(内蒙古电力勘测设计院机务室，内蒙古 呼和浩特 010020)
摘 要： 文章综合了前人的研究成果，结合自己的研究思考，分析了流化床燃烧特性和燃料变化 对循环流化床锅炉燃烧特性和运行特性等方面的影响。
关键词：循环流化床锅炉(CFB)；燃料适应性；燃烧特性
中图分类号：TK229.6 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2009)20—0115—01
1 循环流化床锅炉的燃烧过程
煤粒在通过给料机进人流化床后，燃烧过程一般经历以下几个过程：煤粒的干燥和加热；挥 发分的析出和燃烧；焦炭的燃烧。一般来说，上述3个过程的界限并不明显，煤粒燃烧的这 3个过程总是重叠进行的。
在循环流化床中，煤粒可燃成分仅占百分之几，其余全是不可燃床层物料。因此，当煤粒加 入燃烧的循环流化床中时，煤粒干燥和加热过程的吸热量很小，对床温的影响不大，而当挥 发分和焦炭燃烧时还会放出热量，所以，床温总是可以维持在850℃～900℃左右。煤粒送人 循环流化床内迅速受到高温物料及烟气的加热。首先是水分蒸发，接着是煤中的挥发分析出 并燃烧，以及焦炭的燃烧，其间还伴随着发生煤粒的破碎、磨损等现象。
在循环流化床的下部，即密相区，气体与固体颗粒的混合程度较为剧烈，其中的流态一般属 于湍流流态。循环流化床上部，即稀相区，呈快速流态化状态，其床内的气固流动，包括气 体速度、颗粒运动速度、床层孔隙率以及颗粒絮状物的形成与解体都是十分复杂的，无论周 详还是径向分布都是不均匀的。床内气固流动的规律与气体速度，颗粒循环流率，温度压力 ，气固物性，流化床结构等因素有关。循环流化床内部独特的气固物料循环决定了其传热机 理与常规的煤粉炉不同。煤粉炉炉膛内部主要通过辐射的方式将燃料燃烧释放的热量传递给 受热面，而循环流化床炉膛内部的传热既要考虑到对流换热的影响，也要考虑到辐射换热的 作用。至于尾部烟道内的传热问题，循环流化床锅炉与煤粉炉大致相同。
2 循环流化床锅炉的燃烧计算分析
循环流化床锅炉的燃烧温度不高，属于低温动力燃烧；流化风速有一个合理的范围；床料粒 度和密度也都有一个特殊的要求；燃料粒度有一特定的范围，床层压降有比较合理的范围， 说明床料量也有一个合理的范围，因为床层压降与床料的重量有密切的关系，炉膛传热系数 相对较高，所以循环流化床可以取较大的容积热负荷。燃料燃烧必须有充足的空气。燃料燃 烧时生成燃烧产物——烟气和灰，并释放出反应热，燃烧计算是根据燃料中各种可燃物质的 燃烧化学反应式进行的。但是由于循环流化床锅炉特殊的燃烧方式也使得它与常规的煤粉炉 的燃烧计算有不同之处。
2.1 在进行理论和实际燃烧空气量计算的不同
在硫化反应过程中也需要氧气，循环流化床锅炉中，所需的理论空气量中还应增加因硫转化 成CaSO4所需的空气量。
2.2 在理论和实际烟气量计算时的不同
循环流化床锅炉使用的脱硫剂中CaCO3和MgCO3燃烧时会产生额外CO2容积，石灰石中 的水也会增加容积。
2.3 在进行热量平衡计算时的不同
循环流化床锅炉中的脱硫剂会吸收部分热量，并且会带走一些热量。在进行锅炉的散热损失 和吸热热损失时要予以考虑。
2.4 在进行质量平衡计算时的不同
循环流化床锅优势除了要额外添加脱硫剂外对于一些燃料还要添加一些流化床料，所 以在进行质量平衡计算时这些也要予以考虑。
3 循环流化床锅炉运行时应注意的问题
由于循环床锅炉的流化速度较高，床料粒径较大的也可流化起来，但是不同的燃料对 应着不同的最佳给料粒度分布,最佳给料粒度分布对保持物料的循环平衡以及整个炉膛的热 平衡起着重要的作用。一般来说燃料粒径的大小可按照下表选择： 不同煤成分不同，开始燃烧反应的温度不同。同样在流化床启动燃烧 条件下,不同煤的投煤稳定着火温度也不同。一般对褐煤,稳定着火温度在450℃～500℃,烟 煤在500℃～600℃,无烟煤通常在650℃以上。因此,实际的CFB锅炉每次点火运行前必须对燃 料进行成分分析,进而通过调整流化风速以防止燃煤变化带来的点火时间延长或不必要的炉 膛结焦。煤种分析是循环流化床锅炉运行时的一个很重要的工作环节。
炉内飞灰份额一般随着燃料挥发份的增加而增加。对褐煤,灰分份额较大一般在80 %以 上,通常需要添加循环物料(如细河沙)维持CFB锅炉的物料平衡和能量平衡。即使对一些低灰 分烟煤,也存在添加循环物料的需要，只是要控制好量的多少。
循环流化床具有很好的脱硫效果，煤种不同，含硫量就会不同，参与反应的石灰石的 数量也会发生相应的变化，运行时就要根据煤种的不同调节石灰石的供给量，以达到很好的排放性能。.gif)
不同的燃料在炉内有一个最佳的燃烧温度。最佳燃烧温度同锅炉燃烧效率、脱硫效率 、氮氧化物排放量等有关。一般石灰石的最佳脱硫温度在850℃～880℃之间,随着炉膛温度 的增加,锅炉燃烧效率提高,NOx排放增加,NO2排放减少。
4 循环流化床锅炉燃烧和运行时燃料变化对水冷壁磨损的影响
燃煤特性对磨损的影响主要表现在以下几方面：
4.1 燃煤的硬度
煤粒对水冷壁管的磨损主要是由煤中的矿物质引起的。对受热面金属起磨损作用的主要是那 些硬度高含量多的矿物质，如石英、黄铁矿等，如燃煤的硬度较高，将对碎煤机的破碎产生 影响，如煤中的矸石增多，将使入炉煤的粒径增大，不但造成冷渣器的堵塞，而且加剧了水 冷壁的磨损。
4.2 灰分含量对磨损的影响
如前所述，煤中灰分增多，将使煤的密度增大，从而降低了煤的爆裂破碎程度。灰粉增多， 也会使炉膛物料浓度上升，既有利于提高保持炉内的循环倍率，增强炉内的传热，但同时增 大了水冷壁的磨损速率。
4.3 煤中SiO2、Al2O3等成分对磨损的影响
SiO2和Al2O3是煤灰特性中影响磨损的特别重要的因素。SiO2和AL2O3比较，比 值越大，磨损越严重。因此，常将SiO2和AL2O3的比值作为一种判定准则。
4.4 烟气成分的影响
在工程实际问题中，烟气中常含有一些微量腐蚀气体，如SO2、S3、H2S等。在250 ℃以下烟温 时这些腐蚀性气体会对壁面产生腐蚀作用，即使在300℃及以上壁温时，烟气中O2、SO2 和壁面 的氧化铁层的作用仍会产生SO2,并逐步腐蚀壁管。此外一些已运行循环流化床锅炉的测试 表明，在炉膛水冷壁附近烟气中CO含量仍相当高,在还原性气氛下金属表面产生渗碳和硫化 现象,破坏金属表面氧化膜的致密性，从而使金属表面的磨损增加.
防止水冷壁磨损所采取的各种措施基本上遵循以下几项原则：①主动防磨的原则：严格控制物料的粒径，尽量降低炉内物料的流化速度、物料浓度，即 从循环流化床锅炉本身固有的流动和燃烧特性出发，通过运行热血传奇私服人员采用合理的调整手段，优 化运行参数来解决。②被动防磨的原则：通过水冷壁喷涂等手段来缓解水冷壁的磨损。③针对性防磨的原则：改进设计、改变水冷壁和密相区交界处耐磨材料的敷设方式；改善 施工工艺，消除水冷壁产生突起和棱角的可能，最大限度地减少局部水冷壁的磨损。
［参考文献］
［1］ 车得福，庄正宁，李军，王栋，等. 锅炉［M］.西安：西安交通大学出版社.2 002.
［2］ 林铭山,等.循环流化床锅炉机组运行操作技术问答［M］.北京:中国电力出版 社,2006.
［3］ 刘德昌.流化床燃烧技术的工业应用［M］.北京:中国电力出版社,1998.