一、前言
SG-440／13.7-M566型循环流化床锅炉系上海锅炉厂有限公司在引进、吸收ALSTOM公司（美国分部）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，进行本锅炉全套设计的产品。
电厂三期工程为2×135MW机组，锅炉为SG-440／13.7-M566型循环流化床锅炉，其中第二台#6机组于2005年7月29日通过72+24小时试运，移交生产后锅炉运行稳定，性能良好。
锅炉优化试验的目的是全面检查和了解锅炉燃烧系统及辅助设备的运行性能，进行旨在提高锅炉效率、优化锅炉运行参数、减轻磨损的燃烧调整试验。优化试验项目主要包括：冷态试验及热态试验。
二、锅炉及系统简述
1、锅炉简介
锅炉主要由汽包、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2片水冷屏和12片屏式过热器，其中水冷屏对称布置在左右两侧。炉膛与后烟井之间，布置有两台绝热钢板式旋风分离器。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，在后烟井包覆墙中间设置隔墙包覆过热器，将后烟井分隔成前后二个烟道，在前烟道内布置再热器，后烟道内按烟气流向依次布置高温过热器和二级省煤器。富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、汽包、蒸发受热面（炉膛水冷壁和水冷屏）、后烟井包覆过热器、屏式过热器冷热段、高温过热器及再热器。过热器系统中，在屏式过热器冷热段之间设置一级喷水减温器，在屏式过热器热段和高温过热器之间布置二级喷水减温器。在再热器和二级省煤器出口设置烟气调节挡板，通过调节挡板开度改变流经再热器的烟气量，从而控制再热蒸汽出口温度。在再热器两侧进口管道上均设有事故喷水装置。
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（现已改成滚筒式冷渣机）。
烟气携带大量的物料自下而上从炉膛上部的后墙出口切向进入两个旋风分离器，在旋风分离器中进行烟气和固体颗粒的分离，分离后洁净的烟气由分离器中心筒出来依次进入尾部烟道里的高温过热器（再热器）、省煤器和空气预热器，而后排出锅炉，进入除尘器后由引风机送入烟囱，排人大气。2，锅炉主要技术参数三试验结果和分析
1、冷态试验
1.1风量标定
锅炉风量标定试验主要测量实际风量值与测量元件输出的动压值，以实现DCS上各运行风量的正确显示。
1.1.1试验原理与方法
风量标定试验采取各个流量测量元件单独测定的方法进行。对于每个流量测量元件，调整相关风门挡板，在不同的风量下，测量通过该风道的实际风量值和该流量测量元件的动压值，得出风量与流量测量元件动压值之间的对应关系。
实际风量值按照多点等截面网格法用标准毕托管和电子微压计进行测量。流量测量元件动压值用电子微压计测量。
流量系数定义为标准毕托管动压值与一次测量元件的动压值比值的开方：
当粘性流体的流动进入自�；�，流量系数K应该为一定值�？疾觳钛剐鸵淮瘟髁坎饬吭欠窬哂辛己玫奶匦�，主要看其流量系数K值随流量变化是否保持恒定。
试验结果中，给出了每个威利巴元件的流量系数K和标定系数C，并给出了试验条件下流量与威利巴差压开方的关系曲线。
1.1.2试验结果
由于现场部分威利巴元件的前后直管段较短，试验中，用毕托管网格法测量风道截面的速度场时，动压值变化很大，用普通微压计（如倾斜式玻璃管微压计）难以准确读取数值。本次试验采用的进口便携式电子微压计精度较高，并且能够方便地对测量值取平均值。试验中，对每一测量网格点除了往复进行一次外，对每一点还利用该电子微压计高级功能进行了30次左右的平均。测量结果分析显示，威利巴的流量系数比较稳定，流量与威利巴差压开方有非常好的线性关系。
某风管威利巴元件标定试验结果，如表1所示。
从图1来看，其流量系数K值均比较稳定，试验条件下风道的流量与威利巴差压开方呈良好的线性关系，说明标定的数据准确可靠，可以满足现场使用的要求。从图2看出，与实际测量值比较，平均偏差7.10%。
依据同样的方法进行标定，可知所测的15个威利巴元件流量系数K值均比较稳定，试验条件下风道的流量与威利巴差压开方呈良好的线性关系，说明标定的数据是准确可靠的，可以满足现场使用的要求。但同时也发现了一些原表盘显示风量与实际测量值偏差较大的情况存在，说明了此次标定的必要性和重要意义。
1.2布风板阻力特性
布风板阻力在空床状态下测定。测量不同风量时布风板在空床时的阻力，可以了解布风板的阻力特性，分析布风板风帽的堵塞或磨损状况。测量空床时的布风板阻力特性，也是装入床料后的其它冷态流化特性试验数据处理的基础。此外，由冷态布风板阻力试验还可以推导出热态时的布风板阻力特性计算公式，可为热态运行时根据风室压力判断料层厚度提供参考。
1.3临界流化风量试验
临界流化风量是流化床锅炉正常流化运行的最小风量，小于此风量后床料不能正常流化，高温下会在炉内发生结焦现象。
通过多个风量点的测量，分析料层阻力随着风量变化的情况，可以准确得到该锅炉的临界流化风量。本锅炉在采用现场床料，静止料层厚度800mm条件下的临界流化风量如图4所示：
由图4可见，本锅炉临界流化风量为103000(m3／h，20℃)。即锅炉运行最小风量不低于103000(m3/h，20℃)。临界流化风量与料层厚度理论上没有直接的关系，只要风机压头能够满足，且料层不出现穿孔现象，不同料层厚度的临界流化风量是一致的。床料颗粒分布是影响临界流化风量的最重要的因素。从经验上讲，可以通过采用细床料（相同条件下，床料颗粒越细，临界流化风量越�。⑿》缌浚ūＶち骰┑慊�，大幅度节油，只是在操作上对技术要求较高。
1.4布风均匀性和返料特性
布风均匀性试验是在临界流化风量试验的充分流化状态时进行，主要检查锅炉风帽的布风均匀性和锅炉布风板载料运行的能力。具体做法是：在床料充分流化后，突然跳停风机，观察床层表面。床面乎整，说明布风板布风均匀；如果出现鼓包现象，一定要对鼓包区域进行清理检查，并在清理检查完毕后重新进行布风均匀性试验，直至平整。
返料特性试验则是在布风均匀性试验的同时进行，通过观察两侧（对于大型锅炉来说，返料口会有4个或更多）返料口下部形成的返料堆积形状，判断两侧返料是否平衡及正常。
通过试验，可得出本锅炉布风板在临界风量以上运行时可良好流化，而返料系统工作也是正常的。
2、热态试验
热态试验主要内容包括调整总风量、一二次风比例、松动返料风量、二次风分配、床压、煤粉粒度和
燃烧温度等试验。
2.1松动返料风
返料器是循环流化床锅炉的重要部件之一，其功能有2个：(1)返料将分离下来的飞灰顺利地送入炉内，并随锅炉参数及负荷的变化完成对循环物料量的自动调节。(2)密封防止主床的烟气反窜进入旋风分离器。返料器风量的控制对分离器循环倍率的高低有着显著影响，本次试验通过调整松动返料风有效的提高了炉内灰浓度，使得炉膛温度分布更加均匀。
由图5可以发现，随着松动风量的减少，炉膛下部温度略有所降低，中部和上部温度均有所上升，表明炉内循环灰浓度有所提高，有利于均匀炉膛温度，降低飞灰可燃物，提高锅炉效率。此外，松动风量的减少降低了分离器内的氧浓度，对预防分离器内局部超温结焦也有一定帮助。
图6为返料风量对炉内燃烧的影响，由图看出，随着返料风量的增加，飞灰可燃物降低，锅炉效率增加。
2.2一、二次风比率
在CFB锅炉中，不同的一、二次风配比，对CFB的燃烧乃至热量分配有着重要的影响。因此，一、二次风配比的调整是CFB锅炉运行调整的重要手段。
一次风量的多少直接影响炉膛密相区的燃烧份额。对于无烟煤，由于其燃烧的滞后性，在进入炉膛后有一段时间内反应放热较少，较大的一次风份额反而会降低下部密相区床温，对燃尽不利。
炉膛下部密相区作为锅炉稳定燃烧的热源，必须有一定的燃烧份额，但一次风比率偏大会使燃烧中心段上移，实际表现为炉膛出口段温度过高等。一次风率过高，还易形成炉膛内流化速度太高，水冷壁磨损加剧，严重时整个炉温下降，恶化运行工况；而一次风率过低，不仅影响炉内灰粒子充满度的均匀性，底渣可燃物含量偏高，且严重时会影响布风板上流化不均，形成结焦。因此，必须选择较合适的一次风率，以实现高的燃尽程度，并减轻水冷壁磨损。
二次风率偏高，炉膛上部燃烧分额增加过多，易引起过热器超温；二次风率偏低，其刚性不足，不易穿透回流区，形成贴壁上流，无法发挥对还原区补充氧量的作用。因此，二次风的配入应以提高其刚性为主，风口截面不宜太大，避免其出现高流量、低流速运行的情况。
CFB锅炉的烟气中粉尘浓度大，受热面温度高，磨损较大。在保证一次风量大于临界凤量的条件下，适当降低一次风量，可以在很大程度上降低循环物料对水冷壁的磨损，而燃烧完全所需的氧气可以由二次风补充。这种调整方式在保障降低CFB锅炉的磨损问题的前提下，既严格控制了飞灰可燃物的含碳量，又降低了排烟温度，可以尽可能提高锅炉燃烧效率，达到预期的调整目的。
图7为锅炉燃烧效率与一次布风板风量的关系曲线，表明本锅炉效率随布风板风量的增加而降低。
2.3总风量
CFB锅炉送风既要保证床料的正常流化也要保证炉内燃料充分有效的燃烧。给入炉膛总风量的变化，表现为过量空气系数（或氧含量）的变化。随着总风量的提高，气相氧气浓度相应提高，加快了氧气的传质速率和气固反应速度，在煤颗粒炉内相对固定的停留、反应时间内，其最终反应程度提高，具体体现为燃尽程度的提高，即飞灰含碳量降低。
如果炉内氧量过低，燃料因缺氧而燃烧不充分，将会导致飞灰和底渣含碳量上升。而炉内氧量过高时，特别是由过量氧产生的有利于燃料燃尽的正效应小于尾部排烟损失增加的负效应时，反而使得锅炉效率降低。另外，过高的风量也会使尾部烟气流速大干设计值，加剧炉内和尾部烟道受热面的磨损。
当过量空气系数偏低时，燃料燃尽程度变差，化学和机械不完全燃烧热损失增加。当过量空气系数偏高时，风机电耗增大，烟气排放量增多，排烟热损失加大，且可能导致过热蒸汽超温。因此，从CFB锅炉自身的要求来讲，为了保证燃尽、减少排烟损失并控制NOx的生成，需严格控制炉膛出口过量空气系数。
对于燃用无烟煤的锅炉，由于其难燃尽，一般需要相对较高的过量空气系数。此时，排烟氧量增加，炉内氧浓度增加，有利于煤的燃尽，使飞灰可燃物明显降低，但过高的氧量会导致燃烧温度降低和排烟损失增大。
2.4二次风配比
通常情况下二次风分为多级分层送入，其在不同部位的风量分配，决定了氧量在炉膛内的均衡分配。由于CFB锅炉的运行特点，炉膛中心的缺氧燃烧非常普遍，合理的燃烧配风对CFB锅炉的经济运行有重要意义。
由于受限于二次风管超温，风门调节幅度有限，测试表明，上层二次风份额增加对效率提高有益，实际运行中可将上二次风门全开，并适当关小下二次风门。
2.5燃烧温度
燃烧温度对难燃煤的燃尽影响较为明显。燃烧温度越高，越有利于其燃尽。提高燃烧温度，可以直接提高燃烧反应速度，减少细颗粒煤焦的燃尽时间。
本锅炉燃用煤质为无烟煤，其燃尽性能较差，床温提高有利于燃尽，但过高床温易造成结焦，且受限于床温过高对风帽的不良影响，故而床温的调整变化不大。
2.6床压
对于特定煤种（灰分、成灰特性确定）和特定的锅炉设备，在风量不变条件下，床压直接反应了炉内物料浓度。一定范围内增大床压，会降低飞灰含碳量。这是因为：床压的增大可以增加煤颗粒在炉内的停留时间，而停留时间的增加可以显著降低飞灰中未燃尽的可燃物含量。
床压偏低也会使床温容易波动，从而导致负荷波动，床压增加有益于床温控制。试验结果表明，满负荷时床压运行在13-14kPa燃尽程度好，锅炉效率高，负荷更趋平稳。根据试验，过度增加床压也会相应增加送风机电耗，且会降低炉膛整体燃烧温度水平，导致锅炉效率降低。
2.7给煤粒度
从煤的燃烧机理来讲，燃烧无烟煤、贫煤要求粒度越小越有利于燃尽。煤在炉内的燃烧是气、固相的化学反应，固相的比表面积、热崩裂性对反应的完成程度影响较大，一般来说，煤的粒度越细，热崩裂性越好，比表面积就越大，反应也越易进行。上述分析对于燃煤颗粒一次通过炉膛的煤粉炉而言是正确的。但对于CFB锅炉，根据以往试验结果，过多的细煤粒度也会造成飞灰含碳量较高，对干具体的入炉煤来说，存在最佳的粒度分布。这主要是因为一次性通过炉膛的均为极细的煤颗粒，其给入炉膛后，约5-7秒就被带到分离器，上行过程中由于磨蚀和破裂颗粒尺寸进一步减小，分离器难于捕捉这么细的颗粒返送炉膛，会直接飞出炉膛，不利于燃烧完全。而对于较粗的颗粒，可以被分离器捕集并返送回炉膛循环燃烧，能够保证颗粒的燃尽。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
但对于实际的入炉煤，一般只能控制最大粒度限值，对其粒度级配包括其细组分的构成比例往往是由煤的破碎特性和破碎设备的性能所决定的，对确定的制备系统和特定的煤种，实际上很难对细粒度的构成比例进行控制。
在锅炉优化运行期间，与典型的粒度分布相比较，试验入炉煤<lmm细组分明显偏高，一般在55%以上。因此建议调整燃煤粒度，降低<lmm入炉煤份额，使之不超过30-35%，同时控制最大粒径不超过8mm，可有效缓解后燃，降低飞灰可燃物及排烟温度。
四、结束语
通过以上冷态试验及热态试验等优化试验项目，达到了全面检查和了解锅炉燃烧系统及辅助设备的运行性能的目的，并积累了一定的运行经验，其中的优化措施为135MW CFB锅炉更加安全、稳定和经济运行提供了可靠的保证。
