给煤量，并在低负荷的情况下适当增加一点一次风量以促使流化状态相对剧烈一些，强化水平湍动流化过程，均匀床温。很多情况下，加煤不升温的情况往往标志着流化程度的不足，使得料层对燃料的消化能力有所欠缺，此时的布风板底部粘滞层过于厚重，需要强化搅拌来减薄死料区。9、颗粒度对运行调整的影响循环流化床锅炉的燃料颗粒度直接影响到炉内物料流态化的合理组织，没有良好的流态化过程就根本无法保证CFB锅炉的正常低温燃烧过程的进行，也就谈不到其他的一些循环流化床性能保证和整套机组的经济性。应该说解决颗粒度问题以后才能保证长期的可靠连续运行，机组的最基本安全性才可以得到保证。可以这样认为，加入CFB用户的燃料颗粒度问题得以彻底解决，那么，65%以上的CFB锅炉的其他运行问题就会迎刃而解，机组的基本性能就可以得到改善，安全经济性就会得到保证。随着这些年来人们对于循环过程颗粒行为的深入研究，逐渐形成了完善的学术研究机制，认识到CFB设备内部颗粒群实际上是以一种连续而伴随瞬态脉动的三维流态化过程。除了主要体现在上下移动过程的颗粒流态化行为以外，床料水平流化湍动过程也是一个不可或缺的概念。水平移动过程往往决定着一台CFB锅炉的床温均匀性，可以在良好处置的前提下，有效地消除因为布风不均匀所带来的局部燃烧与着火的不一致，建立一个好的稳燃基础条件后，对上部稀相区物料循环过程产生很好的后续影响。北京科技大学刘柏谦教授、浙江大学的王勤辉教授以及国内外的不少学者，已经开展了颗粒行为方面的深入研究。从有关文献得知，在密相区小高度范围内存在着颗粒群的团聚式三维脉动流动行为，也知道了在布风板上方8米、16米和21米附近分别可采集到最大直径为5mm、2.5mm和1.5mm左右的颗粒，了解和见证了微观摄影所揭示的水平流化湍动过程和粘滞层现象。早在2002年初，我们就提出了粘滞层和水平流化湍动过程概念，今天已被广泛证实。对于绝大多数的CFB机组来说，评价流化程度的好坏关键在于充分认识流化床布风板上方1.21.6米范围内核心稳燃区的颗粒状态和紧贴布风板表面那层粘滞层的厚薄情况。热态下我们不好准确测量这一粘滞层厚薄及核心稳燃区的活跃程度，但我们可以通过研究运行过程密相区床温分布和脉动现象来了解核心稳燃区和粘滞层现象，间接地加以基本分析。此外，也可以在冷态下对核心稳燃区和粘滞层进行相当精确的实验研究与量化测量，我们可以通过触摸来实实在在地感受到水平流化湍动、核心稳燃区和粘滞层的客观存在，悟出颗粒行为的真谛并运用到实践过程中去。对于大多数CFB电厂来说，多数运行问题都与颗粒度的筛分分布情况有关，要保持好对应煤质条件下良好的颗粒度和基本筛分特性。解决了颗粒度问题，大多数的燃烧稳定问题都可以迎刃而解。我们关注煤质，关心对应煤质所需的燃料颗粒度量化要求。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。一般来说，成灰特性较差的褐煤和其他低地质年龄易热裂破碎煤质所要求的燃料颗粒度尽可能大一些，平均粒径最好为5mm左右，最大粒径可为1525mm；而易成灰且不易发生热裂破碎煤质，其平均粒径最好为1.92.5mm，最大粒径不宜超过812mm。对于我们所关心的颗粒筛分要求，我们希望符合相对平缓的正态分布规律即可，要想尽一切办法减少最粗大颗粒和最细小颗粒在整个燃料中所占的比例。当粗大颗粒太多时，下部燃烧份额加重容易造成床料超温，使布风板附近容易形成结焦倾向，容易出现低汽温现象，且加重了下部水冷壁和底部燃烧区风帽、耐火层的磨损，底渣含碳量和冷渣器出渣量会有所增加，也会增大流化过程所需要的一次风流化风压和风量需求，一次风机厂用电率增加。而过多的细末成分，又会增加飞灰的杨析损失，使飞灰含碳量增加，同时也会增大稀相区和分离器部分的燃烧份额，产生上部烟温升高，使外循环物料返料系统结焦趋势加重，此时最容易出现汽温高趋势和蒸发量下降的情况，甚至带来减温水量不足影响带负荷能力。因此，我们需要对燃料破碎系统进行相应的优化改造或运行完善，确保颗粒的几何尺寸和颗粒度筛分情况良好，以确保整个CFB燃烧状况始终处于优良的运转状况，减少因颗粒度异常带来的问题，这是一个目前各个CFB机组最需要解决的首要问题。10、运行过程氧量的保持与一、二风配风方式的调节一般来说，循环流化床锅炉的氧量控制与对应容量的煤粉炉相当，基本上以3.5%4.5%的炉膛出口氧量变动范围为好，对应的炉内空气过剩系数为1.181.25,但在变负荷过程中对氧量的调节和一、二次风的配比控制又有所区别。作为煤粉锅炉，一般其最低不投油稳燃负荷为35%60%BMCR机组负荷，在最低稳燃负荷情况下要求的锅炉氧量一般为6.5%7.5%，这主要受限于额定或最低允许蒸汽温度的保证的局限，以及服从于相对高比例的二次风量要求，多数情况下不期望二次风率小于60%。另一个因素就是煤粉一次风管道流速不得低于18m/s这一不积粉堵管的最低限速。而作为CFB锅炉，尽管劣质煤对稳燃显然存在不利影响，相对的最低稳燃负荷要比燃用好煤时略高一些，但其最低不投油稳燃负荷与煤质的依赖关系不是那么显著，最低负荷的差异也就不超过10%BMCR负荷，大多数机组都能很好地实现28%35%BMCR这样的低负荷稳燃能力，只要床温相对均匀，可以达到780或更高温度，且过热汽和再热蒸汽出口温度合格，就基本可以保证安全稳燃，达到不投油运行条件。此时CFB机组所要求的氧量一般为7%12%，而具体的氧量控制指标选择与炉型和结构参数有很大的关系，决不能像煤粉炉那样一概而论，需要针对具体设备分别考虑，此时就会对煤质特性、物料颗粒度状况和流态化配风优化等因素从经验、数据和理论概念等方面做出正确的分析，及时采取适当的运行调整措施。在40%BMCR以下的机组负荷时，CFB锅炉的热效率确实要比煤粉炉低一些，这主要是因为CFB锅炉料层流化需要基本的最低流化风量来保证，这就造成了其一次风率要比煤粉炉一次风率明显高一些，使燃尽和循环返料所需的二次风率受到限制，不利于飞灰含碳量的降低，且由于单位燃料氧量的增多造成排烟损失的增加。另外一个方面，由于是低温燃烧过程，在低负荷运行时必须顾及蒸汽温度的保障，因此而需要更多的烟气量产生来保证分离器后受热面对流传热所需要的基本流速，以弥补相对于煤粉炉较高烟气温度下的CFB炉型对流传热温差的降低。在很多CFB低负荷情形下，其循环返料系统分离器后烟温经常只有570650，对应于最低负荷下汽轮机组50010的进汽汽温要求来说，末级过热器和再热器传热温差显然有些小。换句话说，在多数情况下，CFB机组的最低稳燃负荷并不受制于稳燃状况，而是受限于汽温要求，为了获取足够的蒸汽侧吸热量，必须保持对流传热高温介质的最低流速，否则无法获得合格的出口汽温指标。流化床锅炉所设计的一次风率为35%65%，相应的二次风率为65%35%。早期的鼓泡床流化床炉型的二次风率较低，二次风量甚至不超过35%，这就产生了很大的不同配风要求。其实，在低负荷稳燃过程中，任何一台高循环倍率CFB流化床锅炉也都变成了鼓泡床炉运行模式，必须按照早期鼓泡床的基本稳燃概念来做好最低稳燃运行调整。但有所区别的是，虽然其料层流化特质和物料循环与鼓泡床别无二致，但毕竟不是以100%负荷概念来设计的鼓泡床炉型结构，所以只能是按照30%左右负荷时的鼓泡床应有模式去调整具体的运行方式，还要明确没有埋渣管以后的配风和料层流化所需的参数变化要求。CFB路型设计强调的是床料的良好流态化过程和二次风的充分穿透效果，以减少炉膛中央的贫氧区和对后期物料的搅拌作用，分级送风的影响没有煤粉炉那么明显，其原理就在于低温的流化燃烧方式本质与高温的悬浮燃烧之间的区别。在低负荷状态下，往往需要保持较低的二次风率，在最低稳燃过程中，人们一般不期望二次风率超过30%40%，一次风虽然也只需要做到最低流化风量且保证床温超过780稳燃即可，但由于后期出口烟温的限制，其氧量也就控制得相对较高一些，以实现最低稳燃所对应的基本料层温度。目前世界范围内还没有出现明显的不等径二次风管设计理念。在这样的等径二次风设计条件下，要求人们在操作过程中十分关注每一层二次风口所对应的给风位置上物料背压的分布情况。同等的二次风箱母管风压下，要根据临近喷口前的二次风压和背压之间的差值，运用无量纲分析准则进行压差分布计算，并根据流态化过程温度和传质传热实质性量化预测，来分别调整各个二次风支管的风量分配。希望专业人士清醒地认识到随着物料向稀相区的过渡，沿着高度方向越靠近炉膛出口物料背压越低的道理，掌握好上小下大的基本二次分配风原则。这一点做起来很难，要求根据基础风量测试和计算这两方面因素，来达到最终优化各型CFB锅炉燃烧调整的目的。为此，要学会如何使用运用工况组合概念来明确锅炉氧量，做到对锅炉各个风量表计的准确标定，真实而高效地取得第一手设备参数，获得运行调整优化效果。燃料燃烧时用风量和二次风配风的总体控制，首先要在明确了氧量的准确数值以后才能深入下去。标定风量时，由于工业应用的大中型CFB机组的各处超过350mm以上的大尺寸风道缺少直管段，使得我们没有办法精确地测量出流速，只能采取冷态测试外加热态氧量辨别的间接标定方法，借助于改变各段风量分配来获得炉膛出口氧量的差异，通过压力、温度、煤量、原始风量分布和风量差压表读数等运行数据在各个组合工况下的物理化学响应规律，来核算出真实的各个主要风量和氧量。当我们可以制造出足够明显的烟温、蒸发量、氧量和风量差异时，就可以进行风量的标定和氧量的热态综合校验了。专业人士经过专门培训和实践演练，很快掌握好这一好的方法，然后根据这些工况数据的排列组合，采用矩阵分析或插值函数方法达到风量标定的目的。这里面对误差的控制，主要来源于对相关运行测点的仪表和测量系统的一次元件、传输变送系统和计算单元的标定，尤其是氧量表、蒸汽流量、给水流量和风量差压信号的标定。11、给水温度变化的影响由于汽轮机回热系统的除氧器或高、低压加热器不能正常投运的原因，不少CFB机组经常处于较低或者很低的给水温度，不能实现设计的给水温度，造成了一系列的锅炉运行问题。其根源就在于省煤器部分的变化不大但水冷壁吸热量影响很大，同等燃料量下水冷壁蒸发量显著下降，造成了炉膛出口温度对应较小蒸汽流量时过热器和再热器部分的相对吸热量增加，减少了水侧吸热比例，破坏了了原有的受热面吸热份额分配平衡关系。给水温度降低时，会产生以下运行问题：a 各段主蒸汽和再热蒸汽受热面温升增加。b为控制正常汽温，促使各段过热器和再热器减温水量剧增。c 为维持同样的机组负荷下的蒸汽流量，需要的燃料量增加。d 排烟温度上升使锅炉效率下降，机组发供电煤耗增加。e 炉内各段烟温、床温及循环物料温度上升。f 除灰出渣量增加，加重了炉内磨损速率，也增加了物料循环负担。对应这样的实际变化，除了我们尽可能设法恢复正