我國開(kāi)發(fā)和應用常壓循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)只有十年左右的歷史，已研制和生產(chǎn)了容量35t/h、130T／H、參數從中溫中壓到次高溫次高壓的一批鍋爐，初步形成了我國的循環(huán)流化床鍋爐系列。雖然現在生產(chǎn)的循環(huán)鍋爐容量還比較小，實(shí)際運行中還有一些問(wèn)題，但對于我國這樣一個(gè)耗能大國，又是一個(gè)煤炭?jì)α看髧?，循環(huán)床鍋爐的研制和發(fā)展無(wú)疑為更好地利用我國豐富的煤炭資源和環(huán)境開(kāi)辟了新的途徑。本文將詳細介紹常壓循環(huán)流化床鍋爐的床溫控制。

隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的的不斷提高，工業(yè)發(fā)達國家越來(lái)越重視工業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，花大力氣去解決這一日益尖銳的矛盾。我國也制定了一系列的規范和標準，以保護環(huán)境和控制污染。但經(jīng)過(guò)多年的研究和試驗，國內外為脫除爐外煙氣中的SOX和NOX在高效率，低投資方面未取得突破性進(jìn)展，因此，能進(jìn)行爐內脫硫的沸騰燃燒技術(shù)已受到人們的普遍青睞。

我國先后進(jìn)行了三代沸騰燃燒鍋爐的研制和生產(chǎn)，第一代為常壓鼓泡床鍋爐，容量10T/H-13T/H熱功率，7．82－121．3MW主要代表爐型為上海鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的35T／H和130T／H中溫中壓鍋爐，第一代為常壓循環(huán)流化床鍋爐，容量35T／H－130T／H，熱功率32．7－123．5MW更大容量的鍋爐正在研制中，代表爐型為濟南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的35T／H中溫中壓鍋爐和無(wú)錫廠(chǎng)生產(chǎn)的75T／H次高壓鍋爐，第三代為能實(shí)現兩氣循環(huán)的增壓流化床鍋爐，目前正由東南大學(xué)主持進(jìn)行中試設計。
第一代的鼓泡床鍋爐具有結構簡(jiǎn)單，煤種適應性好，脫硫率較高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在脫硫的CA／S比大，沉浸管磨損蝕等不足，由于鼓泡床鍋爐有溢流熱渣損失，使鍋爐的熱效率不很主，并因為鼓泡床的沸騰床速低（1－2．5M／S）燃燒反應進(jìn)行得不夠劇烈，使得鍋爐的熱功率／床面積比小，向高參數大容量方向發(fā)展存在較多的困難 ，第二代的循不流化床鍋爐在鼓泡床鍋爐的基礎上作了較大修改，除保留鼓泡床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)外還：

1、  取消了溢渣口，;避免了熱渣的無(wú)功損失。
     2、  受熱面布置在爐膛的燃燒稀相區，避免了密相區的沉浸管磨蝕。
     3、  增設了爐內飛灰分離和再循環(huán)裝置，提高了飛灰的燃盡率，改善了鍋爐熱效率，
    4、大大提高了沸騰床速由（鼓泡床的1－2．5M／S提高到4－6M／S）使爐內燃燒反應加劇，有效地提高了鍋爐的燃燒效率和降低了脫硫的CA／S比
    1、  由于沸騰床速的提高，使鍋爐的熱功率／床面積比有較大增加，為鍋爐向高參數大容量發(fā)奠定了基礎。
循環(huán)流化床鍋爐分為內循環(huán)和外循環(huán)鍋爐，圖一為我國常用和外循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)圖。
從鼓泡床鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐的對比可以看出，鼓泡床受其床速限制，適用于小功率范圍的煤礦，化工廠(chǎng)等，而循環(huán)床鍋爐更適用于中，大功率的電廠(chǎng)，是解決我國能源供應與環(huán)境污染矛盾的重要途徑，因此，加強循環(huán)流化床鍋爐的應用研究是十分有益的。
   二、床溫控制的意義
我國現在研制和生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐的沸騰床溫大都選在800－9000C的范圍，選這一床溫主要基于兩個(gè)原因：一是該床溫低于我國絕大多數煤質(zhì)的結焦溫度，能有效地避免爐床的結焦，二是該床溫是常用的石灰石脫硫劑的最佳反應溫度，能最大限度地發(fā)揮脫硫劑的脫硫能力。因此，將鍋爐床溫控制在一范圍內是十分必要的。
    循環(huán)床鍋爐在實(shí)際運行中如出現床溫的超溫狀況，可能產(chǎn)生不良的后 果：
   1、  脫硫劑偏離最佳反應溫度，脫硫效果下降：
   2、  床溫超過(guò)或局部超過(guò)燃料的結焦溫度，爐膛內出現燃料高溫結焦尤其是布風(fēng)板上和返料閥處的結焦處理十分棘手，只能停爐后人工敲除
  3、  鍋爐出口蒸汽超溫，影響后繼設備運行，現在生產(chǎn)的循環(huán)鍋爐大都采用結構簡(jiǎn)單的面式減溫器減溫，調溫范圍有限，一旦出現床溫嚴重超溫而引起蒸汽超溫，面式減溫器將不堪重負。
循環(huán)床在實(shí)際運行中如出現床溫的降溫狀況，也可能產(chǎn)生不良后果。
   1、  脫硫劑脫硫效果下降。
   2、  爐膛溫度低于燃料的著(zhù)火溫度，鍋爐出現低溫熄火.
   3、  鍋爐出力下降
   由以上的分析比較可見(jiàn)：爐床的超溫后果比降溫后果嚴重得多。有鑒于此，循環(huán)床鍋爐的床溫控制應重點(diǎn)實(shí)行床溫的超溫控制。
   三、床溫控制的方式
    依據爐床減介質(zhì)不同，循環(huán)床鍋爐的超溫控制分為汽水灰渣和風(fēng)四大系統，分述如下：
   1、  噴水（蒸汽）減溫系統
   2、  噴水減溫系統 
    這種系統是通過(guò)引入高壓給水（1050C或1500C），經(jīng)爐床密相區設置的噴嘴向爐內噴射以達到降低床溫的目的，噴水量靠調節 閥控制，該系統操作方便，結構簡(jiǎn)單，而且因減溫介質(zhì)溫度與床料溫度相差很大，故降溫效果顯著(zhù)又無(wú)時(shí)間滯后，但因循環(huán)流化床鍋爐為進(jìn)行爐內脫硫加入少量的石灰石，而石灰石及燃料在爐內的燃燒反應類(lèi)似于水泥窯的焙燒過(guò)程，床料的水泥化傾向嚴重，減溫水的噴入易于在噴嘴附近造成床料的局部冷結，進(jìn)而堵塞噴嘴，使減溫系統難以發(fā)揮效用，因此，這種系統的連續運行安全穩定性不好。
  B、蒸汽減溫系統 
    蒸汽減溫系統是將飽和蒸汽（2530C或2700C）自鍋筒經(jīng)調節閥進(jìn)入爐膛密相區以降低床溫。減溫蒸汽量靠調節閥控制。這種系統結構簡(jiǎn)單，操作方便，因減溫蒸汽與床料溫差較大，減溫效果顯著(zhù)，但因減溫蒸汽帶水，實(shí)際運行效果與噴水減溫系統相似，故該系統的連續運行安全穩定性亦不好。
   2、冷灰減溫系統
    冷灰減溫系統分為小循環(huán)和大循環(huán)系統，如圖四和圖五所示。
    小循環(huán)減溫系統是利用爐體旋風(fēng)分離器下的返料灰，經(jīng)灰冷卻器將熱灰（8000C）冷卻至3000C左右，再由二次風(fēng)吹入爐床降溫，冷灰返回量由灰管上的高溫調節珠閥及返料風(fēng)量共同調節。
    冷灰減溫系統因降溫介質(zhì)與床料相同，又是直接吹入爐床降溫，降溫介質(zhì)溫度與床料溫度相差較大，故降溫效果良好而又穩定，無(wú)時(shí)間滯后，是較理想的減溫系統，但小循環(huán)減溫系統需增設灰冷卻溫，設備投資增大，而且灰冷卻器只能采用冷風(fēng)或冷水間接冷卻，單位面積上的傳熱量有限，換熱面積較大，設備布置比較困難。但灰冷卻器可兼作送風(fēng)或給水預熱器，鍋爐的綜合熱利用率較高。
   3、  冷渣減溫系統 
     冷渣減溫系統是利用鍋爐排出的廢渣，經(jīng)冷卻至常溫干 燥后，由循環(huán)床鍋爐的給煤設備送入爐床降溫。因該系統的降溫介質(zhì)與床料相同，  又是向爐床上直接給入，冷渣與床料的溫差很大，故降溫效果良好而又穩定，但因需要經(jīng)鍋爐給煤設備送入爐床，有一定的時(shí)間滯后。
    冷渣減溫系統簡(jiǎn)單實(shí)用，可以最大限度利用鍋爐的原有設備，而且降溫介質(zhì)的來(lái)源也廣，除利用循環(huán)床鍋爐的爐渣外，其它類(lèi)型鍋爐的爐渣亦可作為降溫介質(zhì)。為了減少溫的時(shí)間滯后，冷渣加入口應選在盡量靠近爐床處. 
    熱風(fēng)減溫系統實(shí)際上就是向爐床送入過(guò)量的二次風(fēng)（－1200C）以降低床溫。熱風(fēng)系統無(wú)需增添任設備，操作簡(jiǎn)便而降溫又無(wú)時(shí)間滯后，但在投入過(guò)量二次風(fēng)之前應謹慎判別爐床超溫時(shí)燃料所處的燃燒狀態(tài)，以免產(chǎn)生負荷應：
    當鍋爐床溫超溫時(shí)，如爐床上的燃料已充分燃燒，此時(shí)投入過(guò)量的二次風(fēng)可以有效地降低床溫，而且因熱風(fēng)與床料溫差較大，降溫效果良好穩定，如爐床上燃料未充分燃燒時(shí)出現床溫超不曙（一般是燃料加入過(guò)多）此時(shí)盲目投入二次風(fēng)只能使燃料充分燃燒，床溫加速上升而產(chǎn)生爐膛的高溫結焦，正確地操作順序應是，爐床放渣 ——投入過(guò)量二次 ,熱風(fēng)減溫系統最為簡(jiǎn)便實(shí)用，但在循環(huán)床鍋爐實(shí)際運行中，準確地判斷爐床上燃料的燃燒狀態(tài)是十分困難的。因此，熱風(fēng)減溫系統宜與其它減系統配合設置，工程設計時(shí)奕考慮二 次風(fēng)送風(fēng)機的減溫風(fēng)富裕量。
    針對循環(huán)流化床鍋爐的爐床降溫狀況，一般是采取適量向爐床添加燃料，適量增大沸騰床底的一次送風(fēng)量和床上密相區的二次送風(fēng)量，使床溫穩定上升的方工加以改善的。
   四、超溫控制方式的比較
    上節術(shù)了超溫控制的四種方式，四種方式各有其特點(diǎn)，下面就這些控制系統結合循環(huán)床鍋爐的實(shí)際運行加以分折比較。
噴水（蒸汽）減溫系統結構簡(jiǎn)單、操作方便，降溫效果良好，但因該系統在噴水（蒸汽）時(shí)，極易造成爐渣的局部冷結以致于堵塞噴嘴，又因為減溫水蒸汽的噴入量需借助鍋爐的測溫系統調節，一旦失調或測量不準，即可能造成減溫水（蒸汽）過(guò)量噴入，使鍋爐床料冷結或熄火。因此，除非鍋爐配備精確可靠的測量調節系統，否則不宜在循環(huán)床的實(shí)用設計中采用噴水（蒸汽）減溫系統。
    冷灰小循環(huán)減溫系統是在返料管上設一冷灰旁路，操作簡(jiǎn)便，降溫效果良好而且穩定，是國外循環(huán)流化床鍋爐常用的床溫調節方式之一（如日本的三菱重工，美國的STRUTHERS  WELLS公司等），該系統的關(guān)鍵是需設置灰冷卻器，而我國在灰冷卻器制造方面倘無(wú)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，故應在其制造技術(shù)完善的基礎上再加以推廣和應用。
冷灰大循環(huán)減溫系統的降溫效果與小循環(huán)送減溫系統相當，特點(diǎn)是使用干式除塵器灰斗中的冷灰降溫而不另設灰冷地器，是在灰冷卻器制造技術(shù)尚未完善的條件下較好的減溫系統，可以用于循環(huán)床鍋爐的實(shí)用床溫系統。
     冷渣減溫系統也是降溫效果良好，操作簡(jiǎn)便實(shí)用減溫系統，由于循環(huán)流化床鍋爐運行需配備一套脫硫劑添加系統，故冷渣的 加入設施可與該系統一并設置，無(wú)需另增設其它設備，該減溫系統的冷渣來(lái)源廣泛，除循環(huán)床鍋爐渣可使用外，其它鍋爐爐渣也可用作降溫冷渣，這也為其它爐鍋的低熱值爐渣的綜合利用開(kāi)辟了新的途徑。該減溫系統的實(shí)用性強，對兼有其它類(lèi)型鍋爐的鍋爐房尤其適用。
    熱風(fēng)減溫系統操作簡(jiǎn)便，無(wú)需增設任何設備，但因爐床上的燃料燃燒狀態(tài)難以確定，故該系統只可作床溫關(guān)溫的輔助系統使用，當床溫超溫時(shí)，先開(kāi)啟熱風(fēng)減溫系統，如爐床溫度仍有上升趨勢，則應啟動(dòng)其它減溫系統至床溫恢復正常。
    綜上所述，要保證循環(huán)流化床鍋爐的安全穩定運動(dòng)，設置爐床減溫系統是十分必要的，除熱風(fēng)減溫系統為循環(huán)床鍋爐所必備外（設計時(shí)應考慮二次風(fēng)機的減溫風(fēng)富裕量），還應設置一套冷灰減溫系統或冷渣減溫系統。減溫系統選擇的原則是：當鍋爐房?jì)人绣仩t均為循環(huán)流化床鍋爐時(shí)，宜設置冷灰減溫系統，當鍋爐房?jì)鹊腻仩t不全為循環(huán)床鍋爐時(shí)，宜設置冷渣減溫系統，以利其它類(lèi)型鍋爐的低熱值爐渣的綜合利用。
   五、床溫控制點(diǎn)選擇
    要控制和調節循環(huán)床鍋爐的床溫，及時(shí)投入床溫的減溫或升溫系統，正確地先擇測溫點(diǎn)和控制范圍是十分重要的。
為了正確直觀(guān)地反映爐床溫度，應在循環(huán)床的密相區至少設置兩個(gè)測溫點(diǎn)，并在循環(huán)床的過(guò)渡區（密相與稀相的交界區域）設置一個(gè)測溫點(diǎn)用作床溫的參考值。由于循環(huán)床鍋爐運行時(shí)，其床上的沸騰狀態(tài)很激烈，兩處測溫點(diǎn)差不會(huì )大于5℃。正因為沸騰狀態(tài)激烈，為防止床料對測溫元件的磨蝕，測溫元件外必須加裝防磨套管，套管應具有一定剛度，以避免在爐床內振動(dòng)。為提高測溫元件的可靠性，各測量熱電偶都應是雙元件的。
   根據循環(huán)流化床鍋爐的運行特點(diǎn)，床溫控制范圍是這樣選定的：
   1）  床溫低溫報警650－700℃； 
   2）  床溫低溫預報警750℃；
  3）  正常運行床溫800－900℃；
 4）  床溫超溫預報警950℃；
  5）  床溫超溫報警1000－1050℃，視燃煤的結焦特性而定，一般認為應低于或接近燃煤的灰熔點(diǎn)軟化溫度T2。
  鍋爐床溫的顯示應在就地和控制室各設置一套，并在控制室設置報警裝置。為減輕運行人員的工作強度，除在就地設置操作設施外，還應盡量考慮在控制室設置集中遙控操作系統。