循环流化床锅炉料层差压及炉膛差压的控制

详细说明了循环流化床运行中的料层差压、炉膛差压两个概念，并分析了两个参数在运行调整中的主要意义，最后结合实际给出了控制方法。

    1 前言
  随着循环流化床锅炉在国内的推广，锅炉操作人员的操作水平有了很大提高，对正常运行中的一些参数（如：汽温、汽压、床温）的控制基本都能掌握，但对复杂的物料循环系统的控制，一些新投产锅炉操作人员，还不能完全掌握。料层差压和炉膛差压是物料循环系统中两个主要控制参数，是反映炉内物料及循环灰量多少的两个主要主参数，反映了锅炉物料循环系统的运行情况，对锅炉的稳定运行有很大影响，正常运行中床温、负荷等参数与其有极大关系，运行过程中，根据工况将料层差压、炉膛差压调整到最佳数值，可以使锅炉的灰渣可燃物及飞灰可燃物损失大大降低，从而提高锅炉效率及经济效益，节约能源。
1.1 料层差压的概念
  料层差压是表征流化床料层高度的物理量，一定的料层高度对应一定的料层差压。因为在流化状态下，流化床的料层差压，同单位面积上布风板上流化物料的重力与流化床浮力之差大约相等，对于正在运行的流化床锅炉，根据燃用煤种和料层差压来估算料层厚度是十分有用的。

1.2 料层差压的高、低对燃烧的影响
料层差压对流化床锅炉的稳定运行有很大影响，料层过薄，料层容易吹穿而产生沟流，流化不均而引起局部结渣，难以形成稳定的密相区，同时还会造成放渣含碳量高，燃烧不完全，增加了灰渣热损失。
料层过厚会增加风机压头，气泡增大，扬析夹带量增大，流化质量下降，底部大颗粒物料沉积，危及安全运行，风机电耗增加，锅炉效率下降。因此，料层厚度应维持在适当的范围，一般认为500mm左右为好。

1.3 如何控制料层差压
  正常运行中，风门开度是不变的，如料层差压增加，说明料层增厚，可以采取排放冷渣来减薄料层，注意一次排放量不要太大，以免影响流化，排放后应将冷渣门关严以免漏入冷风引起冷渣管结渣，如有条件最好采取连续排渣。不同厂家料层差压的测量方式不同，一般采用风室静压，作为参照，风室静压等于布风机阻力加料层阻力。在冷态试验中测定不同风量下的布风板阻力，运行中可以通过风室静压，估算料层差压和料层厚度。
  对于0≤13mm的物料，为保证最低流化风量，风室静压要控制在8KPa以上，这时对应的料层差压为正常运行料层控制的最小值。循环流化床锅炉用一次风机、风压相对煤粉炉风机风压较高，运行中有风道撕裂现象，风机压头和风道的强度、风室的设计静压值也就决定了风室静压控制的最大值，正常运行中一般都要留有余量。
以上最谈到的是料层差压控制的最小值和最大值，提供了控制的最大上下限，运行稳定后，应寻找控制的最佳值。
  料层差压随时间的变化曲线，斜率最小时对应的料层差压数值为最佳值。现在一般采用DCS控制，微机可以做出料层差压曲线，曲线斜率最小时，对应料层差压为最小。

如果没有DCS微机控制，也可凭经验。放渣后，床温升高，说明料层控制过厚放渣后，床温下降，说明料层控制过薄。

2 炉膛差压的概念
  炉膛差压是表征流化床上部悬浮物料浓度的量，炉膛上部空间一定的物料浓度，对应一定的炉膛差压，对于同一煤种炉膛上部物料浓度增加，炉膛差压值越大，炉膛差压与锅炉循环灰量成正比。

2.1控制炉膛差压的意义
  流化床内物料粒子浓度是决定炉膛上部蒸发受热面传热强度的主要因素之一，试验表明，床、管之间放热系数随粒子浓度成直线关变化。因此，锅炉炉膛差压越高，锅炉循环灰量越大，将有更多的循环灰被带到炉膛上部悬浮段参加二次燃烧，锅炉出力也就越大。对于同一煤种，物料浓度增加，炉膛差压值增大，对炉膛上部蒸发受热传热强度越大，锅炉出力越强，反之锅炉出力越弱。
循环流化床锅炉密相区中，燃料燃烧在密相区的燃烧热，有一部分由循环系统的返回料来吸收，带到炉膛上部放热，才能保持床温的稳定，如果循环量偏小，就会导致密相区放热过大，流化床温度过高，无法增加给煤量，带不上负荷，因此，足够的循环灰量是控制床温的有效手段。

2.2如何控制炉膛差压
  控制炉膛差压主要靠调整循环灰量来实现，当循环灰量少，炉膛差压小，床温偏高，不能满足负荷的需要时应适当增加二次风量及给煤量，这样炉膛上部颗粒浓度增加，燃烧份额也得到增加，水冷壁的吸热量增加，旋风分离器入口物料浓度增加，物料循环量增加，负荷增加。有时因燃料含灰量高，循环量逐渐增大，床温过低燃烧无法维持，这时应放掉一部分循环灰，来降低炉膛差压。

3总结
  以上料层差压和炉膛差压控制方法在我厂被广泛应用。流化床密相区水冷壁的磨损和旋风分离器的磨损都有所减轻，两台新投产240t/h锅炉连续运行周期均超过半年。