摘要：本文从实际出发，分析了生物质循环流化床锅炉在燃烧运行时出现的一些问题，从燃料、运行控制等几方面进行分析，并通过改进实施，取得了显著的改善。
关键词：燃料，床压，循环倍率
一、锅炉的概况：
某生物质热电厂#1炉是中科院设计国内第一台高压以秸秆为燃料地循环流化床锅炉，由鞍山锅炉厂生产，设计蒸发量为130t/h高压自然循环，高温绝热旋风分离器、平衡通风、炉前给料、循环流化床桔杆燃烧锅炉。锅炉采用全膜式水冷壁结构，在炉膛上部沿宽度方向布置六片过热蒸汽屏和两片水冷屏。炉膛底部为水冷布风板和水冷风室;在与床下水冷风室相连的一次风道上布置两台点火燃烧器，用于锅炉点火。
两台蜗壳式高温绝热旋风分离器位于炉膛出口和尾部竖井烟道之间，每个旋风分离器的下方布置一台返料器，返料器将旋风分离器分离下来的物料送回炉膛。
锅炉采用两级配风，一次风从炉膛底部通过布风板进入炉膛，二次风从前后墙进入炉膛。锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。给料方式采用二级给料由两台双螺旋给料机通过四个给料口进入炉膛。
循环流化床锅炉作为高效、低污染、燃料适应性广、负荷调节性能好的洁净燃煤技术，在全世界受到广泛重视，正在成为燃煤技术的主力军。典型的循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛、气固分离设备、固体物料再循环设备等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有高、低温过热器、省煤器和空气预热器等。燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料主要在炉膛内流化并呈沸腾状燃烧。炉膛四周布有水冷管，用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离器中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧至烧尽。烟气经烟道过尾部受热面进行热交换，最后通过除尘器由烟囱排入大气。
该锅炉规范及燃料设计：（AG-130/9.8-1循环流化床锅炉型）
二、锅炉运行中暴露的问题;
2.1、运行期间曾发生爆炸，造成过热器变形，炉膛内和分离器内浇注料开裂;
2.2、锅炉空预器爆燃，尾部烟道二次燃烧，造成空预器烧毁，全部更换;
2.3、锅炉运行时间很少超过24小时，一直无法投入商业运行。
三、从设计的燃料和实际燃料对比分析并作出相应的调整措施;
3.1、该生物质循环流化床锅炉的设计燃料为玉米秸秆和棉花秸秆的混合物，玉米秸秆入炉前首先进行破碎处理，然后压缩成型。压缩成型的最大尺寸小于50mm，压缩成型后的生物质的密度为：500-800kg/m³。棉花秸秆经剪切后可直接入炉，剪切后的最大尺寸小于50mm。如果需要添加煤作为辅助燃料，煤的粒度范围0-10mm，50%切割粒径1.5mm。如果要进行炉内添加石灰石脱硫，石灰石粒度范围0-1mm。 实际燃料为尺寸小于50mm玉米秸秆和棉花秸秆的混合物，没有压缩成型;因受市场的影响燃料中含沙土的比例高达30%--50%，远远大于设计要求。
3.2、针对现场燃料实际情况做出的调整措施
3.2.1 控制炉膛负压在-500Pa以内;
因该炉与燃煤循环流化床锅炉给料口布置位置不一致，在密相区上部，比同类型燃煤循环流化床锅炉高1.5米左右。设计院要求炉膛出口压力控制在-1500pa左右运行，我们通过实验发现炉膛压力控制在-500pa左右较合适。因现在烧的料是散料而不是压制成型地块料，两者之间的比重不一样。较大负压会造成燃料在炉膛停留时间缩短（给料出口到炉膛出口高度20米），没有时间充分燃烧，分离器会把未燃尽燃料带到尾部烟道发生二次燃烧和爆燃现象。负压太小会造成给料出口烟气反窜，烧坏给料设备。因秸秆的着火点比煤的着火点低（秸秆380℃左右能着火，煤要到650℃）。所以现在根据现在烧的料情况炉膛负压控制在-500pa以内比较理想。
3.2.2 在返料风室增加放灰口;
在左右返料风室第一风室增加放灰口，控制回料腿风室差压在250-500pa以内运行;在左右返料风室第一风室增加放灰口（附图），因为燃料中的沙土多，循环物料外循环倍率增大，而秸秆燃尽时间远比煤燃尽时间短，秸秆炉炉内温度比燃煤炉低（该炉设计上部及出口温度为818℃，燃煤炉上部及出口温度一般为950℃）外循环物料中含碳颗粒较少，大量比炉膛燃烧区温度低的循环物料进入炉内造成炉温下降，和床压上升，迫使加强放渣，造成床温进一步下降，使炉内燃烧不稳。所以我们在左右返料风室第一风室增加放灰口把多余地灰放出，使其保证达到设计循环倍率。
升炉时我们通过采取投料后就从左右返料风室第一风室放灰口放灰的方式，能够缩短升炉时间（一般为90分钟左右），使炉温迅速达到750℃以上，减少燃油，大大提高经济效益。通过我们实验得出数据回料腿风室差压在250-500pa以内运行，该炉返料稳定，循环倍率在设计范围内，炉内燃烧稳定锅炉各项参数达到设计要求。
3.2.3 锅炉点火开始投料后要及时启动二次风机;
该炉二次风流向是经过空预器升温至220℃，通过9个支管（前五后四）在密相区中部，给料口下部进入炉膛。（燃煤炉一般采用二级布置在给料口上部进入炉膛。）前墙五个支管中间三个风管出口装设螺旋导流器，使二次风能充分与燃料混合，使燃料燃烧充分。这样设计是因为秸秆着火点低，燃烧速度比煤快的特点决定的。
锅炉开始投料后根据床温情况及时启动二次风机补充燃烧所需要的氧分，让秸秆在炉内燃烧区燃尽，防止未燃尽秸秆被带入尾部烟道，发生爆燃和二次燃烧事故。
3.2.4 控制调整好床压运行;
因该炉现在烧的料含沙土高达30%--50%，远超过设计要求（该炉设计是不排渣，床压低时需要补充床料）。床压太高浪费厂用电（床料多造成料层阻力大，一次风机要克服阻力要多耗费厂用电）且不利于流化;床压太低可燃物少、秸秆燃烧不稳定和充分（循环流化床燃烧特点就是靠循环物料的蓄热来加热燃料，使燃料着火充分燃烧）。通过长期地观察和实验我们总结出该炉额定负荷时床压保证在8.5—9.0kpa时运行工况稳定。（设计烧的秸秆是不带杂物地，运行中根据床压情况要增加合格地床料保证硫化和燃烧地稳定）， 锅炉各项参数达到设计要求。
3.2.5 运行过程中应定期置换床料：
一次风量和风压是循环流化床锅炉运行监视地重要参数，一次风量和风压稳定反映锅炉燃烧、流化、循环的稳定。因该炉燃料中夹杂了大量的沙土和石头、砖块，从而造成该爐循环流化地破坏，进而使燃烧恶化。
实际运行过程中需要通过定期置换床料，把燃料中夹杂的石头、砖块等不合格的床料从炉内置换出来，保证锅炉地稳定燃烧。
3.2.6 停炉时不要采用压火方式，把返料风室灰放干净：
因为秸秆着火点低，在800℃范围内，能够迅速燃尽，剩余固定碳含量少，压火意义不大。并且对于炉膛内部而言 ，压火后由于炉内剩余的燃烧属于缺氧燃烧以及高温干馏而产生部分可燃气体 ，这些可燃气体在炉膛内部大量集聚 ，在锅炉压火后的热启动过程中，容易发生爆燃现象 。在风机停止运行后，床料可能发生局部燃烧 ，进而发生局部超温的低温结焦现象 ，情况严重时有可能造成床料的大面积结焦。如果在停炉过程中会使大量可燃气体淤积在炉内，下次起炉容易发生爆燃事故;停炉时需把返料风室灰放干净，是因为秸秆燃烧后产生的灰和燃煤燃烧后产生的灰，化学性质一样，低温更容易焦结，使风帽堵塞，造成下次起炉发生返料不畅，大量冷灰进入炉内，使床温降低熄火、结焦事故发生。压火操作过程中的各种不可控因素以及压火操作和操作后的热启动过程对锅炉寿命 、对锅炉辅机设备的影响 、对汽轮机所造成的热冲击等不利因素，停炉时不要采用压火方式。
四、结论：
经对该锅炉局部改造和燃烧优化调整，该锅炉炉运行基本正常，未发生爆燃和设备损坏事故，延长了连续运行时间，最长连续运行时间也达到了八个月，取得良好的商业运行价值。
参考文献
[1]肖平. 循环流化床锅炉基本原理.西安热工研究院有限公司循环流化床锅炉技术部：2008.9.26.21～52
[2]卢啸风.《大型循环流化床锅炉设备与运行》.北京：中国电力出版社，2006.26～32