1 循環流化床鍋爐大幅度調峰原因分析

循環流化床鍋爐有較大的負荷調節比，達到3∶1至4∶1，隨著燃燒控制水平的提高，當負荷降至額定負荷的15%時，仍然能穩定運行，適宜于大幅度調峰運行。

1.1溫度分布均勻保證了低負荷水循環的安全性

一般的煤粉鍋爐由于受爐內空氣動力場等因素的影響，爐內火焰中心位置往往發生偏斜，熱負荷分布不均，低負荷時尤其如此，以致爐膛四周吸熱不均，特別是四角的水冷壁受熱更差，常易引起管內工質發生停滯或倒流等不正常的現象，嚴重時甚至出現爆管事故，因此從水循環安全性考慮，煤粉鍋爐最好不在50%額定負荷以下長期運行。而循環流化床鍋爐則完全不同，其溫度和熱負荷較煤粉均勻得多，不存在高溫火焰中心，代替它的是一個較均勻的充滿高溫顆粒的流化燃燒層。而且不論鍋爐負荷如何變化，其溫度始終保持穩定均勻、變化不大的狀態，也就是說其熱負荷分布的均勻性不隨鍋爐負荷而變，這對水循環及金屬的安全性十分有利。有資料對某臺流化床鍋爐100%額定負荷降到70%和30%額定負荷時的水循環特性進行了研究，研究表明，當鍋爐負荷降低時，運行壓頭減少，相應的阻力也減少，有效壓頭反而增大，循環流速和循環倍率加大，使蒸發受熱面管子得到更好的冷卻，低負荷時水循環是安全的。

1.2 保證低負荷時燃燒的穩定性和較高的燃燒效率

一般的煤粉爐低負荷時爐膛溫度水平低，容積熱負荷和截面熱負荷都比較低，燃燒極不穩定，負荷低于50%額定負荷時就必須投油，而且鍋爐燃燒效率低，極不經濟。當燃用低質煤時，問題將更加嚴重，燃燒無煙煤的鍋爐最低穩燃負荷一般在額定出力的70%以上，很難適應調峰運行的需要。而循環流化床鍋爐則完全不同，流化床本身是一個蓄熱量很大的熱源，積累了大量熾熱的床料，燃燒區的容積熱負荷和截面熱負荷都比較高，給新加入的冷燃料提供足夠的熱量而迅速加熱到著火溫度以上，因此能燃用劣質煤。只要能保持床層溫度穩定，再低的負荷下也能保證穩定燃燒和較高的燃燒效率。在進行株洲331廠75t/h循環流化床鍋爐的調試中，15%額定負荷下也能穩定燃燒。

1.3 較好的過、再熱器吸熱特性保證了低負荷時的蒸汽參數

一般的煤粉鍋爐在低負荷時，蒸發吸熱和過、再吸熱難以匹配，過、再熱蒸汽溫度難以滿足運行要求，亦難以控制。循環流化床燃燒溫度決定了爐膛和尾部受熱面之間的換熱面積的分配，進入尾部的煙氣的熱焓值不足以使過熱蒸汽和再熱蒸汽達到設計值。由此，部分過熱和再熱受熱面必須布置在固體顆粒循環回路中。不管這部分過熱和再熱受熱面布置在外置式流化床熱交換器中，還是布置在流化床燃燒室本體中，都有較好的吸熱特性，而且可通過循環物料濃度來控制傳熱強度，使蒸發吸熱和過、再吸熱較好地匹配。因此，流化床鍋爐有較好的汽溫控制手段，保證了低負荷時蒸汽的溫度品質。

1.4 較大的升降負荷速率保證了對快速調峰的適應性  

流化床鍋爐良好的水循環特性、燃燒特性和汽溫調節特性，使流化床具有較大的負荷升降速度，其負荷調節靈敏度可與燃油鍋爐比美，負荷的連續變化率可達每分鐘5%-10%，幾分鐘到十幾分鐘之內可從100%額定負荷降到25%額定負荷。循環燃燒系統中的燃料保存量與層燃爐等慣例相比是最少的，不存在負荷變化時加熱和冷卻床料的問題，當負荷迅速變化時，用改變給煤量、空氣量和飛灰循環量便能實現對負荷的調節，且能維持過量空氣系數和床溫不變。

1.5 循環流化床鍋爐熱備用壓火便于機組啟停調峰

煤粉鍋爐的停爐、啟動過程都比較長，必須消耗大量的助燃用油，污染問題較難解決。以某廠125MW機組啟停調峰為例，機組停止運行平均須1h，啟動平均須2.5h，啟停調峰一次平均耗油14m3，操作勞動強度大，而且在啟停過程中，由于電除塵器不能投入運行，煙囪冒黑煙，造成嚴重的環境污染。循環流化床鍋爐可暫時停止運行，而進入其特有的熱備用壓火狀態。壓火時，先停給煤機，待流化床溫下降50℃左右時，迅速把風門關嚴，停風機，進入熱備用壓火狀態，一般壓火可維持8-16h，中間若啟動流化床溫升高再壓火，熱備用壓火時間將更長。要重新運行而進行熱備用啟動，在正常情況下很快，20-25min即可完成，壓火和啟動過程不消耗助燃用油，操作勞動強度較小，電除塵器可較晚退出或較早投入運行，造成環境污染較輕。

2 流化床鍋爐的變負荷調峰運行

流化床鍋爐的變負荷運行是一個動態的過程，就是通過適當的操作方法把運行的負荷從一個數字穩定到另一個所需值，在這個變化過程中要求鍋爐蒸汽參數穩定，流化狀態良好，床溫保持在允許變化的范圍內，即不低于熄火溫度也不高于結焦溫度。調節負荷意味著改變鍋爐蒸發受熱面產生的蒸汽量，亦即改變蒸發受熱面的吸熱量。蒸發受熱面的吸熱量可用下式表示：Q=kFΔt 式中 k--蒸發受熱面的傳熱系數，kj/(m2·h·℃)；F--蒸發受熱面的面積，m2；Δt--流化床平均溫度與蒸發受熱面管內工質的溫差。

2.1 改變給煤量，促使床溫變化，溫差Δt變化(同時傳熱系數略有變化)，吸熱量也隨之改變，致使床溫達到新的平衡點穩定運行。簡單地說就是高負荷時增加給煤量，低負荷時減少給煤量，風量則配合給煤量維持床溫在某個允許的范圍內。

2.2調節靜止料層高度(或者說風箱壓力)使床中顆粒濃度變化而使傳熱系數k發生變化，吸熱量也隨之改變，試驗表明，當床溫和粒子尺寸不變時，換熱系數和粒子濃度的變化呈正比。高負荷時保持高顆粒濃度，低負荷時通過排放底料、控制循環灰量來保持低顆粒濃度，床溫則由煤量和風量一起控制。

2.3 對大型循環流化床鍋爐停止部分爐床的流化運行，進行熱備用壓火處理。

這是一種既減少給煤量又降低傳熱系數和受熱面積的辦法，適用于多床結構的大型循環流化床鍋爐較低負荷時的運行。床溫和負荷對給煤量的變化較敏感，給煤量又極易調節，因此在運行中通常用第一種方法來調節鍋爐負荷。當負荷變化較大時，第一、二種方法配合使用。對多床結構的循環流化床鍋爐，還可考慮使用第三種方法。

3 結論

循環流化床鍋爐低負荷時水循環安全可靠，燃燒性能穩定，燃燒效率高，過、再熱蒸汽溫度品質合格，調節方便，負荷調節快速簡單，啟停快捷，能滿足大幅度變負荷調峰和啟停調峰的要求，而且啟停或低負荷調峰運行無需助燃用油，有突出的經濟性。