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摘 要：循环流化床锅炉燃烧技术是二十世纪70年代末发展起来的一种高效清洁的燃烧技术，其燃烧效率高、燃料适应性广、污染物排放浓度低、负荷适应性强而被广泛应用于电力及其他行业中，尤其是以燃烧劣质煤为主的工业单位中得到迅速推广。但它对燃煤的粒度范围、平均粒径大小及粒度的分布等有较为严格的要求，基于此，本文主要对燃煤颗粒度及分布对循环流化床锅炉的影响进行分析探讨。
关键词：燃煤颗粒度;分布;循环流化床;锅炉影响;研究
一、前言
循环流化床燃烧技术是二十世际70年代末发展起来的一种燃烧技术。由于其燃烧效率高，燃料适应范围广，SO2及NOX排放浓度低，负荷适应性强的优点，已越来越被广泛运用于电力及其它行业，尤其是在以燃烧劣质煤为主的工业企业中得到迅速推广;但由于受煤质的影响，燃煤制备系统产出的燃煤颗粒度通常难以达到入炉煤要求，从而对锅炉安全、经济运行产生了较大影响。
二、原锅炉系统的组成及运行状况
（一）满洲里热电厂锅炉为中温分离中倍率循环流化床锅炉（图一），主要由膜式水冷壁，高、低温过热器构成的炉膛，以及分离器，回料装置，尾部烟道（内置省煤器及空预器）等组成。原燃煤制备系统采用环锤式碎煤机和滚筒筛组成。
（二）原煤经往复式给煤机下至1号输煤皮带，经滚筒筛分离，其余部分进入环锤式碎煤机破碎送至炉前煤仓。运行中出料粒度为13mm以上占40%，10-13mm占50%，10-13mm占10%;由于出料粒度难以达到入炉煤标准，导致运行中出现如下问题：
1.一次风量过大，二次风量不足，一、二次风配比严重失衡;通常一次风量维持在140000m3/小时，二次风量维持在50000m3/小时左右。
2.锅炉燃烧不稳定，负荷偏低，排渣困难，锅炉仅能维持65t/h左右负荷，燃烧室内温度场极不均匀，从750℃到950℃范围内各有分布;三台给煤机若有一台以上出现断煤情况下，锅炉极易发生熄火或结焦事故，冷渣器长期满负荷运行，转动部件磨损严重，事故率高。
3.受热面磨损严重，水冷壁管束磨损率达0.1毫米/千时，密相区可塑料在运行3000小时后，逐步磨损脱落，至5000小时后基本已更换完毕。
4.锅炉燃烧效率低，飞灰含碳量高，热效率长期维护在70%左右运行，飞灰含碳量20%左右。
三、原因分析
以劣质煤为主燃料的循环流化床锅炉，运行中由于难以破碎，造成颗粒过大，大量大颗粒床料沉积，为保证流化效果，势必增大一次风量，从而使炉膛内烟速过快，由于受热面磨损量与烟速成n（n>3）次方关系，从而使磨损速率较正常值成级数增加。
由于颗粒分布的极不均匀现象，也易造成细小颗粒被快速携带，这些都造成燃烧上移，稀相区燃烧份额大，过热器超温，飞灰损失加大等问题产生;并且随着大颗粒的不断沉积，局部流化质量不断下降，炉温极不均衡，炉内循环物料平衡被打破，底渣含碳量上升，煤耗加大，锅炉负荷上不去，直至发生熄火、结焦现象;还有就是在运行中发现冷渣器出力不足，其实是由于流化质量下降，造成下渣口排渣不畅，即梗阻现象，从而使滚筒冷渣机长期吃不饱，给运行人员以错误判断，不断加大冷渣机转速，但实际出渣量并末增大。反而造成冷渣机磨损加快。
四、应对措施
（一）产生上述问题的根源在于破碎系统制备的入炉煤颗粒难以达到10mm以下占80%以上，13mm以上颗粒小于5%直至0的要求，环锤式碎煤机由于其不易粘堵，调节方便的特点，已得到广泛应用。但笔者认为，由于受材质及制造水平的限制，在劣质煤为主燃料的热电厂中，使用效果并不理想，尤其不能作为单一的破碎系统使用。若能采用一级筛分加一级破碎或两筛两破系统，还是可以考虑使用，但在第二种形式中只能作为粗破;由于受场地和资金的限制，我们仅在原有系统上加装了一级筛分布料器和二级齿板冲击式破碎机，拆除原有效率较低的滚筒筛。此番改造后，13mm以上颗粒度几乎为0，10mm以下颗粒占比为80%左右。
（二）降低一次风量，提高二次风量。经过上述改造后，一次风量能长期稳定在100000m3/时左右，二次风量60000m3/时左右运行。由于此总风量仍较高，为保证燃烧效率，将含氧量维持在上限水平（6%左右），此时锅炉负荷稳定在72吨/时左右，飞灰含碳量12%左右，锅炉效率较改造前有明显提高。
（三）适时调整床压，维持炉膛压差在合理范围内，运行中应根据煤质的变化，调整床压;在煤质较差、颗粒偏粗情况下，适当降低床压运行，对改善流化质量，维持均衡床温，保证粗颗粒燃尽;降低二次风量，保证二次风穿透力，提高热效率有明显作用;炉膛压差的大小，直接反映循环物料量的多少，过低则參与循环的物料少，煤耗增加;过高则炉温波动大，过热器易超温。结合本锅炉用煤情况，我们将炉膛压差维持在5.0kPA，床压4.5kPA左右。
（四）控制炉膛负压，保证较高床温，降低炉膛负压，能保证物料在炉内的停留时间，密相区物料相互之间的碰撞作用增强，从而使飞灰可燃物下降，底渣含碳量降低;同时由于烟气流速的下降，引风机电流下降，保持较高的炉温运行，则炉内传热增强，物料循环平衡，对煤的燃烧具有明显作用。
五、结论
影响循环流化床锅炉安全经济运行最直接和明显的因素就是煤质的变化，其中入炉煤颗粒度的控制尤为困难。实践证明，颗粒越小则所需风量越小，燃烧的效率越高，灰渣可燃物越少;所以在运行中必须保证合适的入炉煤粒度，且有一定的级配比（10mm以下占80%，大于13mm的占5%以下或为0）;入炉煤颗粒大且不均匀，不但造成流化不好，灰渣可燃物上升，且造成送风增加、磨损加速，安全运行受到严重威胁;唯有在充分保证入炉煤颗粒情况下，合理调整一、二次风配比，控制炉膛负压、压差及料层阻力，不断在实践中摸索，得出各个工况最佳数据，才能真正保证循环流化床锅炉安全经济运行。
参考文献
[1]朱占强，刘杰.燃煤粒度对大型循环流化床锅炉燃烧的影响[J].化工设计通讯，2016（9）.
[2]张清涛.燃煤粒径对循环流化床锅炉（CFB）运行的影响[J].能源研究与管理，2010（1）：32-34.
[3]代培基，胡晓霞，罗明鑫.600MW循环流化床锅炉燃煤粒度的控制探讨[J].中国电力，2016，49（7）：106-108.
关键词：燃煤颗粒度;分布;循环流化床;锅炉影响;研究
一、前言
循环流化床燃烧技术是二十世际70年代末发展起来的一种燃烧技术。由于其燃烧效率高，燃料适应范围广，SO2及NOX排放浓度低，负荷适应性强的优点，已越来越被广泛运用于电力及其它行业，尤其是在以燃烧劣质煤为主的工业企业中得到迅速推广;但由于受煤质的影响，燃煤制备系统产出的燃煤颗粒度通常难以达到入炉煤要求，从而对锅炉安全、经济运行产生了较大影响。
二、原锅炉系统的组成及运行状况
（一）满洲里热电厂锅炉为中温分离中倍率循环流化床锅炉（图一），主要由膜式水冷壁，高、低温过热器构成的炉膛，以及分离器，回料装置，尾部烟道（内置省煤器及空预器）等组成。原燃煤制备系统采用环锤式碎煤机和滚筒筛组成。
（二）原煤经往复式给煤机下至1号输煤皮带，经滚筒筛分离，其余部分进入环锤式碎煤机破碎送至炉前煤仓。运行中出料粒度为13mm以上占40%，10-13mm占50%，10-13mm占10%;由于出料粒度难以达到入炉煤标准，导致运行中出现如下问题：
1.一次风量过大，二次风量不足，一、二次风配比严重失衡;通常一次风量维持在140000m3/小时，二次风量维持在50000m3/小时左右。
2.锅炉燃烧不稳定，负荷偏低，排渣困难，锅炉仅能维持65t/h左右负荷，燃烧室内温度场极不均匀，从750℃到950℃范围内各有分布;三台给煤机若有一台以上出现断煤情况下，锅炉极易发生熄火或结焦事故，冷渣器长期满负荷运行，转动部件磨损严重，事故率高。
3.受热面磨损严重，水冷壁管束磨损率达0.1毫米/千时，密相区可塑料在运行3000小时后，逐步磨损脱落，至5000小时后基本已更换完毕。
4.锅炉燃烧效率低，飞灰含碳量高，热效率长期维护在70%左右运行，飞灰含碳量20%左右。
三、原因分析
以劣质煤为主燃料的循环流化床锅炉，运行中由于难以破碎，造成颗粒过大，大量大颗粒床料沉积，为保证流化效果，势必增大一次风量，从而使炉膛内烟速过快，由于受热面磨损量与烟速成n（n>3）次方关系，从而使磨损速率较正常值成级数增加。
由于颗粒分布的极不均匀现象，也易造成细小颗粒被快速携带，这些都造成燃烧上移，稀相区燃烧份额大，过热器超温，飞灰损失加大等问题产生;并且随着大颗粒的不断沉积，局部流化质量不断下降，炉温极不均衡，炉内循环物料平衡被打破，底渣含碳量上升，煤耗加大，锅炉负荷上不去，直至发生熄火、结焦现象;还有就是在运行中发现冷渣器出力不足，其实是由于流化质量下降，造成下渣口排渣不畅，即梗阻现象，从而使滚筒冷渣机长期吃不饱，给运行人员以错误判断，不断加大冷渣机转速，但实际出渣量并末增大。反而造成冷渣机磨损加快。
四、应对措施
（一）产生上述问题的根源在于破碎系统制备的入炉煤颗粒难以达到10mm以下占80%以上，13mm以上颗粒小于5%直至0的要求，环锤式碎煤机由于其不易粘堵，调节方便的特点，已得到广泛应用。但笔者认为，由于受材质及制造水平的限制，在劣质煤为主燃料的热电厂中，使用效果并不理想，尤其不能作为单一的破碎系统使用。若能采用一级筛分加一级破碎或两筛两破系统，还是可以考虑使用，但在第二种形式中只能作为粗破;由于受场地和资金的限制，我们仅在原有系统上加装了一级筛分布料器和二级齿板冲击式破碎机，拆除原有效率较低的滚筒筛。此番改造后，13mm以上颗粒度几乎为0，10mm以下颗粒占比为80%左右。
（二）降低一次风量，提高二次风量。经过上述改造后，一次风量能长期稳定在100000m3/时左右，二次风量60000m3/时左右运行。由于此总风量仍较高，为保证燃烧效率，将含氧量维持在上限水平（6%左右），此时锅炉负荷稳定在72吨/时左右，飞灰含碳量12%左右，锅炉效率较改造前有明显提高。
（三）适时调整床压，维持炉膛压差在合理范围内，运行中应根据煤质的变化，调整床压;在煤质较差、颗粒偏粗情况下，适当降低床压运行，对改善流化质量，维持均衡床温，保证粗颗粒燃尽;降低二次风量，保证二次风穿透力，提高热效率有明显作用;炉膛压差的大小，直接反映循环物料量的多少，过低则參与循环的物料少，煤耗增加;过高则炉温波动大，过热器易超温。结合本锅炉用煤情况，我们将炉膛压差维持在5.0kPA，床压4.5kPA左右。
（四）控制炉膛负压，保证较高床温，降低炉膛负压，能保证物料在炉内的停留时间，密相区物料相互之间的碰撞作用增强，从而使飞灰可燃物下降，底渣含碳量降低;同时由于烟气流速的下降，引风机电流下降，保持较高的炉温运行，则炉内传热增强，物料循环平衡，对煤的燃烧具有明显作用。
五、结论
影响循环流化床锅炉安全经济运行最直接和明显的因素就是煤质的变化，其中入炉煤颗粒度的控制尤为困难。实践证明，颗粒越小则所需风量越小，燃烧的效率越高，灰渣可燃物越少;所以在运行中必须保证合适的入炉煤粒度，且有一定的级配比（10mm以下占80%，大于13mm的占5%以下或为0）;入炉煤颗粒大且不均匀，不但造成流化不好，灰渣可燃物上升，且造成送风增加、磨损加速，安全运行受到严重威胁;唯有在充分保证入炉煤颗粒情况下，合理调整一、二次风配比，控制炉膛负压、压差及料层阻力，不断在实践中摸索，得出各个工况最佳数据，才能真正保证循环流化床锅炉安全经济运行。
参考文献
[1]朱占强，刘杰.燃煤粒度对大型循环流化床锅炉燃烧的影响[J].化工设计通讯，2016（9）.
[2]张清涛.燃煤粒径对循环流化床锅炉（CFB）运行的影响[J].能源研究与管理，2010（1）：32-34.
[3]代培基，胡晓霞，罗明鑫.600MW循环流化床锅炉燃煤粒度的控制探讨[J].中国电力，2016，49（7）：106-108.