浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝（共9篇）

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇1

浅谈循环流化床锅炉脱硫脱销

概况

随着我国工业产业迅猛发展，环境污染显得更加突出。尽管快速发展的工业使人民的生活水平大幅度提高，但环境污染也给人们的身心健康带来较大危害。据报道我国南方酸雨的PH值达到了3-4，可见大气中SO2、NOx的浓度已到了相当高的程度。由于煤炭中含有一定量的硫和氮，一般认为，大气中的SO2、NOx主要来源于火力发电厂燃煤锅炉和工业燃煤锅炉排放的烟气中。近年来，循环流化床锅炉作为一种环保型锅炉在工业生产中被广泛应用。因此，搞清循环流化床锅炉SO2、NOx的产生过程，对我们有效控制、降低锅炉SO2、NOx的排放浓度和采取合适脱硫脱硝方法是非常必要的。2 SO2和 NOx的特性及其危害性

SO2是一种无色有刺激性气味的气体，是对大气环境危害严重的污染物。在阳光催化下，SO2进行复杂的化学反应形成硫酸，再经雨水淋降至地面即形成酸雨。氮氧化物有NO、NO2和N2O三种，NO是一种无色无味有毒的气体，约占煤燃烧产生的氮氧化物总量的90-95%，它在大气存在的时间极短，便被氧化成NO2，NO2与水反应也会形成酸雨。酸雨对农作物有较大的危害，它会造成农作物茎叶色斑，导致农业减产，也会对建筑物造成侵蚀，缩短建筑物的寿命。此外，空气中的SO2、NOx会刺激人们的呼吸道，使人呼吸道疾病的发病率提高。同时，SO2和NOx也是诱发癌症的原因之一。NO还会造成臭氧层的破坏，N2O 是一种无色有毒气体，与氧气反应生成NO，是大气平流层中NO的主要来源，可以破坏大气平流层的臭氧，它也是一种温室气体。

煤燃烧过程中SO2析出的动态特性 3.1 煤中硫的存在形式及反应过程

硫在煤中的存在形式主要有有机硫、无机硫两种。无机硫主要为黄铁矿FeS2。有机硫在煤加热至400℃时即开始大量分解，一般认为有机硫首先分解为H2S，然后遇氧再反应生成SO2，而黄铁矿硫在300℃就开始分解，但大量分解在650℃以上，而流化床燃烧的典型温度区在800-900℃之间。所以，循环流化床锅炉煤中硫的转化率很高。3.2 各种因素对SO2析出的影响

有机硫的分解时间比较短，在挥发分析出以及煤着火的初期基本上就分解了，而黄铁矿硫形成SO2要持续数分钟，并随着温度的升高SO2的转化率会大幅增高。3.2.1 钙硫比的影响

钙硫比是影响循环流化床锅炉SO2排放的主要因素。在不加石灰石时，SO2的排放量与含硫量成正比。燃料在燃烧时一般有80%以上的硫分转化为气体排放到大气中，剩余部分与炉渣以固态的形式排出。循环流化床锅炉Ca/S低于2.5时，SO2的排放浓度随Ca/S的增加而下降很快。当Ca/S大于2.5时，SO2降低就不明显了，相反，还会带来一些副作用，如影响燃烧工况，增加灰渣物理热损失，提高NOX的排放，与选择性非催化还原相冲突等。因此，对于循环流化床锅炉Ca/S应控制在1.5-2.5之间。我公司490t/h循环流化床锅炉自2009年4月投运以来，钙硫比控制在2.0-2.5之间，SO2的排放浓度一般200mg/m3左右。3.2.2 粒度的影响

采用的合理的石灰石粒度，经运行实践证明，既能保证石灰石在炉内的停留时间，同时合理的粒度也尽量增大了石灰石粒子与二氧化硫的接触面积，提高了石灰石的利用率，有利于脱硫反应的进行。脱硫剂的粒径分布对脱硫效率有较大影响。一次反应条件下，较小的脱硫剂粒度，脱硫效果较好。一方面，脱硫剂粒度越小，对NOx的刺激作用越小，脱硫温度可以相对稍高，燃烧更完全，脱硫效率也相对提高。另一方面，减小石灰石颗粒的尺寸能增加其表面积，从而提高反应面积。但脱硫剂的粒度也不是越小越好，如果脱硫剂的粒度太小，不能参与CFB灰循环，只会增加其以飞灰形式的逃逸量，降低脱硫剂利用率，从而引起脱硫效率的下降。根据有关资料，脱硫剂的粒度在0-1mm时，平均粒径在100-500μm，脱硫效率最高。3.2.3 过剩空气系数的影响

SO2的形成与炉内O2的浓度有关。在局部缺氧的条件下，黄铁矿的分解速度会减慢，SO2析出量低，反之，SO2的析出量就高，但过剩空气系数太低会影响到锅炉的燃烧效率。3.2.4 燃料在炉内停留时间的影响

循环流化床锅炉的特点就是燃料先从密相区到稀相区进行燃烧，然后再经分离器分离将未燃尽的物料送回炉内继续燃烧，如此循环几次到几十次不等（这与锅炉设计循环倍率有关），这一循环过程工作温度在600-900℃之间，在此温度段内煤燃烧时间可达数分钟乃至数十分钟，这样煤中硫分就会大量的转换为SO2析出，一般可达到90%以上。因此，循环流化床锅炉一般采用炉内喷钙脱硫，由于燃料和脱硫剂在炉内停留的时间长也就使得SO2与脱硫剂有足够的反应时间，脱硫反应充分完全，因而循环流化床锅炉具有很高的脱硫效率。4 脱硫剂的脱硫原理

循环流化床锅炉燃烧过程中最常见的脱硫剂是钙基脱硫剂，如石灰石、白云石，在床温超过其燃烧平衡温度时，将发生煅烧分解反应: CaCO3----CaO+CO2 CaO将在富氧条件下与SO2发生反应生成硫酸盐： 2CaO+2SO2+O2----2CaSO4 5 石灰石在循环流化床锅炉内的煅烧过程

天然石灰石是一种致密不规则结构的矿石，其孔隙容积和比表面积都很小。在炉内，石灰石首先被煅烧成多孔的CaO，煅烧过程中石灰石颗粒内孔隙容积不断扩大，比表面积也不断增加。石灰石多孔的结构有利于提高二氧化硫的吸收反应活性。6 NOx的形成机理

煤在燃烧过程中形成的NOx可分为三种，即热力型、燃料型和快速性。其中快速型生成量很少可以不考虑。根据循环流化床锅炉的反应温度和氧浓度水平，热力型NO的形成速率很低，故一般可以不考虑。煤在燃烧过程中主要是燃料型NOx，燃料氮形成的NO占流化床燃烧方式NOX总排放量的95%以上。

影响循环流化床锅炉内NOX产生的因素 7.1 温度的影响

随着运行温度的提高，NOX的排放升高，而N2O的排放将下降。这就意味着，通过降低床温来控制NOX排放会导致N2O排放升高。另一方面，运行床温的控制还受负荷及燃烧效率的制约，床温过低CO浓度很高，这尽管有利于NOX的还原，却带来了化学不完全损失。温度升高由于其热分解作用会使N2O降低。7.2 过剩空气系数的影响 7.2.1 不分段燃烧

不分段燃烧时，过剩空气系数对NOX和N2O的影响很相似。过剩空气系数降低时，NOX和N2O排放量都下降，过剩空气系数增加很大时，NOX和N2O排放量也大大降低，因为，过剩空气系数很小或很大时，CO浓度都将升高，而CO会促进NO和N2O的还原和分解。7.2.2 分段燃烧

实施分段燃烧对降低氮氧化物的排放很有好处。二次风从床面上方的一定距离给入，随着二次风率增大，NOX生成量也随之下降，并在某一分配下达到最低点。这是由于分段燃烧会使锅炉局部氧浓度降低，可以抑制燃料型氮氧化物的生成。另外，分段燃烧也会使火焰高度降低从而使热力型氮氧化物降低。如图所示： 7.3 脱硫剂的影响

锅炉添加石灰石的直接目的是为了脱硫。但石灰石对氮氧化物排放也有明显影响，会造成NO上升，而N2O下降。原因是石灰石对NOX的生成起催化作用。因为，多余CaO是氧化性条件下N2O分解的催化剂；CaS是CO还原NO和N2O的强催化剂。8 同时降低SO2和NOX排放的措施

通过前面脱除各种有害气体方法的分析，循环流化床锅炉降低SO2和NOX排放的措施主要有：

①降低过剩空气系数α燃烧，过剩空气系数在1.10-1.20之间。②分段给入空气，实施分段燃烧合理分配二次风的比例，一般控制在总风量的30%-40%。

③降低燃烧温度可以使SO2和NOX降低，但会使N2O和CO增加，一般地，循环流化床锅炉的床温在850-900℃之间为宜。

④采用较小的脱硫剂粒径150-300μm之间，不仅可以增加承载脱硫反应的比表面积，而且使脱硫对温度的敏感性和对NOX的刺激增长作用都会减弱。

⑤选择合适的Ca/S比，钙硫比的选择与燃料的含硫量和脱硫剂的粒径有关，一般Ca/S比为1.5-2.5。

⑥提高悬浮段的颗粒浓度和混合扰动对脱硫和降低NO排放有利。降低煤的平均粒径和提高一次风压的压头可以提高悬浮段的颗粒浓度。9 循环流化床锅炉SO2和NOX实测值

2009年6月唐山市环境监测站对我公司2台490t/h炉进行了实际监测，检测结果如下： 1#炉监测结果

监测时间 次数 SO2（mg/m3）NOX（mg/m3）2009年6月3日 1 235 83 2 294 84 3 284 80 2009年6月4日 1 161 98 2 236 104 3 240 102 2#炉监测结果

监测时间 次数 SO2（mg/m3）NOX（mg/m3）2009年6月3日 1 135 110 2 115 114 3 109 112 2009年6月4日 1 103 112 2 84 110 3 85 110 我公司循环流化床锅炉通过炉内添加石灰石后，脱硫效率可达92%以上。循环流化床锅炉的低温燃烧和分段燃烧技术使得氮氧化物的排放浓度远远低于国家标准400 mg/m3。9 结论

通过以上分析，可以看出，循环流化床锅炉在脱硫脱硝方面有着比较大的优越性，SO2和NOX的排放浓度可以得到了有效的控制，是一种环保型锅炉，具有推广的价值。由于燃料硫和燃料氮的反应系统之间存在着密切的联系和交互影响，单独降低SO2、N2O和NOX其中一种不是我们想达到的目的，降低SO2的措施往往导致NOX和N2O的升高，降低N2O措施往往又会导致SO2的升高。因此，同时降低循环流化床的氮、硫氧化物的排放是我们今后研究的新课题。

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇2

山西漳电大唐热电有限公司现配置的CFB锅炉目前采用炉内喷钙加电布组合除尘器对锅炉烟气进行处理, 在现阶段基本可以满足排放要求, 但新的排放标准要求现有火电厂于2014年7月1日起实施, 该公司未能满足国家新规定。本文详述热电厂脱硫脱硝改造工程从立项到改造、验收的过程, 对同类型机组的相似改造工程具有一定的借鉴意义。

1 脱硫技术改造

1.1 存在的问题

目前, 国内外仍有部分小型CFB锅炉均通过向炉内直接添加石灰石粉来控制SO2排放。投入炉内的石灰石在高温条件下煅烧发生分解反应生成Ca O, 然后在炉内880 ℃~950 ℃的条件下, Ca O、SO2和O2经过化学反应生成Ca SO4, 化学反应方程式为:

CFB锅炉炉内脱硫效率的高低, 受到诸多因素的影响, 包括石灰石的反应活性、粒度、入炉煤的发热量和含硫量、锅炉分离器的分离效率、锅炉运行参数等。炉内脱硫效率的高低直接影石灰石的耗量, 石灰石输送系统的可靠性和出力将直接影响锅炉的脱硫效果。

1.2 总体改造目的及要求

a) 本次改造主要目的为解决现有脱硫设备脱硫效果不理想 (年平均排放量为296.1 mg/m3) 的现状, 在现有设备基础上增效改造, 包括增设空压机、改造旋转给料阀、改造输送管道、改变石灰石粉喷入锅炉位置等;b) 脱硫系统满足全天24 h连续运行, 年运行时间大于7 000h;c) 系统装置先进、安全、可靠、便于运行维护;d) 2 a内装置连续使用率≥95%;e) 5台锅炉满负荷运行, 在初始排放浓度700 mg/Nm3, 折算硫分为128.91 mg/MJ工况下, 脱硫设施启动后, 脱硫剂投放充足时 (钙硫比≤2.5) , 锅炉烟气排放SO2浓度≤150 mg/m3。

1.3 脱硫改造情况

1.3.1 改造旋转给料阀

使用适用于长距离输送的立式旋转给料阀 (气力喷吹系统) 作为输送的核心部件改造系统, 此系统有以下优点:a) 石灰石粉经给料阀后流化效果好, 系统不易堵塞;b) 输送量可精确控制;c) 给料阀不易磨损;d) 能克服高背压的输送。

1.3.2 改造输送系统及配套设备

本着现有设备利用最大化的原则, 对现有系统进行如下改造:a) 在原设备基础上改造石灰石输送系统, 保留原上缓冲仓、下缓冲仓, 更换缓冲仓进料阀;b) 更换给料阀后配套的专有异形管件;c) 利用原有系统的压力变送器、料位开关, 如原有系统内测量仪表不够, 则另外增加;d) 改造配气结构, 增加5套配气组件、5套就地电磁阀箱。

1.3.3 改造输送用压缩空气系统

原有压缩空气系统出力不够, 在冬季压缩空气中有冷凝水, 影响输送效果, 易堵塞。因此做如下改造:a) 增加两台28立方螺杆式空压机, 压缩空气管道采用母管制, 将新增空压机房内三台 (含业主一台) 空压机的出口管道汇总成母管后接入电厂原有压缩空气母管上;b) 在仓外的压缩空气母管上安装蒸汽空气加热器, 在冬季开启, 将输送用压缩空气加热到40℃以上。避免压缩空气中冷凝水与石灰、石灰石粉混合板结;c) 将室外的石灰石输送管道加50 mm厚岩棉保温, 外包铝皮, 以防止在冬季结冻堵塞。

1.3.4 储仓系统改造

检查石灰石储仓原有流化风系统, 更换损坏的气化板、气路控制元件。利用气化风机房内的原有气化风机、空气电加热器出来的热空气作为流化风来源。

1.3.5 石灰石输送管道改造

原有系统采用DN100的输送母管到各锅炉;经理论计算与实际论证可以将DN100管道更换为DN125的管道。

1.3.6 增加石灰石密封冷却风

为使石灰石粉能更好地进入炉膛, 石灰石喷枪距离高温区很近。为防止石灰石喷枪烧损, 并防止锅炉正压向外泄漏, 从一次风机出口处引出一路密封冷却风, 接入石灰石喷枪的冷却风入口。

1.3.7 改造石灰石喷入点

为使石灰石粉喷入炉内后达到较高的反应效率, 达到较高的脱硫效果, 需要将石灰石粉喷入锅炉最佳的温度区间、流场区间。经计算比较, 选择炉后返料腿作为两个石灰石喷入口, 进入炉膛处在标高8.123m处。在炉后中间位置, 标高8.5 m处单独开孔, 安装石灰石喷枪, 总共用三支喷枪将石灰石粉喷入炉膛。

1.4 脱硫改造效果

改造前2013年公司实际全年平均排放SO2浓度为296.1 mg/m3;由于锅炉运行工况及煤炭来源的不稳定性和多样性, 污染物排放浓度的变化幅度较大, 存在排放浓度极不稳定的现象, SO2的最高浓度达到663.6 mg/m3。改造后改造后锅炉运行平稳, SO2排放每日平均低于150mg/m3, 最低时可以降到30 mg/m3, 且运行平稳可靠。

2 脱硝系统新建工程

由于热电厂建厂时锅炉未配置脱硝系统, 锅炉排放的NOx没有有效的监测与调整手段, 本次改造厂方要求新增设一套脱硝系统。在综合了场地、安全、成本等各方面因素后, 厂方决定采用SNCR脱硝工艺, 并使用尿素作为还原剂。

2.1 脱硝改造方案

2.1.1 对现有锅炉系统设备的改造

经过对现场的勘察及和厂方专工的技术讨论, 对现场设备的分布、安装要求及标准均达成了一致。系统采用锅炉冷一次风作为冷却风;采用系统压缩空气作为喷射动力, 并新配置了2台空压机, 以满足系统使用。设置了氨逃逸监测系统, 能够有效防止过量喷射尿素导致的浪费和过量氨对下游设备的腐蚀等。

2.1.2 项目采用的脱硝工艺

Rotamix (SNCR) 系统通过设计安装一套专用的还原剂 (尿素) 配制、稀释、喷射系统, 并根据锅炉运行的负荷、NOx的含量等参数自动控制尿素浓度和流量, 经过专用的Rotamix喷枪将尿素喷入旋风分离器入口烟道, 尿素分解后与烟气中的NOx会有良好的混合及充分的停留时间, 以实现高效脱氮的目的。

2.2 脱硝改造效果

改造前由于锅炉安装时未设置脱硝系统, 烟气中排放的NOx含量随煤炭来源的不稳定性和多样性而极不稳定, NOx的最高浓度达到451.3 mg/m3, 并且无任何调整手段。改造后锅炉运行平稳时, SNCR脱硝系统正常投运, 可以对锅炉50%~100%负荷工况下进行稳定调整, NOx排放每日平均低于140 mg/m3, 最低时可以降到20 mg/m3, 且运行平稳可靠。但由于新增系统需要使用尿素, 所以运行成本略有增加。

3 改造收益分析

3.1 环境效益

本工程对5台锅炉采取脱硫脱硝改造措施, 将有利于改善区域大气环境质量, 进一步减少了对周边地区环境的影响。本项目通过改造后, 可减少SO2排放885.70 t/a, 减少NOx排放998.94 t/a, 可减少排污费用119.03×104元/a, 为保护当地大气环境质量、推动当地经济的可持续发展起到十分积极的作用。

3.2 社会效益

本次改造有利于改善投资环境, 提高当地人民群众的生活水平和生活质量。也为改善当地经济圈的空气环境质量创造了有利的条件, 具有良好的社会效益, 必将在社会上造成积极的反响。

4 结语

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇3

【摘要】CFB锅炉具有燃料适应性广、负荷调节范围大、燃烧污染物排放量低等优点，但其环保排放指标的控制也受多方面因素的影响。本文结合国家最新下发的环保标准，根据神华国神集团推广的CFB锅炉炉内脱硫脱硝一体化耦合技术，对郭家湾电厂锅炉脱硫和脱硝中存在的问题进行了分析总结，并通过一系列。

【关键词】循环流化床锅炉；床温；脱硫脱硝

一、锅炉简述

郭家湾电厂位于陕西省府谷县大昌汗镇郭家湾工业集中区，电厂选用哈尔滨锅炉厂生产制造的第一台国内自主知识产权的HG-1065/17.5-L.MG44型循环流化床锅炉，锅炉为双布风板、亚临界参数，炉膛蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷屏结构，其特点是取消了ALSTOM技术路线的外置床，将两级中温过热器及高温再热器以吊屏的形式 从炉顶分别悬挂于炉膛前墙、后墙，以增加过热器系统和再热器系统的辐射受热面积。锅炉共采用四个内径约8米的旋风分离器，布置在燃烧室两侧墙，外壳由钢板组成，内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形；每个旋风分离器下分别布置了一个非机械型回料阀，其回料方式为自平衡式，返料风与松动风用高压流化风机供给。

锅炉的脱硫方式采用炉内脱硫，其脱硫剂为石灰石粉，以气力输送方式分四点送入回料阀斜腿，分四路进入炉膛。

二、锅炉长期存在的问题及解决办法

1、存在的问题

1.1 床温高；1.2 循环灰量不足或不稳定；1.3 受热面超温；1.4 总风量大；1.5 受热面磨损；1.6 环保排放指标难控制，Ca/S高；1.7 锅炉飞灰CaO含量高

2、解决办法

1.1 增加炉内受热面；1.2 分离器提效改造；1.3 对风、煤配比优化调整；1.4 石灰石系统改造；1.5 石灰石籽料、粉料均匀给入炉膛。

三、锅炉系统改造

1、锅炉受热面的改造

锅炉在原有8片水冷屏的基础上加宽加长，每片增加5根，即将原水冷屏由原来的1.63m宽增加到2.55m，長度由原来的24米增加到28.45米，受热面增加约310m2；在此基础上，左右侧再增加两片水冷屏，受热面总计增加约540m2。

2、分离器的改造

在煤种不变的情况下，为了有效的增加锅炉循环灰量以降低锅炉床温，因此提高了旋风分离器的入口烟气流速，由原设计的23m/s提高至了29m/s（四个分离器入口缩口500mm，下部垫高400mm），分离器的分离效率大幅提高。

3、二次风口及除尘系统改造

新增加了12个上二次风口，比原上二次风提高了约2m，以降低NOx的生成量；对2#电袋除尘器更换了布袋。

4、脱硫系统改造

在原有石灰石粉系统（石灰石在回料阀斜腿分四路进入炉膛）的基础上新增加了一套石灰石粉输送系统，通过气力输送方式分四点送入裤衩腿内侧下二次风口，最后通过下二次风口送入炉膛，使石灰石粉均匀的喷入炉膛中，同时石灰石粉仓也进行了增容改造，两套石灰石粉气力输送系统共用一个石灰石粉仓。石灰石粉系统的自动采用烟气出口SO2排放量、锅炉总给煤量、床温变化、给煤量与石灰石需要量的对应关系，充分实现了石灰石输送系统的“三自动”。

石灰石籽料系统暂通过输煤5号带处上至炉前料仓，通过控制四台小皮带给料机分别进入四台刮板给煤机至炉膛脱硫。

四、锅炉系统改造后的效果

1、锅炉经受热面、分离器改造后，机组满负荷情况下锅炉的悬浮段差压约上升了600pa-800pa，同时经过锅炉的优化运行调整炉膛的下部床温降低了60～100℃（受热面改造后锅炉床温由970～990℃降至940～960℃，分离器改造床温可降至900～910℃，经过锅炉调整床温可降至870～890℃，若入炉煤粒径控制较好床温可降至860℃左右）；

2、锅炉降床温改造后，在炉膛床温下降的同时，还降低了锅炉的风量，机组满负荷情况下：一次风量下降了6～10万m3/h，总风量下降了10～15万m3/h，这样不仅降低了风机的耗电率还减小了锅炉的磨损，对于双布风板结构的锅炉其一次风量的减小也降低了翻床的风险，提高了机组的可靠性。

3、脱硫系统改造后，满负荷情况下可以将SO2排放值控制在200mg/Nm3（折算6%O2）以内；添加石灰石籽料后，SO2瞬间排放的稳定性也明显提高。

4、烟尘排放指标降低较明显，现#2锅炉排放值约在20mg/Nm3。

五、锅炉燃烧优化调整

为满足国家2014年7月1日起执行《火电厂大气污染排放标准》（GB13223-2011）的要求：（6%氧量浓度下）二氧化硫排放浓度≤200mg/Nm3；氮氧化物浓度≤200mg/Nm3；烟尘排放浓度≤30mg/ Nm3，电厂锅炉专业在降床温改造和石灰石系统改造全面完成后，开展了炉内脱硫脱销燃烧优化调整试验，全面梳理机组运行和设备治理中存在的问题，制定了试验调整方案，并逐渐摸索出了适合本锅炉的调整方法。

1、入炉煤粒度在不同级配下的试验

1.1入炉煤粒度过大或过细，都可能造成锅炉床温升高。入炉煤粒度过大时，往往造成大颗粒煤沉积在炉膛的下部，导致床温升高；入炉煤粒度过细时，煤在进入返料器料腿的时候就开始加热燃烧，进入炉膛下部时，就充分燃烧，致使炉膛稀相区的燃烧份额减少，导致锅炉床温升高。

1.2试验前首先要求入厂燃料品质，保证源头质量过关。

1.2.1入厂原煤控制标准：低位发热量在5000大卡/千克以上，水份小于12%，灰份小于15%，含硫量小于0.5%，颗粒度小于30mm，小于1mm不大于15%；

2.2.2入厂矸石控制标准：低位发热量在700大卡/千克以上，水份小于10%，灰份小于45%，含硫量小于0.5%，颗粒度小于30mm；

1.3根据我厂输煤破碎设备现状，改造了最新一代12排锤头细碎煤机，调整高幅筛间隙从8mm至12mm，更换了粗碎煤机锤头，经过不断的调整试验后，我厂燃煤颗粒度在经过调整后，基本稳定在以下表中范围：

粒度（mm）筛上物占全样（%）控制标准（%）

25.0～13.02.18≤2

13.0～6.016.1418

6.0～3.029.9035

3.0—1.026.2625

1.0以下25.52≤20

2、通过调整燃用煤种进行试验，主要用能东煤和榆家梁矸石配比在不同的发热量下试验对床温的影响

2.1#2炉采用能东原煤和榆家梁矸石配比进行试验，在颗粒度基本稳定的情况下，试验了不同发热量对床温的影响，从试验的情况看，入炉煤发热量的高低，对床温的影响较大，大约发热量每升降300大卡，床温升降约5℃。

2.2经过试验，发热量超过3500大卡时，床温大约上涨5—10℃，所以参烧矸石的比例很关键，掺烧太多时经济性较差，且易造成受热面磨损。但掺烧较少时，炉内的循环灰量较少，床温较高。经过综合分析，我厂原煤发热量5000大卡以上，矸石发热量800-1000大卡左右，入炉煤发热量配比在3300—3500大卡，煤矸配比1.5：1，床温低且较稳定。

2.3保证控制锅炉床温在850℃--900℃之间，要求控制入炉煤发热量和负荷对应关系如下：

负荷（MW）≤150180210240270300

发热量（大卡）380036003400330033003200

说明以上数据以安全运行为前提进行控制

3、调整内外侧上下二次风，试验不同的配风方式下，对床温和NOx的影响

3.1调整内外二次风对床温的影响进行试验。关闭原外上二次风门至10%，打开新加二次风门至100%，外上侧调门根据氧量调整开度。我厂新加的外二次风门为左后右共12个，在原外二次風门上侧，试验中，关小原外二次风门后，产生了一定的高度差，对于燃烧分级和脱氮产生了良好的作用，NOx基本能控制在200mg/m3以下，在氧量2%-3%之间，每涨0.1%，NOx含量大约上涨10mg/m3。

3.2试验内侧二次风对床温及NOx的影响。负荷300MW时，床温939℃/936℃，上部差压1300Pa，调整内侧二次风调门至全开，内侧上二次风手动门从50%至全开。外侧根据氧量调整至2%。床温下降约10℃，上部差压上升约200Pa。试验结果为NOx在200mg/m3左右，但二次风无调整余地。

通过对内外二次风的试验证明，外侧上二次风调整NOx，内侧二次风调整床温有明显的效果，目前在调整中控制内外侧二次风调门开度接近一致，基本能平衡床温和NOx的关系。

3.3二次风的调整对氮氧化物的影响较大，所以调整的总原则是：上层二次风开度大于下层二次风的开度，同层二次风开度遵循“中间大、两侧小”，左右墙二次风量小于前后墙二次风量，石灰石侧二次风大于同层其他二次风。

3.3.1裤衩腿内侧左、右侧上二次风（各4路）手动门开度40%；

3.3.2锅炉前墙上二次风电动门为50%；

3.3.3锅炉左侧上二次风手动门（6路）开度从前墙至后墙开度依次为50%、60%、70%、70%、60%、50%；

3.3.4锅炉后墙上二次风电动门为50%；

3.3.5锅炉右侧上二次风手动门（6路）开度从前墙至后墙开度依次为50%、60%、70%、70%、60%、50%；

3.3.6锅炉床上油枪二次风门（外侧下二次风）调门开度为15%～50%（根据负荷调整）

3.3.7 锅炉外侧二次风调门（左、右侧）开度与裤衩内侧二次风调门（左、右侧）开度比例为1：1.5。

3.3.8新加外二次风电动门开度为15%～40%（根据负荷调整）

4、通过调整一次风量，试验一次风量对床温的影响

4.1根据不同工况下的床温情况，在满足最小临界流化风量的前提下，降低一次风量运行，减少受热面的磨损和减少密相区内的氧量。通过多次试验找到不同负荷下一次风量最高限值，形成一次风量与负荷相对应的优化曲线图，固化在日常的运行操作中。

负荷（MW）≤150180210240270300

一次风量（万KNm3/h）≤26≤28≤30≤32≤34≤36

说明以上数据以安全运行为前提进行控制

4.2在不同工况下，又做了多次提高一次风量的试验，床温呈现先下降后上涨到原来水平的现象，说明一次风量在满足锅炉流化的前提下，加大一次风量对于降低床温效果并不大。

5、调整锅炉床压试验

5.1首先进行了降低床压试验，当风室压力控制在14KP时，锅炉下部床温上涨15℃左右，说明床温会随着床压的降低而升高。

5.2在不同负荷段下进行了提高床压的试验。适当的提高床压，使锅炉的蓄热量增加，床温相对能稳定在一定范围，波动较小。根据多次的试验得出结论：锅炉床压每增加1KPa，锅炉下部平均床温约降低3-5℃左右。考虑到锅炉床压升高，会使一次风机电耗增加，受热面磨损增大，而且还存在翻床的危险，锅炉床压还必须保持在安全的范围内。所以应合理的控制炉膛下部床压在7kpa之内，风室压力14-17KPa，尤其是锅炉高负荷时，应适当的保持合理的床压。

6、调整氧量试验

浅谈循环流化床锅炉的燃烧与控制 篇4

摘要：文章阐述了循环流化床锅炉的燃烧特性和传热机理，结合循环流化床锅炉结构的特点，分析了对锅炉燃烧的影响因素，论述了常规情况下与循环流化床锅炉燃烧有关的主要参数的控制和调整问题。

关键词：循环流化床

燃烧控制

运行

调整

循环流化床锅炉是一种新型高效低污染的燃烧设备，是解决燃煤污染的重要途径之一，近几年来，大容量的循环流化床锅炉在我国得到了大量的应用，循环流化床锅炉在运行操作中与煤粉炉有很大的不同，而实际运行中许多运行人员更倾向于用原来操作煤粉炉的方式和经验操作循环流化床锅炉，结果导致经济性降低，甚至出现事故。经过查阅有关资料，分析了循环流化床锅炉的燃烧特性和传热机理，并在仿真机上进行了大量的试验，对循环流化床锅炉燃烧的控制与调整作了一下简述，希望能给锅炉运行人员一些参考。1.循环流化床锅炉的总体结构

循环流化床锅炉主要由燃烧系统、物料循环系统、尾部烟道三部分组成。其中燃烧包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、煤及石灰石供给系统等几部分：物料循环系统包括旋风分离器和J阀回料系统两部分；尾部烟道布置有过热器，再热器，省煤器，空气预热器等受热面组成。2.循环流化床锅炉的燃烧特性和传热机理

循环流化床锅炉的主要特征在于在于颗粒在离开炉膛出口后进适当的气固分离装置和回料装置不断的送回床层燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风设有一次风和二次风；一次风作为一次燃烧用风和床内物料的流化介质由布风板送入燃烧室；二次风沿炉膛高度分为两层布置，以保证提供给燃料足够的燃烧用空气并参与燃烧调整；燃烧室内的物料在一定流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗粒在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大的颗粒因重力作用沿炉膛内壁向下流动，炉膛内形成气固两相流；一些较小的颗粒随烟气飞出炉膛进入旋风分离器，进过气固分离，被分离下来的的颗粒沿分离器下部的返料装置送回到燃烧室循环燃烧，经过分离的烟气通过尾部烟道内的受热面吸热后，离开炉膛。使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，强化了传热，因此循环流化床锅炉炉膛不仅有辐射传热方式，而且还有对流及热传导等传热方式，大大提高了炉膛传热系数，确保锅炉达到额定出力。3.循环流化床锅炉主要参数的的控制与调整

循环流化床锅炉的燃烧运行中，床温，风量燃料粒度和床层厚度等是几个最为关键的指标。3.1床温

维持正常的床温是循环流化床锅炉稳定运行的关键。为保证良好的燃烧和传热，床温一般控制在850—930℃之间稳定运行。在运行中要加强对床温的监视，温度过高，容易使床内结焦造成停炉事故，并且影响脱硫的效果，温度太低容易造成低温结焦。影响床温的因素主要有负荷，投煤量，返料量，风量及一二次风配比等，具体有以下几方面：

（1）运行中煤种的变化时，发热量的变化会改变床内的热平衡，从而影响燃烧，传热和负荷，也会影响排放量，易造成床温波动发热量越高，床温就越高。

（2）给煤量不均时，时多时少，会使床温忽高忽低，尤其有时操作不慎或短时间断煤会使床温短时间下降。

（3）负荷改变后，风量配比为及时调整，如负荷增大煤量，风量未相应增加，床温就会下降，反之，床温就会上升

（4）运行中给煤粒度控制不严或煤质太差，排渣不及时，会使硫化床底部硫化质量恶化，同时料层阻力增加会使风量减少，风煤配比失调，造成床温逐渐下降。

（5）风煤配比调整不当，煤量过多，风量过小时，煤在炉内不能良好燃烧，是床温逐渐降低。如果运行人员误认为煤量不够，继续增加煤量，会使风煤比严重失调，床温急剧下降，如果风量过大，则会使烟气带走的粒子热量增加，也会使床温降低。

床温的调整控制主要根据负荷和煤质的变化，及时调整给煤量，并保持合适的风煤比和床层的厚度，使床温维持在最佳的范围内运行。运行中床温气压有变化时，要及时按变化趋势相应调整给煤量和风量。对于床温的调整和控制应特别仔细，由于运行中热电偶所反映的温度总是滞后于实际温度，所以不能等到床温表的指示已超过正常范围后再去调整，这时即使完全停止给煤或给煤加到最大，床温还是继续上升或下降，又造成结焦或熄火的危险。在床温波动不是很大时，要进行细调，分几次进行。等到床温变化较大时，在做大幅度的调整方法是不妥的。无论如何调整给煤风量都必须保证底料有良好的硫化质量，以防结焦和熄火。3.2 风量

一次风的作用主要使床料良好的沸腾工况，且提供燃烧所需的氧气，二次风的作用是赠的烟气的扰动，减少烟气的热偏差，提高炉膛出口烟温，同时也能提供燃烧所需的氧气。对风量的调整原则是在一次风满足硫化的情况下，相应的调整二次风，一次风的大小直接关系到流化质量的好坏，循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验，并作出不同的料层厚度（料层差压）下的临界流化风量曲线，在运行时以此作为风量调整的下线，如果风量低于此值，料层就可能流化不好，时间稍长就会发生结焦，对二次风量的调整主要是依据烟气中的含烟量的多少，一般控制在3%以内，如含氧量过高，说明风量过大，会增加锅炉的排烟热损失Q2,同时，烟气流速也较大，对受热面么损加剧；如果小又会引起燃烧不完全，增加化学不完全燃烧损失Q3和机械不完全燃烧热损失Q4。如果在运行中风量不够，应逐渐加大引、送风量，满足燃烧要求，并不断调整一、二次风量的配比，使锅炉达到最佳的经济运行指标。

应当注意的是投入二次风一定要根据负荷和炉温的不断升高、逐渐缓慢进行，切忌快速大量的投入。因为锅炉刚刚投入时，炉内热强度还是很低、系统燃烧还不够稳定，此时如果大量的投入温度较低的二次风，势必造成炉温加大的波动，给运行调整带来较大的困难，如果控制不好会造成灭火。3.3 燃料粒度

我厂循环流化床锅炉用煤为宽筛分物料，一般要求0—9mm, 燃料粒度的大小会引起送风量、燃烧份额和飞灰浓度的变化，从而影响气温的变化。如果燃煤的粒度大于9—11mm时,若维持在设计风量下运行有可能使粗颗粒沉积而引起事故（这是循环流化床锅炉不能长期稳定运行的原因之一），为使粗颗粒流化，必需加大送风量，结果造成颗粒杨析增加，密相区的燃烧份额降低，稀相区的燃烧份额增加，同时增大送风量又使过热器区的烟增加，是气温上升，严重时

还可能使部分细颗粒煤在过热器区域燃烧，而造成气温超限。造成燃煤粒度不符合要求有以下几方面，运行中严格控制，保证锅炉的安全经济运行。（1）制煤系统不合适，原煤未经过筛分就进行破碎，造成细粉煤含量过多。（2）筛子运行不正常，运行一段时间后特别当煤较湿时，筛孔发生部分堵塞，使煤的颗粒越来越细。（3）输煤系统上无吸铁装置或运行不正常，使铁钉、铁片等进入流化床中。（4）破碎机运行不正常，破碎效果不佳，破碎后煤不过筛，都将造成大颗粒煤大量进入床中。（5）筛子出现破损，使筛孔变大，造成粗颗粒的煤大量进入床中。3.4料层厚度

料层厚度是通过监视料层差压值来得到的，通常将所测得的风室与燃烧室上界之间的压力差值作为料层差压的监测数值。合理的控制好料层厚度，直接影响风室压力和风机电耗，料层过厚会使送风量降低，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火；料层太薄虽送风量调整范围大，但运行不稳定，负荷较低时节流损失。一般低负荷采用小风量薄料层运行，高负荷采用大风量，厚料层运行。保证料层的厚度和流化质量可通过炉底排渣控制，排渣时应根据所燃用的煤种设定上下限，4 结束语

以上参数对循环流化床锅炉稳定燃烧和安全运行有一定作用。在运行中要结合所燃用的煤质及当时负荷情况，严格控制料层差压和床温，通过不断调整给煤量、风量,使锅炉达到最佳的运行效果, 最大限度的发挥循环流化床锅炉高效节能的优势。

参考文献

[1]：苓可发等，循环流化床锅炉理论设计与运行

中国电力出版社，1999 [2]：刘德昌等，流化床燃烧技术

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇5

关键词：脱硝；还原剂；类别；设备

中图分类号：tb 文献标识码：a 文章编号：16723198（2012）14019202

就实际运用而言，脱硝的还原剂一般都是含氮的物质，包括氨、尿素、各种铵盐（醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等），其它的氮还原剂如异氰酸和联氨也有被应用。现在国内外对脱硝还原剂的研究主要集中在氨（包括各种铵盐）、尿素和异氰酸等三种。研究的结果表明，对于这三类的脱硝还原剂，其化学反应原理上是有差异的。目前，以氨和尿素的使用最为广泛，氨作为脱硝还原剂，是最早的一种脱硝还原剂。但后来美国电力研究院发展出使用尿素作为还原剂的脱硝技术，使用得比氨更加广泛，而且应用在更大型的锅炉机组上面。sncr脱硝工程还原剂的比较研究

首先是氨。氨，或者叫液氨，阿摩尼亚，分子式nh3。气氨相对密度0.588，液氨相对密度0.617，沸点-33.33℃。氨有特异的刺激性气味，容易溶于水。高毒，对皮肤、黏膜和眼睛有腐蚀性。可燃，爆炸极限为16％～25％。必须储存于阴凉、通风良好的专用库房。且远离热源、火源，与其它化学物品隔离储运，设备都要接地线。大量储存需要在建设、消防有关部门登记，获得许可。氨是重要的化工原料，也是重要的化肥生产原料。其中氮含量达到82％，是价格最低的化肥，当然也就是最廉价的脱硝还原剂。

除了价格上的优势，其作为脱硝还原剂使用的优点是作为气体喷入炉膛，其还原反应原理如下。它不会造成炉内受热面湿壁、腐蚀，对炉内温度场、速度场的影响也最小。而储存则作为液氨的形式储存，储罐容积小。缺点是氨气有毒、可燃、可爆，储存和使用的安全防护要求高。储存需要特制的高压储罐，输运管道也需要特别处理：蒸发吸热、溶解放热都会对管道造成一定的损害，一般需要加热设备且防水（解永刚，程慧，2010）。但由于氨气喷入高温炉膛内动量较小，一般很难跟烟气充分混合，所以脱硝一般不选择液氨或氨气直接喷入炉膛。

其次是氨水。氨水，即氨的水溶液，又称氢氧化铵，分子式nh3·h2o。常温下溶解度为29％，工业用氨水通常为20％或25％浓度，氨气容易挥发逸出，有强烈的氨的刺激性气味。腐蚀性强，对铜及其各种合金的腐蚀性最强，对铁、水泥及木材亦有一定的腐蚀性。氨水又一定的毒性，因此，储运、使用时有一定的操作安全要求，但安全性要求比液氨来说要小的多。储存、输送和处理都比液氨简单，这个是它的优点。缺点是由于含有大量的稀释水，储存、输送系统比氨系统要庞大；而喷射刚性、穿透能力比氨气喷射好。但在挥发性上仍然比尿素溶液大，应用在墙式喷射器的时候仍然难以深入炉膛深处，因此也限制了其在大型锅炉上的应用。氨水的还原no的化学原理与液氨相同，氨水的脱硝反应温度窗口比尿素偏低50～100℃左右，在低温区有较好的效果。

最后是尿素。尿素，学名为碳酰二胺，分子式（nh2）2co，分子量60.06。纯净的尿素无色无味的针状或棱柱状晶体，吸湿性强。尿素中的含氮量为46.6％，是含氮量最高的固体化肥。一般的工业农业用尿素的含氮量在46％以上。在20℃时尿素的饱和溶液的相对密度为1.146 g/cm3，固体时为1.335 g/cm3。20℃下的热容为1.334j/g/ ℃。常压下熔点为132.6℃，超过熔点则分解。常温时，尿素在水中缓慢水解，最初转化为甲铵，然后形成碳酸铵，最后分解成氨和二氧化碳，随温度升高，水解加快，但在60℃以下，尿素在酸性、中性和碱性溶液中不发生水解。尿素溶液在大型锅炉脱硝系统上的应用比氨普遍，作为no还原介质有以下几点优势：第一是尿素无味，无毒性，腐蚀性弱，不会燃烧和爆炸，运输、存储、使用都比较简单安全；第二是尿素溶液的挥发性比氨水小，对大型炉膛的穿透性好，混合程度也比较高。因此，在大型的锅炉设备的脱硝系统上的应用比氨普遍；第三是尿素的合适温度范围是900～1150℃，比氨水高50～100℃左右。

干尿素颗粒是没有腐蚀性的，但尿素溶液就不同了。尿素溶液中含有co（nh2）

2、nh3、co2、nh4+、coonh2-、co32-、hco3-等离子，其离子浓度随溶液质量浓度、温度的不同而不同，表现出的腐蚀性也不同。甲铵液对大多数金属有强烈腐蚀作用，特别是甲铵生成和分解时。尿素腐蚀实际上可以认为是甲铵的腐蚀，其中包括中间产物氰酸和氰酸铵。总体看来，尿素溶液中co2、nh3以及尿素本身的腐蚀性都很弱，而尿素水解的中间产物尿素-甲铵溶液的腐蚀性却很强，是造成金属腐蚀的主要原因。

在初投资方面，尿素系统需要有尿素溶解系统，因此初投资比氨水系统高10%左右；从运行费用方案考虑，锅炉采用尿素作为还原剂系统比采用氨水作还原剂系统运行费要高10%左右。循环流化床喷枪的比较研究

首先，喷枪结构及工作原理。一种为传统的压缩空气气力雾化喷枪，一种为循环流化床锅炉脱硝设计的机械雾化喷枪。

下文主要介绍机械雾化喷枪，喷枪结构主要由如下及部分组成：还原剂通道、雾化风通道、机械雾化喷嘴、快速接头等组成。喷枪各部件均采用不锈钢材料制造，机械雾化喷嘴多采用进口316l不锈钢制作。

机械雾化喷枪安装时装在炉墙上预埋的套管内，套管与炉墙平齐，喷枪通过法兰固定在套管上，安装时喷枪外管与预埋套管平齐，喷枪喷嘴装配时与喷枪外管向炉外缩数毫米。喷枪尾部两接口通过快速接头分别接还原剂和雾化风。锅炉和脱硝系统运行时，还原剂由还原剂通道进入机械雾化喷嘴，经机械雾化成合适细度雾滴喷射进入反应区，锅炉运行时雾化风常开，雾化风的作用见下面详细描述。

其次，雾化风的作用。第一是防止喷嘴快速磨损。循环流化床内烟气的含尘量远高于煤粉锅炉，旋风分离器入口水平通道内烟速一般可达25m/s。因此，传统的气力雾化喷枪在这种环境下面临快速磨损的问题。脱硝喷枪的雾化风套管安装在炉墙内，防止喷嘴受到烟气的直接冲刷。高速雾化风包围着喷嘴随机械雾化后的还原剂溶液一起喷出，在烟气和喷嘴之间起到隔绝作用，防止炉内气流受到扰动时烟气携带颗粒直接冲刷喷嘴，保护喷嘴不受磨损。第二是增加还原剂穿透度。还原剂和烟气的混合程度是脱硝技术的关键因素之一。高速雾化风的增加可以携带着机械雾化后的还原剂溶液，深度穿透至烟气中，从而增加了还原剂与烟气的混合程度，为保证脱硝率奠定了基础。第三是增加还原剂雾化细度。还原剂的雾化细度也直接影响的脱硝率，在其他条件同等的情况下，还原剂雾化细度越细，还原剂表面积越大，与烟气中的nox的接触面积越大，从而增加了脱硝率。第四是防止锅炉受热面腐蚀。传统喷枪在开始喷射或者结束喷射的间歇，存在还原剂液滴直接滴落到水冷壁壁面上的造成水冷壁腐蚀的风险。因此，具体使用过程中喷枪的高速雾化风包围着喷嘴，即使在刚开始喷射或者结束喷射有液滴滴落，也可将其携带进入炉内，避免了腐蚀水冷壁的风险。第五是防止喷枪枪体与套管之间堵灰。传统的喷枪安装在墙体上，套管与枪体之间极易堵灰，导致喷枪进退困难。高速雾化风使得烟气中的灰尘无法在套管内积聚。从而保证了枪体的可用率，方便了后期脱硝喷枪的维护检修。第六是冷却喷枪端部。雾化风是常温空气，来自风机或者压缩空气，可以有效冷却喷枪端部，防止高温损坏喷枪。在传统喷枪的基础上，所使用的喷枪应不存在由于停枪停止运行期间套管堵灰无法正常退出炉膛导致喷嘴被高温烧毁或变形的风险。

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇6

循环流化床烟气脱硫技术分析及工程应用

摘要：结合循环流化床烟气脱硫技术的研究发展现状及工艺特点,介绍了其在国内外的工程应用,并对运行过程中出现的问题进行了分析,为烟气循环流化床脱硫工艺的选择和运行提供参考.作 者：李忠华    薛建明    王小明    柏源  作者单位：国电环境保护研究院,江苏南京,210031 期 刊：电力科技与环保   Journal：ELECTRIC POWER TECHNOLOGY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)：, 26(2) 分类号：X701.3 关键词：循环流化床    烟气脱硫    技术分析    工程应用   

循环流化床锅炉脱硫运行优化研究 篇7

1 影响脱硫效率的因素分析

1.1 影响锅炉炉内脱硫效率的因素

1.1.1 脱硫剂的特性。

锅炉脱硫所用的脱硫剂石灰石,其特性包括反应活性、煅烧产物CaO的比、化学组成、表面积、孔隙率和孔径分布等[1]。在其特性当中,石灰石反应活性的高低对锅炉炉内脱硫影响比较大。

1.1.2 石灰石粒度大小的影响。

石灰石粒径大小对锅炉炉内脱硫效率有非常重要的影响。如果石灰石的粒径过小,投入锅炉的石灰石粉尚未经分离器捕集就一次通过锅炉直接进入鼓励尾部烟道,这样形成飞灰的比例较多,而这部分细石灰石粉因与锅炉烟气接触的时间太短,所以利用率偏低;若投入锅炉的石灰石粒度过大,就会有大部分石灰石不能够参与循环,造成石灰石利用率降低。

1.1.3 钙硫摩尔比的影响。

在循环流化床中,锅床温和其他工艺条件不变情况下,脱硫率会随着钙硫摩尔比的增加而提高,钙硫比值从2.0增加到4.0,提高脱硫率。但随着脱硫剂的增加,脱硫率提高量很少,这样不仅浪费了脱硫剂同时影响锅炉燃烧效率,而且增加了灰渣的处理量,这样就会增加企业生产成本。

1.1.4 流化速度的影响。

锅炉一次风系统为循环流化床提供所必需的流化风。增加系统的流化风速,就是增加物料的携带速度,进而使循环回料量增加,同时相应地延长了脱硫剂在锅炉炉膛内的停留时间。但若一次风速太大,反而会使脱硫效率降低。

1.1.5 石灰石输送系统的影响。

因石灰石粉具有硬度偏高、堆积密度大,易吸水受潮结块,离散性大、逸气性强及亲和力差等特点,所以石灰石粉属于比较难输送的物料。在石灰石输送系统实际运行过程中,如果设计不合理以及设备质量本身不过关,就会大大影响石灰石输送系统的安全稳定运行。

1.2 半干法脱硫效率的影响因素

二氧化硫在水中的溶解吸收是一个放热过程,介质温度越高则二氧化硫的溶解度越小,吸收率越低,这样不利于反应的进行。因此,在锅炉烟气二氧化硫脱除的过程中,应尽量降低反应的温度来提高脱硫率。

水中二氧化硫的溶解度在0℃时约为8,到40℃时又降至18.766,下降幅度很大,因而控制烟气温度是控制脱硫率的关键因素,烟气温度越低,SO2溶解越多,反应时间越长,从理论上就会越有利于提高脱硫效率。烟气的含湿量越大,为脱硫反应的进行创造更有利的条件。

2 运行优化调整措施

2.1 优化炉内脱硫效率

2.1.1 床温控制。

锅炉床温会影响脱硫剂的反应速度、固化物分布和孔隙堵塞特性,进而改变脱硫效率及脱硫剂的使用量。因此,对于不同发热量下的锅炉燃烧状况进行分析,确定最佳脱硫床温。

当锅炉床温低于800℃时,石灰石煅烧生成CaO的速度会减慢,减少了可供反应的比表面积,使脱硫效率下降;当锅炉床温低于750℃时,脱硫反应基本停止。当锅炉床温高于870℃时,CaO晶体会逐渐融为大晶体,从而降低CaO比表面积,会影响脱硫效率。

2.1.2 石灰石品质控制。

首先,CaCO3和MgCO3的含量越高,脱硫性能越好。其次,石灰石粉的含水率要低,以小于1%或更低为宜。石灰石粉粒径对炉内脱硫反应工况具有决定性影响。因此,在采购环节允许的情况下尽量提高石灰石粉的纯度,降低含水量。

2.2 优化半干法脱硫效率

2.2.1 有效利用炉内脱硫特性。

利用炉内脱硫后烟气中携带残余活性CaO,减少炉后脱硫系统吸收剂投入,达到节能增效的目的。有效利用炉内脱硫后烟气中携带残余活性CaO。锅炉内投入的CaCO3粉在800～900℃时反应生成CaO,若炉内脱硫效率达80%,炉外系统不投或少投吸收剂即可满足环保排放要求,大大节省了脱硫系统运行费用和脱硫剂成本。

2.2.2 有效控制床层。

脱硫吸收塔是炉后脱硫反应的主要区域和设备,有效合理控制好床层、床压、风量、引风机静叶开度、烟气再循环风挡开度、再循环灰量以及吸收剂的投入量等参数,尤其是床压尽量控制在1.0～1.2kPa,延长烟气在吸收塔内的反应时间,提高脱硫效率,减少吸收剂的投入量。

2.2.3 控制好烟气温度。

烟气温度是直接影响炉后脱硫至关重要参数,同时也是影响脱硫后系统设备腐蚀程度的重要因素之一。为给炉后脱硫系统营造良好反应环境,又能尽量保护脱硫后系统的安全。烟气温度尽量控制在68℃以上。通过试验在脱硫塔在70℃时脱硫效率最高。

2.2.4 提高吸收剂品质。

炉后脱硫系统吸收剂的品质直接影响脱硫效果和脱硫经济性。CaO的纯度越高、活性越好,CaO在消化器内反应生成有效的Ca(OH)2就越多,参与脱硫反应的有效钙就越多,脱硫性能就越好。生石灰粉的含水率要低,以小于1%为宜。

2.3 两级脱硫系统互相补充、相互配合

2.3.1 两级脱硫系统配合调整。

当锅炉负荷较低时,可以利用炉内脱硫系统保证脱硫排放达标,当炉内脱硫系统不能满足脱硫排放要求时,炉后脱硫系统少量投入脱硫剂,控制SO2排放浓度。当炉内脱硫系统故障、检修或机组投入AGC快速升负荷时。床温、床压等参数难以控制在脱硫系统经济参数时,加大炉后脱硫系统投入,在保证脱硫排放达标的前提下,减少不必要的浪费。

2.3.2 节能控制。

当机组负荷低于75%时,烟气脱硫需开启烟气再循环风挡,从引风机出口引出的烟气给炉后脱硫系统补充风量,维持脱硫系统的正常运行。

2.3.3 协调配合。

协调配合是达标排放很重要部分,更是经济性最佳保障。值长要在满足排放达标的前提下,计算好炉后、炉内排放比例以达到最经济工况下运行。定期和不定期组织专业人员进行分析、调整各项参数。

3 结语

通过对循环流化床脱硫运行优化研究,不断进行试验调整,总结出提高炉内脱硫效率和尾部烟气半干法脱硫效率的方法,及炉内脱硫和尾部烟气半干法脱硫相结合脱硫除尘的技术措施,保证在机组安全经济运行的条件下,SO2排放指标可长期控制在100mg/Nm3以下,并有能力控制在50mg/Nm3以下。脱硫运行优化技术实施后为该发电厂持续获得脱硫环保电价补贴,获取更大经济效益作出贡献。

参考文献

浅谈循环流化床锅炉的脱硫脱硝 篇8

王智微1，吴晓玲2，冷洪川2

(1.国电热工研究院，陕西 西安710032；2.东方锅炉(集团)

股份有限公司，四川自贡643000)

摘 要 对循环流化床(CFB)锅炉的物料分布特征进行了分析，CFB锅炉的物料分布可分为四种形式：飞灰、底渣、内循环物料和外循环物料。其中，内循环物料和外循环物料平衡的实现是CFB锅炉运行的关键，对不同的燃料，内循环物料和外循环物料平衡的实现方式不同，高的分离器分离效率是物料平衡实现的基础。

关键词 循环流化床锅炉物料平衡物料循环

1前言

循环物料平衡、热量平衡和高的燃烧效率是循环流化床(CFB)锅炉正常运行的基础[1]。其中，物料平衡是CFB锅炉正常运行的基本条件，而CFB锅炉的物料平衡又与不同区域的物料分布形式和分布特征有关。因此，有必要对CFB锅炉的物料分布特征进行研究。

在CFB锅炉的模型研究中，利用模型结构可以计算出炉膛任意高度处的物料浓度和物料粒径分布［2，3，4］，但物料的成灰特性是模型的一个研究难点［5］。工程设计上一般注重对循环倍率、灰渣份额、炉膛出口物料浓度等设计参数的选取，还无法深入地表征物料在炉内的运行状态和特征。在CFB锅炉的实际运行中，由于CFB运行所需要的物料浓度不足，CFB锅炉往往以鼓泡床方式运行，一般表现为炉膛下部温度通常在950℃以上，炉膛上部温度明显低于设计值，风室压力偏低，炉膛热量释放主要集中在炉膛下部。

试图将CFB锅炉内的物料分为四种形式，以便对四种形式的物料分别研究，从新的角度对CFB锅炉物料平衡和燃料成灰特性进行研究。

2CFB锅炉内的物料构成

在通常条件下，炉内物料主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、CaSO4、焦碳等构成。

物料中SiO2、Al2O3和Fe2O3为主要成分，SiO2含量一般在40～60%，Al2O3含量一般在20～30%，Fe2O3含量一般在3～10%。随着脱硫用石灰石的增加，CaO和CaSO4含量增加。

焦碳在炉内的平均含量与燃料的燃烧特性有关。对褐煤，底渣可燃物含量一般低于0.5%；对烟煤，底渣可燃物含量一般在1.5%左右；对贫煤，底渣可燃物含量一般在2～3%左右；对无烟煤，底渣可燃物含量一般在3%以上。此外，底渣可燃物的含量明显与底渣份额和燃煤粒径有关。

总体上，炉内的平均含碳量与燃料密切相关［6］。难燃煤种与易燃煤种相比，由于不同燃料的燃烧特性不同，要维持相同的热量释放，难燃煤种在炉内的焦碳浓度或焦碳总量应大于易燃煤种。

3CFB锅炉内的物料分布状态与分布特征

对CFB锅炉，按炉内的物料浓度通常将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三个区域，如图1。CFB运行状态下，在物料循环回路的不同部位，物料粒径的分布和可燃物含量存在很大区别，物料在炉内的分布大致分为以下四种类型：内循环物料、底渣、外循环物料(循环灰)和飞灰。

内循环物料的稳定是CFB锅炉热量平衡的基础，也是CFB锅炉正常运行的关键。在密相区、过渡区和稀相区存在不同的循环方式，同时三个区域的物料特性有很大区别。沿炉膛高度，物料粒径和焦碳含量逐渐减小，密相区物料与底渣相似，稀相区物料与外循环物料相似。

底渣由密相区内排出的物料组成，主要为煤中所含的矸石、未破碎的大煤颗粒、回料管回送的循环灰等。底渣中的可燃物含量一般比炉内的平均可燃物含量大。

外循环物料指通过炉膛出口进入分离器并回到炉内的物料。外循环物料的粒径一般在0.3mm以内，可燃物含量一般在1%左右。

采用旋风分离器结构的飞灰粒径一般小于0.1mm，由进入分离器未分离下来的内循环物料构成。飞灰可燃物含量是以上四种物料类型中最高的。对同一种煤种在相当的运行条件下，随着脱硫用石灰石的增加，飞灰总流量相应增加，但飞灰可燃物总量基本不变，飞灰可燃物含量会相应减小。

4CFB锅炉内的物料流动状态

炉内物料流动过程如图2。物料在炉内的宏观运动表现为： a.物料在密相区有强烈的内循环；

b.物料在一次风的带动下经过过渡区进入稀相区，在密相区的上界面有大量的物料扬析和回落；

c.随着炉膛高度的增加，物料向上扬稀夹带的量逐渐减少，在炉膛壁面可见物料向下流动。

在炉膛下部，内循环物料的运动表现为物料的湍动运动，宏观上可分为三种运动趋势：物料向排渣口运动、燃料在炉膛截面上的扩散和净物料进入过渡区。在排渣口的设计上，排渣口的位置应远离燃料给料口和循环灰回料口。

过渡区的物料流动表现为湍流运动，大量的物料颗粒离开密相区，大部分大颗粒会回落到密相区，而大部分细颗粒继续向上部运动。在总的宏观流动上，通过过渡区的扬稀和夹带进入稀相区的物料净流量等于稀相区内的燃烧量、飞灰量和外循环物料流量的总和。

稀相区的物料流动形式一般认为表现出核——环结构［7］，炉膛边壁大量的物料向下流动，截面内部物料向上流动，向上流动的物料量大于边壁向下的流动量。进一步的试验研究发现紧靠近壁面附近还存在一个物料低浓度区域或气体边界层，物料在稀相区的截面分布认为是双环结构。在炉膛出口明显存在一个物料［8，9］高浓度区域，扬稀到炉膛上部的物料只有一部分通过炉膛出口进入旋风分离器，经旋风分离器分离后形成外循环物料。实验证明上部区域的物料回流对内循环物料的稳定有重要意义。

5CFB锅炉物料分布的实现

CFB锅炉的稳定运行过程就是实现满足CFB运行所需的内循环物料、外循环物料、底渣和飞灰平衡过程。

在低负荷运行条件下，CFB锅炉处于鼓泡床运行状态，内循环物料主要积聚在密相区位置，外循环物料量很少，物料主要通过底渣离开炉膛。通常的认识是在低负荷条件下，由于炉膛空床速度降低，可扬稀和夹带到炉膛上部物料量减小，CFB锅炉以鼓泡床方式运行，实际的CFB锅炉运行证明，炉膛空床速度只是CFB方式运行的表观参数。即使CFB锅炉的空床速度在满负荷设计条件下，如果炉膛中上部所需的物料浓度不够，CFB锅炉仍将以鼓泡床方式运行，并表现出鼓泡床的典型运行特征。

在CFB运行状态下，内循环物料和外循环物料需要维持到一定的浓度才能够得以实现，具体表现为一定量的内循环物料和外循环物料平衡的实现。CFB锅炉的升负荷过程可以看作是内循环物料和外循环物料的积累过程。 在不排放循环灰条件下，物料进入炉膛后通过两个途径离开炉膛，底渣和飞灰；对应特定的运行状态，存在一个特定的底渣份额或飞灰份额。由于密相区与稀相区的物料浓度差异，煤的成灰特性就可以通过四种物料在炉内分布或平衡的实现可以充分体现出来，以下通过一些特殊煤种的物料分布或平衡的实现方法和现象进行阐述：

a.高灰份易破碎煤种，底渣平均粒径ddr明显低于给煤平均粒径dfuel，底渣份额adr小于飞灰份额afa，外循环物料量大。

b.高灰份难破碎煤种，ddr与dfuel相当或大于dfuel，adr远大于afa。尽管燃料的灰份含量高，如果给煤粒径过粗或破碎 性能很差(如煤矸石)，在较短的运行时间内，即使锅炉风室压力已经很高，炉内料层压降增大，但只是密相区大粒径循环物料量在增加，而可参与炉膛上部循环和外循环的物料量却难以积累，锅炉将以鼓泡床方式运行。锅炉从刚启动时的鼓泡床运行方式过渡到CFB运行方式需

［10］要很长的时间，添加可循环的细物料是一个很好的方法。

c.低灰份煤种，一般需要添加可循环的细物料。对低灰份褐煤，燃料的投入甚至不足以弥补飞灰的物料损失，需要定期添加一定的可循环细物料。该类型CFB锅炉选用选择性排渣冷渣器可以弥补排渣带来的一部分物料损失。

6分离器对物料分布的作用

分离器的分离效率对物料分布和燃烧效率起着关键作用。

正常运行条件下，通过底渣的排放和立管内物料料位的自平衡调节，进入炉内可生成的可循环物料量与飞灰量相当，外循环物料的粒径保持在0.3mm以内，炉内维持相当的物料量且平均粒径小于一定值。满足此运行条件，大量的焦碳可在炉膛中上部燃烧，密相区释放的热量带到炉膛上部，炉膛设计中所取的换热系数与运行值相当，热量沿炉膛高度较为均匀地释放。

如果分离器分离效率降低，可循环物料量减小。分离效率的降低一般同时意味着分离器捕捉细颗粒的能力降低，这会造成内循环物料和外循环物料的平均粒径增大，炉膛设计中所取的换热系数大于运行值。随着分离器分离效率的进一步降低，即使在满负荷条件下，CFB锅炉仍将以鼓泡床方式运行。

在实际运行中，由于分离器分离效率、运行控制、煤质特点等原因，常常无法满足CFB运行方式所需要的内循环物料量和外循环物料量及颗粒粒径要求，常常以鼓泡床方式运行。为达到锅炉满负荷出力，通常加大给煤量运行，炉膛下部温度一般在950℃以上，为减小密相区温度，通常采用较大的过量空气系数和一次风份额，而炉膛上部温度一般 在850℃以下，同时还出现水平烟道积灰、飞灰粒径偏大、省煤器频繁爆管等现象。

7添加物料对物料分布的作用

对低灰份煤种，添加一定的内循环物料是必要的。脱硫用石灰石的添加是改变炉内物料分布特性的有效手段。但石灰石的粒径过细并易磨耗，添加一定粒径范围、不易磨耗的惰性细河沙是维持内循环物料量的有效方法。

［11］ 燃料单位热值的灰量是评估决定是否添加循环物料的一个有效指标，实际的运行证明，当燃料折算灰份大于21g/MJ可以满足CFB运行方式所需要的物料平衡，小于8.25g/MJ时需要添加循环物料。不同的煤种由于具有不同的成灰特性，形成可循环物料的量不尽相同，同时由于采用分离器的形式不同，对外加物料的添加和添加的粒径范围还需要进一步的理论和工程应用研究。

8结论

物料在CFB锅炉内的分布可分为四种形式：底渣、飞灰、外循环物料和内循环物料。CFB锅炉的物料平衡可以进一步认为是内循环物料和外循环物料的平衡。CFB运行方式需要满足一定的内循环物料量，对特殊煤种需要采取特殊的方法实现物料的平衡。分离器的高效分离效率是满足和维持可循环物料积累的必要条件。

参考文献

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3.房德山,冷伟,徐治皋.循环流化床锅炉炉内压降分布及物料粒径分布的计算［J］.锅炉技术,2002,33(2)：14-18,27

4.王勤辉,骆仲泱,倪明江,等.循环流化床锅炉炉内颗粒分布平衡模型［J］.中国电机工程学报,2001,21(9)：110-115

5.宋泽唏.循环流化床锅炉的设计及性能预测——模型化方法及其实验研究［D］.北京：清华大学,1993

6.Ogada T,Werther J.Combustion characteristics of wet sludge in a F.B.-release and combustion of the volatile［J］.Fuel,1996,75(5):617-6267.吕俊复,刘青,张建胜,等.循环流化床锅炉燃烧室边界层的实验研究［J］.热能动力工程,2002,17：20-22

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9.Grace G R.Riser Geometry Influence on CFB Particle and Fliud Dynamics［A］.Proceedings of the 13thInternational Coference on Fluidized Bed Combustion［C］.1995,Volume Ⅱ

10.王智微,朱正良,饶民,等.循环流化床燃烧开远褐煤的试验研究［J］.热力发电,2002,(1)：22-24

循环流化床锅炉运行经验介绍 篇9

循环流化床锅炉简介

SG?440/13.7?M562循环流化床锅炉为超高压中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉是上海锅炉厂有限公司在引进、吸收美国ALSTOM公司循环流化床锅炉技术的基础上，运用了ALSTOM公司验证过的先进技术和几十台超高压中间再热循环流化床锅炉设计、制造、运行的经验，进行本锅炉的全套设计。

SG?440/13.7?M562循环流化床锅炉主要由锅筒、悬吊式全膜式水冷壁炉膛、绝热式旋风分离器、U型返料回路以及后烟井对流受热面组成。

炉膛上部布置4片水冷屏和16片屏式过热器，其中水冷屏对称布置在左右二侧。炉膛与后烟井之间，布置有两台绝热钢板式旋风分离器。旋风分离器下部各布置一台非机械的“U”型回料器，回料器底部布置流化风帽，使物料流化返回炉膛。

锅炉采用两次配风，一次风从炉膛底部布风板、风帽进入炉膛，二次风从燃烧室锥体部分进入炉膛。锅炉共设有四个给煤点和四个石灰石给料口，均匀地布置在炉前。炉膛底部设有钢板式一次风室，悬挂在炉膛水冷壁下集箱上。本锅炉采用床上启动点火方式，床上共布置4支（左右侧墙各2）大功率的点火油枪。同时在炉膛燃烧室左右两侧各布置一台流化床冷渣器。

本锅炉锅筒中心标高为47000mm,G排柱至K排柱的深度为37200mm,主跨宽度为21000mm,左右侧副跨宽度均为5000mm。3 循环流化床锅炉常见故障分析及对策 3.1炉内受热面磨损

循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）除了高效节能、低污染地清洁燃烧优点以外还有一个最大的特点就是燃料适用的广泛性。正因为如此，大多的循环流化床锅炉都燃用了高水份、含灰量极大的劣质煤，燃烧时，烟气中含有大量的飞灰颗粒，这些灰粒以极高的速度冲刷炉壁及其设备，使其表面受到剧烈的磨损，发生局部的严重破坏，甚至导致事故停炉。

炉内受热面的磨损主要集中在水冷壁四角、密相区上部过渡位置、温度测点周围、炉内悬吊受热面、顶部与分离器相对位置的水冷壁和过热器以及焊缝附近，由于上述位置均处于物料的次密相区和涡流区，飞灰浓度和速度相对较大，设计上没有在该处考虑受热面的防磨，因此就出现了防磨的盲点。据不完全统计，全国的流化床锅炉因磨损造成壁厚减薄而爆管的事故中有26.41%是出现在上述部位。3.1.1 各部位磨损机理分析 3.1.1.1 流化床区域

在燃烧室中，从床的底部至固体颗粒膨胀起来的床层界面称为流化床。要使流化床上的固体颗粒保持悬浮沸腾状态，使煤粉颗粒得以充分有效地燃烧，从炉底布风装置出来的空气流必须具有足够的速度、强度和刚度，以在支撑固体颗粒料层的同时，产生强烈的扰动，研究发现，当床料密度ρs(1-ε)=8-10kg/m3时（ρs??颗粒密度，ε??空隙率），床内细颗粒就会聚成大粒子团，团聚后的粒子团由于重量增加体积加大，以较大的相对速度沉降，并具有边壁效应，使流化床中气?固流动形成近壁处很浓的粒子团以斜下切向运动，下降到炉壁回旋上升，颗粒彼此之间以及与炉壁之间进行频繁的撞击和摩擦，使炉壁出现了严重的磨损。锅炉运行一年后大修检查，发现水冷壁密相区耐磨料过度部位的水冷壁普遍出现不同程度的磨损，经测厚最薄为4.7mm，磨损量达1.8mm。3.1.1.2炉膛内悬吊受热面

布置在炉膛内的过热器等受热面，所处的位置是烟气流必经通道，高浓度、高速度的飞灰颗粒，大大地增加了在单位时间内颗粒对受热面的撞击率，我们知道，管壁表面的磨损量是与撞击率以及流速成正比：

T∝(ηkω3/2g)τ

式中：T ??管壁表面的磨损量,单位为g/m3 τ??时间，单位为s g??重力加速度，g=9.18m/s2 ω??飞灰速度，可认为等于烟气流速，单位为m/s κ??烟气中飞灰浓度，单位为g/m3 η??飞灰撞击率

因此，布置在炉膛内的悬吊受热面，特别是第一、二排的管束，磨损较严重。

锅炉运行一年后大修检查，发现两侧水冷屏的第一排管束与侧墙相对的一面磨损较为严重，经测厚最薄壁厚为5.2mm。3.1.1.3 炉膛出口（分离器进口）

炉膛出口处烟气流流通截面骤降，并使粒径d50为40～70μm的固体颗粒加速到最大速度，以满足分离器所需分离临界速度，不同结构的分离器有着各自不同的临界速度，据我们了解，一般这一临界速度达25m/s左右，这样高速度的固体颗粒在炉膛出口转弯处（俗称靶区）将产生较大的离心力，强烈地冲刷炉膛出口管，同时，高密度的灰粒在与管表面碰撞时，使金属显微颗粒克服分子之间的结合力，使本已处在高温处的局部管表面温度升高引起该处金属变软，使金属颗粒更易与母体分离产生磨损。

锅炉运行一年后大修检查，发现分离器入口两侧水冷壁磨损较为严重，特别是与耐磨料结合处的一根水冷壁管冲刷出现许多凹坑，深度达2~3mm。3.1.2 设备改造情况

针对炉内受热面磨损严重的问题我们采取了如下措施：

（1）将水冷壁两侧的床温测点（约标高26米）拆除，将测点两侧的让管进行取直。（2）我们在过热屏的迎火面加装了部分耐磨鳍片，鳍片的两端与管子的角度磨成150斜角。（3）考虑到流化床锅炉的特殊性和受热面磨损的普遍性，我们利用大修机会对炉内部分受热面进行了喷涂。喷涂位置为炉膛四角水冷壁、密相区往上1.5米、焊缝两端各0.2米，顶棚往下1.5米和分离器入口两侧相对应的部位。3.1.3 运行采取的措施

（1）循环流化床锅炉受热面磨损速率与颗粒速度的三次方和颗粒粒径的平方呈正比，为了减少磨损必须严格控制入炉煤的粒度和热值，细碎机出料粒度总体标准如图（3-2）所示：

对煤粉粒度的具体要求如表（3-1）：

图3-2

表3-1煤粉粒度控制表

筛孔尺寸

(mm)10mm 8mm 6mm 3mm 1mm

100％ 98～100％ 95～100％ 78～90％ 38～60％

通过量占总量比例（%）

超过上表所示的范围，视为不合格。

（2）对入炉煤的热值进行严格的取样化验，确保入炉煤的低位发热量高于校核煤种即大于19500KJ/Kg,发热量小于该值的煤种一律进行掺烧，防止煤量过大。

（3）由于我们公司现在的煤种的热值很难达到校核煤种的热值，为了减少飞灰磨损带来的危害，保证烟速在规定的范围内，决定对入炉煤进行定量燃烧，严格将燃料耗量控制在69t/h以下。

（4）炉内受热面的磨损与运行人员的调整有很大的关系，一、二次风的配比和物料浓度对受热面的磨损有直接的影响，在保证炉内床料流化良好的前提下，减小总风量，145MW合理风量在450t/h左右。

（5）在保证料层差压合理分布的前提下，降低炉膛差压，145MW合理床压在13.4~14.5KPa左右。

（6）根据燃烧工况，合理控制风量配比，减小“多余”风量的送入。（7）煤、风调整应缓慢均匀，精心监视，降低炉内的扰动。（8）高负荷，在保证蒸汽参数前提下，控制外循环物料量。（9）根据排渣粒度每360运行小时置换换床料一次。

（10）开展各种活动，不断优化燃烧调整，丰富经验，提高机组安全、经济性。3.2 炉内耐磨料损坏

非金属耐磨材料，由于热震稳定性好，施工维修简单，是循环流化床锅炉中应用最多的耐磨材料，从整台锅炉的经济比较来说也占了相当大的比例。非金属耐磨材料有定形制品与不定形制品，定形制品以预制品和砖为主，而砖在循环流化床锅炉中大面积的耐磨墙体应用较多，如分离筒、回料器，尾部烟道等，目前常用有硅线石砖、锆铬刚玉砖、碳化硅砖等。不定形制品有喷涂料、耐磨耐火可塑料、耐磨耐火捣打料、耐磨耐火浇注料等。

耐磨耐火可塑料，是由耐火骨料、结合剂和液体组成的混合料。交货状态为具有可塑性的软坯状或不规则形状的料团，可以直接使用，主要结合剂可以为陶瓷、化学结合剂。以捣打（手工或机械），震动、压制或挤压方法施工，在高于常温的加热作用下硬化，耐磨耐火捣打料的组成基本与耐磨耐火可塑料相同，所不同是耐磨耐火捣打料，一般来说均在现场调配，用多少配多少，最适用于用量不大的修补，而耐磨耐火可塑料，不宜久存，特别是开封后极易硬化，故较适用于用量较大的批量施工。如悬吊在炉膛内的受热管束，使用现存的可塑性软坯在管节距之间捣打挤压，即密实又施工方便。

耐磨耐火浇注料是由耐火骨料和结合剂组成的混合料。交货状态为干状，加水或其他液体调配使用。主要结合剂为水硬性结合剂，也可以采用陶瓷和化学结合剂，以浇注、震动的方法施工，无需加热即可凝固硬化。

保温耐磨料的损坏主要集中在炉内密相区、过热屏底部、旋风分离器入口及切向位置、旋风分离器的入口伸缩节、回料器的平行位置，其损坏主要有脱落和磨损两种情况，造成上述损坏的原因是多方面的。3.2.1 耐磨料损坏的原因

耐磨料的损坏主要有以下原因造成：

（1）有些耐磨料其本身的成分配比不符和要求，使耐磨料的稳定性达不到设计要求，表面硬度减弱以及粘结力降低，耐磨料极易磨损和脱落。

耐磨材料的的物理化学性能非常重要。一般来说，耐磨材料的耐压强度、抗折强度、耐磨性、热震稳定性和重烧线变化是主要的考虑指标，同时，高温耐压强度指标也要考虑。有许多种耐磨材料结合剂须1200℃以上温度烧结后才有一定强度，在1200℃以下使用，因耐火材料达不到烧结温度而导致强度很低，因此，在流化床锅炉上选用效果不理想。

（2）施工工艺不良也容易造成耐磨料的损坏，在施工中没有严格按照料水（或磷酸结合剂）浓度进行合理配比，耐磨料中水分较大或者没有严格按照烘炉特性曲线进行烘炉、施工时欲留的膨胀缝不符和要求或膨胀缝设计存在问题等，在运行中极易造成耐磨料大片脱落。（3）设计结构不合理也会造成耐磨料脱落，例如：抓钉、拉砖钩数量较少以及设计强度较低都会造成耐磨料大面积脱落。从目前情况来看，我公司两台循环流化床锅炉的分离器总体设计不是很合理；该墙原设计厚度304mm，内层为150mm厚高强度耐磨耐火砖，外层为154mm厚的耐火保温浇注料，用拉砖钩将耐火砖拉住。该结构的墙保温效果差，经常造成墙体塌落，现在设计中常设计成棋盘式结构，效果较好。

（4）运行操作不当也会造成耐磨料脱落，耐磨材料随温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨胀或收缩受到约束，材料内部就会产生应力。耐磨材料属非均质的脆性材料，与金属制品相比，由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低，在冷启动锅炉和停炉冷却时如果温升较大，就会造成耐磨料的受热不匀产生裂纹而脱落。3.2.2 针对耐磨料损坏所采取的措施

（1）对耐磨料进行了招标，选择有资质的、信誉和质量较好的耐火材料厂家进行施工，在施工中严格施工工艺，加强质量监督，对耐磨料的成分进行不定期抽样检查，对不合格的产品一律拒绝使用。

（2）旋风分离器切向位置的耐磨料，飞灰碰撞积率最大、烟速和烟温最高，磨损最严重、三维热膨胀最大。我们对该处的耐磨料进行了施工改造，将原有的耐火砖拆掉（部分脱落）增加了

Y型抓钉，并在抓钉上面焊接了φ6mm的不锈钢网，外层用60mm的高温硅酸铝棉毡，中间用微孔保温砖，内层附以150mm厚的耐磨捣实料，经过8个多月的实际运行，保温效果和强度都非常好。

（3）回料器的水平段耐磨料经常脱落，致使该处的铁板烧红，我们利用大修机会对该处进行了改造：在耐磨料最内层加装了成型的碳化硅预制板，该板耐高温，抗磨损冲刷，使用效果比较好。

（4）对屏式过热器和水冷屏在下部增加了销钉数量。

（5）为了避免出现耐磨料脱落的现象发生，每次停炉和启动，都应严格按照温升曲线进行操作。

3.3 过热器超温

#

3、4炉自投产以来，屏式过热器冷段和热段出口温度一直偏高，在135MW冷段出口温度最高达475℃,比设计值高出50.8℃在一级减温器减温水量26.1t/h时，热段出口温度最高达534℃，比设计值高出40.6℃，其中＃

3、4炉屏式过热器高温段部分管子由于过热出现了球墨化现象。3.3.1 原因分析

（1)在锅炉设计时，由于设计人员比较保守，造成炉内过热器受热面较多。（2)在锅炉设计时，没有考虑分离器出口混合室内悬吊管和隔墙管的辐射吸热量。（3)燃用煤种偏离设计煤种较大。（4)运行中风量配比偏差较大。3.3.2 设备改造

（1)#3炉分别将热屏和冷屏去掉了一屏，并在下部增加了部分耐磨料。

（2)#4炉在冷屏和热屏底部增加了部分耐磨料，以减少冷屏和热屏的整体吸热量。（3)为了减少屏过管子的热偏差，分别在每屏出口前后两侧的管子增加了部分耐磨料。（4)为了减少悬吊管和隔墙管处的辐射热，分别将#

3、4炉分离器出口混合室内悬吊管和隔墙管加装了隔热护板。3.3.3 运行采取的措施

（1）

点火过程中，运行油枪应雾化着火良好，燃烧器风量适当；冲转并列时，调整回油门开度、调节ⅠⅡ级旁路，必要时，开启向空排气门，维持主汽压力稳定，保证屏过壁温不超温，必要时减少油枪投入数量。

（2）

并列后初期升负荷，保持高压调门全开，使汽压、汽温、负荷按规程规定上升，宁慢勿快，监视屏过壁温变化。

（3）

初期投煤执行“脉动”给煤的规定，根据床温变化率、氧量变化，确已着火方可连续少量给煤，否则稳定电负荷提高床温后重新投煤。给煤量缓慢均匀增加，使汽压稳定升高，注意一二次风量的调整。避免可燃成分炉内积存燃烧，床温失去控制。

（4）

根据汽温变化情况，及时投入、调整减温水，特别注意一级减温水的调整，保证屏过热段出口汽温、壁温不超温。

（5）

给煤稳定后，根据床温变化率，床温升至600℃以上，及时逐一切除油枪运行，注意停止大油枪对床温的影响。

（6）

升负荷过程中，注意炉膛进出口差压、炉膛上下床压、回料器压力的变化，合理调节一二次风比例，及时排渣置换床料，保证稀相区燃烧份额，控制床温及升负荷速度。（7）

低负荷时，一次风比例大，随床温升高，一次风比例降低，合理调节一二次风比例及二次风门开度，减小各层床温与分离器进出口烟温差，减小两侧烟温差。

（8）

防止过热器、再热器壁温超温，应烟气侧与蒸汽侧调整相结合；升负荷过程中，应以烟气侧为主，调整减温水为辅。

（9）

高负荷时，严格按规程规定调节床温，均匀给煤，根据煤质，适当提高床压，通过控制床温控制屏过壁温超温；合理调节一二次风比例及二次风门开度，保持氧量，通过控制分离器出口烟温及两侧偏差防止对流过热器、再热器壁温超温。

（10）高负荷时，注意协调一、二级减温水比例，保证屏过出口、再热器出口、过热器出口汽温、壁温在规定范围内。

（11）高负荷时，加强再热器、过热器吹灰，不允许为汽温而造成壁温超温，当发生保持汽温额定与壁温超温相矛盾时，优先保证过热器、再热器壁温不超温，尽可能提高汽温，并满足主、再热汽温差<27℃，主（再热）汽温A、B两侧之差<14℃的规定。

（12）当发现过热器壁温、再热器壁温接近上限、或超温时，加强责任心，及时调整，不等不靠；当调整无效，壁温超温与机组负荷相矛盾时，减小锅炉负荷并汇报值长。（13）稳定运行工况下，主、再热汽温保持正常，不允许超过540℃的现象出现。减温水调整应缓慢均匀，避免汽温不允许大幅度变化。

（14）当发生断堵煤恢复时，缓慢增加给煤量，控制床温、汽压缓慢稳定上升，并注意对汽温、壁温的监视。

（15）当发生高加解列等异常情况时，可适当减负荷，控制床温上升速度，防止汽温、壁温超温。

3.4 冷渣器排渣困难

本台锅炉共设置两台流化床冷渣器，分布于炉膛下部两侧，布置在零米层，采用以水冷为主、风冷为辅的双冷却形式，锅炉总灰量为14188.4kg/h，一台冷渣器的设计底灰排出量为锅炉总灰量的50%，一台冷渣器即能满足锅炉正常运行的需要。冷渣器的进渣温度为880°C，经过冷渣器的两个冷却室的冷却，落渣口的出渣温度为150℃，而冷却室蛇形管中的水温从35℃加热到70℃左右再引出到汽轮机的回热系统。冷却水的进口温度为35℃，压力为1.2MPa，流量为80000kg/h。设计从冷渣器侧面的正常排渣口排渣。

运河发电厂自投产以来，频繁发生冷渣器堵渣现象，炉膛床料无法排出，造成床压升高，被迫减负荷进行处理；后期出现冷渣器结礁现象，造成停炉。3.4.2 原因分析

造成冷渣器频繁堵渣的原因主要有以下三点： 3.4.2.1 高温结礁（1）

床温过高造成结礁

（2）

细碎机未及时调整，粗细煤粒的分布不合理，造成密相区燃烧份额加大，床温提高结礁。

（3）

点火过程中投入冷渣器运行，给煤落入冷渣器内，使冷渣器内发生煤粒再燃，造成高温结礁。3.4.2.2 低温结礁

（1）

停炉时床料中煤粒未完全燃烧尽，产生低温结焦，焦块进入冷渣器内。（2）

配风不合理和锅炉长期低负荷运行，炉膛流化不良可能造成炉膛局部结焦。（3）

炉膛内流化不良，存在部分死区，易使低温焦块生长。

（4）

低温焦块进入冷渣器中，在冷渣器停运及吹扫过程中，以其为内核滚雪球似的长大，形成低温焦。

3.4.2.3 其它原因结焦

（1）锅炉本身缺陷造成的冷渣器堵塞：如炉膛内有渣块、落渣管处的风帽堵塞、落渣管中耐火材料脱落等易造成结焦堵塞。

（2）冷渣器设计缺陷：冷渣器中间隔墙过高，较大的渣料由于流化困难，很难被从Ⅰ室吹到Ⅱ室。

（3）渣器堵塞后，不能与炉膛隔离，运行中没有清渣手段。（4）运行调整过程中，冷渣器运行关键参数的监视不到位。3.4.3 设备改造情况

（1）将冷渣器内的中间隔墙降低，保留5块耐火企口砖，高度约400mm。目的是便于主室内的渣进入副室，从而自正常排渣口排出。

（2）降低正常排渣口的高度。即：将标高从4.733米下降至3.84米。做法：a、将4.733米高处的正常排渣口用厚度8mm的不锈钢板（1Cr18Ni9Ti）满焊封住。B、标高3.84米处在冷渣器侧墙用风镐开孔ф273mm，孔的直径可适当稍大，然后用ф273x10的钢管与原正常排渣管道相连。管道规格：ф273x10，材质：Q235-A。管道与冷渣器外箱体之间圆周焊接，焊缝高度8mm。

（4）

在冷渣器回风管上增加手动隔绝门。增加该手动门有两个作用：一是当炉膛排渣口堵塞时可以将该门关闭，利用冷渣风机的风将排渣口鼓开；二是当冷渣器内结礁或冷却水管道泄漏时可以将该门关闭后进行事故处理。

（5）

在冷渣器底部加装了压力测点，根据压力合理控制排渣时间。3.4.4 运行采取的措施：

（1）严格控制床温，将床温控制在850℃~900℃，严禁床温超过950℃。

（2）每天对入炉煤进行检验，严格控制入炉煤粒度的均匀性，并保证粒度不大于10mm，发现有超标情况时应及时更换细碎机锤头。

（3）冷渣器投运时，选择床温达到600℃时，应平缓投入，保证床料得到良好的流化和床料中的煤粒燃尽，使冷渣器不致受到过度热应力的损坏。

（4）在停炉熄火后，应加强炉内通风以保证床料中的煤粒燃尽和得到充足的冷却，并严密监视床温不得超过400℃，如果发现有生温倾向应加大通风量。（5）合理控制一、二次风配比，保证床料得到充分燃尽和流化。

（6）合理控制A、D给煤机的进煤量，使A、D给煤机的给煤量尽量小一些，一方面可以减少排渣的含碳量，另一方面可以减少侧墙水冷壁的磨损。

（7）实行间断排渣并保持冷渣器内的床料在一定位置，以减少排渣的可燃物含量和使床料得到充分的冷却。3.5 给煤机堵煤

本台锅炉共设四台给煤机两个原煤仓，一个原煤仓分别对应两台给煤机，自标高30米至22米为一体，自22米向下至18.5米分成两个金属煤斗分别与两台给煤机连接。每台给煤机所连接的煤斗设有4台空气炮。原煤仓设计形状为方锥型，12mm厚的Q235钢板，内衬3mm不锈钢板；煤斗下部收口为方型，安装电动插板门，由“天方地圆”收成圆筒，接入给煤机。自投产以来，频繁发生给煤机堵煤、断煤现象，仓壁挂煤严重，虽经空气炮疏松但无明显效果，只能用人工进行敲打和投通。特别是雨季煤湿，堵煤现象更为严重。3.5.1 原因分析

经过认真观察分析，认为堵煤现象的频繁发生主要有以下原因造成：（1）

入炉煤含水量较大，增加了煤的粘度。实践证明：当煤的含水量在8%~15%范围内粘性最大，煤在煤仓中极容易结块产生堵煤现象。

（2）

煤仓和入口电动门结构不合理：煤仓设计为方锥型，入口电动门为方型结构，两台给煤机共用一个原煤仓。中间分叉后变两个煤斗接入给煤机，由于仓壁四角产生“双面摩擦”和挤压，越接近下煤口部位摩擦力和挤压力会越大，所以在四角部位积煤特别严重。电动插板门后为“天方地圆”结构，由于设计时预留高度太短，所以收缩太快，造成坡度减小容易堵煤。

3.5.2 设备改造情况

（1）

对原煤仓进行了改造，从原煤仓的分叉处往下由方型改为圆形结构，分三节形成双曲线型结构，内贴高分子PST板，去掉空气炮，每个煤斗对称加装了由北京派通公司生产的疏松机。

（2）

将给煤机入口电动插板门更换为双向液压门，该门为圆形桶体结构，采用液压双向插板设计，相对开关。由于门的内壁为圆柱型结构，从而减少了煤和门壁的摩擦，避免了门后堵煤现象的发生。3.5.3 运行采取的措施

（1）加强入炉煤的掺配，严格入炉煤的化验制度，将入炉煤的水分控制在8%以内。（2）每周利用低负荷运行时，进行一次煤仓低煤位燃烧，以便于将积在煤仓四周的积煤“清理”干净。避免长期满煤运行造成的四角积煤。

（3）

加强上煤巡检制度，杜绝杂物进入煤仓造成堵煤。

（4）

如果长时间停炉，必须进行空仓燃烧处理，防止煤在仓内长时间堆积造成结块积煤。

（5）

遇到雨天和煤湿时，煤仓上煤应采取低煤位、勤上煤的办法，始终让煤位在较低状态下运行，避免湿煤在仓中结块。3.6 非金属膨胀节的损坏

就SG?440/13.7?M562循环流化床锅炉总体而言，炉膛与旋风分离器进口烟道之间、分离器与旋风分离器出口烟道之间、出口烟道与尾部前墙入口之间、分离器与直管之间、回料器入炉斜管与回料弯管之间、冷渣器进渣管与冷渣器箱体之间及回料管与箱体之间皆有非金属柔性膨胀节，以解决从冷态到热态两者之间的三维的相对位移。自投产运行以来，炉膛与旋风分离器进口烟道之间的非金属膨胀节，经过几次停炉检查发现伸缩节导向板部分变形、烧坏，且磨损较为严重，以至于部分缝塞和高温棉被烟气吹跑，虽经多次处理但始终没有达到满意的效果。3.6.1 原因分析

（1）现场施工时，没有严格按照施工要求进行施工，伸缩缝内的缝塞质量较差致使缝塞经常被抽走。

（2）所用的导流板耐温性能较差，经常发生过热变形。

（3）

运行操作不当造成该处“负压”过大，致使缝塞被烟气带走。（4）

伸缩节前后耐磨料脱落，造成伸缩缝内缝塞失效。3.6.2 其它防范措施

（1）加强运行监督，确保分离器入口的压力保持在“微正压”运行。

（2）利用停炉机会对伸缩节进行检查，及时清理伸缩缝内的积灰，发现缝塞和导流板损坏时要及时进行更换处理，防止缺陷扩大。

（3）伸缩节前后由于运行膨胀不匀会出现纵向裂纹，每次停炉时要对裂纹中的灰及时进行清理，避免炉运行时膨胀受限而损坏伸缩节。3.6.3 设备改造情况

（1）伸缩节仍然采用上锅厂原设计的“Z”型结构，伸缩节前两侧墙比伸缩节后增加15mm厚度，并采用平滑过渡。

（2）伸缩缝内部缝塞必须固定好，并用φ5mm销钉插入缝塞中，向火侧采用φ2mm的不锈钢网制成的“U”型护网，最后焊上导流板。不锈钢网和导流板材质为1Cr25Ni20Si2耐高温材料。4 结

论