1、循环流化床锅炉布风板漏渣与稳定性【摘要】随着改革开放，各方面的科学技术迅猛发展，循环流化床锅炉在很多行业都有了较好的应用。文章对循环流化床锅炉布风板漏渣与稳定性进行分析，具有一定的借鉴意义。 【关键词】循环流化床锅炉；布风板；漏渣；稳定性 中图分类号： TK22 文献标识码： A 前言 文章对循环流化床锅炉进行了介绍，对循环流化床锅炉的优点和循环流化床锅炉布风板现状和面临的问题进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对循环流化床锅炉布风板漏渣原因进行了探讨。 二、循环流化床锅炉介绍循环流化床燃烧是在鼓泡流化床燃烧的基础上发展起来的，二者可统称为流化床燃烧。燃烧的两种经典方式是固
2、定床燃烧（有称层燃，包括固定炉排、链条炉排等）和悬浮燃烧（例如煤粉燃烧） 。固定床燃烧是将燃料均匀布在炉排上，空气一较低的速度自下而上通过燃料层使其燃烧。悬浮燃烧则是先将燃料（如煤）磨成细粉，然后用空气通过燃烧器送入炉膛，在炉膛空间中作悬浮状燃烧。流化床燃烧是介于两者之间的一种燃烧方式。在流化床燃烧中，燃料被破碎到一定粒度，燃烧所需要的空气从布置在炉膛底部的布风板送入，燃料既不固定在炉排上燃烧，也不是在炉膛空间内随气流悬浮燃烧，而是在流化床内进行一种剧烈的、杂乱无章、类似于流体沸腾运动状态的燃烧。由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料
3、的着火、燃烧非常稳定。 在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下(一般为 850900)进行的，从而可使循环流化床锅炉达到 98%99%的燃烧效率。在钙与燃料中的硫摩尔比为 115215 的情况下可以达到 90%以上的脱硫效率。由于循环流化床锅炉是低温燃烧，而且燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，所以可以方便地组织分级燃烧，因而可以有效地抑制 NO2 的生成，降低 NO2 的排放。由于炉内气、固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行的，不需在床内布置埋管受热面，因而完全避免了埋管的磨损问题。而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来，大大减少了
4、尾部烟道中烟气的粉尘浓度，减少了尾部受热面的磨损。 三、循环流化床锅炉的优点循环流化床燃烧作为一种成熟的新型高效低污染清洁煤燃烧技术，具备其它燃烧方式没有的优点：1.降低二氧化硫和氮氧化物排放。可在锅炉内利用炉内脱硫剂进行高效脱硫，是循环流化床锅炉的突出优点之一。石灰石是目前常用的脱硫剂。循环流化床锅炉床温通常保持在 850-950之间，这一床温区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。在适当的石灰石粒度和钙硫比下，循环流化床锅炉可以获得高达 90%的脱硫率。较低的燃烧温度和分级送风等燃烧方式，也大幅度降低循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物。因此，循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量明显低于煤粉
5、炉（不加烟气脱硫） ，锅炉氮氧化物排放约 200ppm 左右。循环流化床锅炉脱硫的初投资及运行费用均比煤粉炉加烟气脱硫(PC+FCD)大幅度降低。2.煤种适应性广，适合低热值劣质煤由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。在循环流化床锅炉的炉膛中，炉膛面积加大，加上物料的循环流动，物料在炉膛中燃烧时间提高到几分钟。炉内停留时间的延长，和剧烈的紊流燃烧状态，使其中的质量和热量交换非常充分，为新加入燃料的预热、着火创造了有利条件。未燃尽的煤粒通过多次循环，可多次参与炉腔内剧烈的质量、热量交换。因此，循环流化床锅炉不仅能高效燃用褐煤、烟煤等易燃煤种，也可高效燃用
6、无烟煤等难燃煤种和其他低热值、高灰分、高水分煤种。3.负荷调节范围广循环流化床锅炉流动床料中大部分为高温循环灰渣，高温循环灰澄为新加入煤粒子的迅速着火和稳定燃烧提供了必要的高温热源。因此，无需辅助的液体燃料，循环流化床锅炉的最低稳定燃烧负荷可以达到额定负荷的 30%，并不会发生无法稳定燃烧和媳火情况。因此，循环流化床锅炉负荷调节范围更广，并能适应负荷的快速变化需要。 四、循环流化床锅炉布风板现状和面临的问题布风装置是流化床锅炉实现流态化燃烧的关键部件。目前循环流化床锅炉采用的布风装置主要有两种形式：风帽式和密孔板式。风帽式布风装置有一次风室、布风板、风帽（喷管）和隔热层组成。密孔板式布风装置包
7、括风室和密孔板。我国流化床锅炉中使用最广泛的是风帽式布风装置。风帽式布风装置的优点是布风均匀。当负荷变化时，流化质量稳定。但风帽帽顶容易烧坏，磨损也较严重。本设计为风帽式布风装置的设计，它的工作原理为：由风机送来的空气从位于布风板下部的风道进入一次风室，再通过风帽底部的通道从风帽上部径向分布的小孔流出。由于经过二次导向和分流，小孔的总通流面积又远小于布风板面积，从风帽小孔中喷出的气流具有较高的速度和动能。气流进入床层底部吹动颗粒，并在风帽周围和矛头顶部产生强烈扰动的垫层，从而强化了气固之间的混合，产生小而少的气泡使床层建立起良好的流化状态。 由于风帽处于沸腾的床料激烈的摩擦中，而且温度较高，因
8、此磨损较为严重。循环流化床锅炉物料流动的一个特点是炉膛中心的物流上升速度较快，接触四周膜式壁的物料流速较慢，且沿壁面向下流动，上升中心流与下降环流在炉内形成涡流。因此，布风板边缘上的风帽朝向炉墙的一侧磨损相对偏重，且靠近下煤口和返料口处的风帽磨损更为严重些。炉膛内共安装风帽间距小，气流间的相互对冲，使风帽风速吹动的物料不能有效扩散，造成风帽磨损速度较快，这是造成风帽头部损坏的主要原因。风帽与布风板上的接管为螺纹连接，运行一段时间后螺纹会卡死，需要将布风板上的浇注料清除后更换，有时需和接管一起更换，更换后再重新覆盖浇注料，更为困难。由于运行中耐磨材料容易因损坏而脱落，造成流化风不完全从风帽小空内
9、通过，加速了风帽因过热而磨损的可能性。并且导致布风紊乱，锅炉电耗增加，效率下降，安全性降低。 五、循环流化床锅炉布风板漏渣原因的分析 1.布风板工作在不稳定状态下时，即使可以维持流化，也会由于床层状态的随机变化而出现漏渣。 2.布风板下风温变化对风帽小出口速度有明显的影响，如果部分风帽出口流速不均匀，部分区域的风帽出口风速明显偏低。出现漏渣的可能性也是存在的。 3.炉膛床层高度较低，布风板实际压降高于稳定性临界压降值，工作稳定，漏渣的可能性很小。在床下油枪点火阶段布风板的实际压降远高于稳定性临界压降值，也不可能发生漏渣。在锅炉投煤带负荷运行时，床层高度提高，稳定性临界压降值很接近额定负荷风量时的布风板实际压降，增加了发生漏渣的可能性。 4.冷渣器流化床的稳定性临界压降值大大低于炉内流化床的稳定性临界压降值，在维持接近的布风板压降的条件下，冷渣器流化床更不容易出现漏渣。炉膛布风板的实际工作压降偏小是造成布风板漏渣的根本原因。 六、结束语 循环流化床锅炉布风板漏渣是锅炉运行中较常见的现象，对锅炉的生产效率具有一定的影响，应当引起重视，减少漏渣现象的发生。 参考文献：1岳光溪.循环流化床技术发展与应用(上)J.节能与环保.2003(12)2陈亮.循环流化床锅炉建模及其智能控制系统研究D.浙江大学 20103张正国.循环流化床技术发展及前景展望J.中国高新技术企业.2011(06)
