循环流化床锅炉自控技术的应用

循环流化床锅炉自控技术的应用

赵祥玉

江苏四方锅炉有限公司 江苏 徐州 221000

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，在循环流化床锅炉运行的过程中，确保其稳定运行对保证企业员工安全同样具有重要意义。延长循环流化床锅炉的运行周期不仅能够改进其生产技术，还能够提升锅炉的燃烧效率。循环流化床是新工业时代的一种产物，只有通过不断地对其进行优化调整，才能充分地发挥出循环流化床的优势，才能让相关的工作人员对循环流化床的运行规律进行深入了解，延长锅炉运行周期的关键技术被越来越多的企业所使用，为企业创造出更多的经济效益。

关键词:循环流化床;运行周期;关键技术

引言

在工业生产过程中因流化床锅炉自身具有高效、发电率强、燃料灵活性、低污染排放等优点，所以大部分工厂均采用循环流化床锅炉技术进行工艺生产加工。国内循环流化床锅炉的应用现状，总结了影响锅炉自动控制的相关问题，在进一步分析循环流化床锅炉燃烧原理和存在问题的基础上，对如何实现锅炉自动控制以获得更好的燃烧效果提出了建议。

1循环流化床锅炉的特性分析

循环流化床锅炉采用气固混合燃烧方式。与煤粉锅炉单向烟气相比，气固混合燃料的热容量提高了数十倍，具有非常稳定的燃烧特性。循环流化床锅炉炉内温度分布非常均匀，有利于燃烧传热，燃烧效率高；循环流化床燃烧效率达到98%以上。CFB锅炉采用低温燃烧策略，燃烧高度沿炉高方向，便于分级燃烧。通过分级燃烧，有效地减少了氮氧化物的生成，减少了空气污染。总的来说，CFB锅炉的性能优势主要体现在两个方面：第一，燃料适应性强，可以使用一些普通锅炉很难适应的劣质燃料；第二，负荷调节能力强，由于炉料循环量大，炉体蓄热量高，能够保持燃烧参数稳定，并有很强的调载能力。

2影响循环式流体化床锅炉自动控制的因素

一直以来循环流化床锅炉自动控制都是关注焦点，而循环流化床锅炉的自动控制现在存在着各种各样的问题。1）火力发电一般采用三锅炉二机主管结构电站设有循环流化床锅炉，三台锅炉通过主管道相互影响，因此其热负荷可能会有较大的波动。2）给煤机设计不合理可能导致堵煤，需要人工清理。二次回路有时会发生堵煤或块煤下落，引起床层低温熄火或高温结焦。3）目前大多数循环流化床锅炉缺乏必要的监控仪表和调节手段，监控系统不完善，仪表配置不合理，测点较少。如：瞬时给煤量检测信号不明显；氧化锆分析仪运行不稳定；无法检测密相和稀相燃烧区的比例；床层温度检测点位于同一平面，无法显示不同平面的温度；风量检测点分布不合理，难以精确控制风量比例；自平衡回风机构造成瞬时燃烧控制困难；操作人员操作不当造成锅炉频繁停炉。

3循环流化床锅炉燃烧系统主要热力参数的检测与控制

3.1燃料床压差是反映燃料床深度的参数

一般而言，气室与燃烧室上边界面之间的实测压差被看作是燃料床压差的实测数据。燃料床深度越大，测得的压差越大。在锅炉运行中，燃料床深度直接影响流化程度。如果加热深度过大，流化效果会变差，从而导致炉膛结焦或火焰失效。一般来说，燃料床压差控制在7000-9000Pa。通过打开炉底的挡渣墙，可以控制渣层的深度。操作时，应设定合理的深度上限和下限。目前运行的75t/h循环流化床锅炉，排渣系统不完善，没有安装冷渣器，无法实现连续排渣。排出的红渣不仅带走热量，而且影响燃料床深度、温度和炉膛压力。这种人工除渣的方法严重干扰了控制系统。炉膛压差反映炉膛内固体物质的浓度。一般来说，测得的燃烧室上边界面与炉膛出口之间的压力差就是炉膛压力差的测量值。一般来说，压差越大，炉内物质的浓度越高。炉膛的传热系数越大，锅炉的有效负荷就越大，因此炉膛压差总是随着载荷的变化而变化，通过在锅炉分离器下面排出一定量的灰渣，炉膛压差通常控制在500-2000Pa。开始和结束除灰，应设置上限和下限。

3.2超强脱硫技术的应用

循环流化床锅炉技术采用不同浓度的送风方式燃烧，燃烧过程中形成氮氧化物，与一般锅炉技术相比，氮氧含量可降低20%左右。随着我国对这方面的逐步重视和锅炉技术的不断完善，超脱硫技术已成为今后循环流化床锅炉技术发展的必要条件。虽然我国锅炉数量占世界绝大多数，但核心技术的发展并不尽如人意，尤其是脱硫技术。随着我国环境问题逐渐提上日程，煤炭脱硫技术已成为当今社会亟待解决的问题之一。目前，我们总结了传统脱硫技术存在的问题，发现在流化床中加入石灰石的方法更为有效，可进一步促进脱硫技术的发展。

3.3实施防磨保护措施

利用火焰高温工艺将铬镍合金喷涂在卫燃带上部水冷壁上，喷涂高度为卫燃带上方６ｍ，厚度＞０．５ｍｍ，自实施防磨喷涂后，有效改善了锅炉上部水冷壁冲涮情况，近两年来上部未出现水冷壁泄漏的情况。具体采取措施如下：①对整体磨损区域防磨喷涂；②对防磨喷涂保护失效、磨损严重的区域，如水冷壁与过渡区域，对导流板磨损及时进行补焊；③严格控制补焊导流板的质量；④尽量使炉衬（可塑料）的上边缘与水冷壁平滑过渡，消除形成涡流的条件，消除涡流磨损。

3.4耐磨耐温浇注料脱落

外置式换热器壳体耐磨耐温浇注料的脱落是一个逐渐发展的长期过程，在此过程中通常表现为换热器壳体故障部位运行温度逐渐升高。日常运行中要建立壳体重点部位的温度监测档案，发现超温要及时报告，并对超温部位进行持续跟踪测温。待机组停运检修时，拆除超温部位的外部保温材料，对壳体金属材料变形、碳化情况进行检查。当需要进行耐磨耐温浇注料更换时，应把常规浇注料施工工艺由分块浇筑改为整体浇筑，避免由于分块浇筑时所预留的膨胀缝漏高温烟气导致高温烟气对爪钉和换热器壳体进行烘烤；同时应把浇注料爪钉由原来的多折角圆钢型爪钉改为一次成型扁钢型爪钉，解决折角处应力集中及爪钉根部焊接面过小的问题。

3.5优化调控运行

1)控制适宜的负荷。从循环流化床锅炉工作来看，一般应将循环流化床锅炉的负荷控制在80%-95%范围内。研究表明，当循环流化床锅炉负荷处在额定负荷80%-95%范围内时，锅炉的操作稳定性最佳、运行效率最高、磨损情况最轻、运行周期最长。反之在超负荷工况下运行时，循环流化床锅炉的循环倍率必然增加，此时物料的浓度、流化风量、引风量等也相应增加，这必然造成严重的磨损情况，同时极易导致后燃现象，使得后部出现高温，导致返料器结焦，存在严重安全隐患。2)坚决防止出现野蛮开停炉。在循环流化床锅炉运行的过程中，强行降温、急剧升温、快速升压等现象会对锅炉的稳定运行产生不利影响。当循环流化床锅炉出现运行故障后，维护人员为了提升维护效率，采取强制通风降温，而因为此时锅炉内各区域具有不同的膨胀系数与温度，可能导致锅炉炉墙、炉管因温度不均而发生损坏。另外，在循环流化床锅炉启动的过程中，操作人员急于求成，快速增压、升温的过程极易导致煤炭燃爆，巨大的冲击力会导致金属焊缝出现拉伤。

结语

循环流化床锅炉在设计和运行中遇到了许多问题，这些问题随着锅炉的技术和类型的不同而有很大的差异。为了有效地避免磨损诱发的一系列问题，需要对循环流化床锅炉容易发生磨损的部位进行处理，尽可能地减小磨损问题所带来的不良影响，延长循环流化床锅炉的运行周期。

参考文献

[1]钟克明.浅析电厂循环流化床锅炉节能措施[J].工业,2016,(10):228.

[2]杨艳军.试析燃煤电厂锅炉节能减排技术[J].化工设计通讯,2017,43(4):209-210.