流化風(fēng)速和一、二次風(fēng)配比
1 ．流化風(fēng)速
流化風(fēng)速是循環(huán)流化床鍋爐的重要特征參數(shù)。當(dāng)氣體和固體顆粒的特性一定時(shí)，要求一定的流化風(fēng)速來保持床層的正常流化狀態(tài)．顯然，如果運(yùn)行風(fēng)速提高，則鍋爐會(huì)比較緊湊，斷面熱負(fù)荷也較高。此時(shí)，為保證燃料和石灰石順粒能有足夠的爐內(nèi)停留時(shí)間和布置足夠的受熱面，通常的做法是增加爐膛高度或提高分離器效率、加大循環(huán)物料量。但這不僅會(huì)增加磨損，而且可能導(dǎo)致鍋爐造價(jià)提高。另外，雖然燃燒效率可以有所提高，但是由于風(fēng)機(jī)等的電耗增加，鍋爐的整體效率反而可能會(huì)下降；如果選擇低的運(yùn)行風(fēng)速，則會(huì)給總體嫩燒及傳熱帶來一系列問題．從而影響循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)勢的發(fā)揮。因此，流化風(fēng)速的選擇應(yīng)在二者之間綜合考慮。一般的，循環(huán)流化床鍋爐額定負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行風(fēng)速選擇在5.5m/s左右。具體選擇時(shí)必須根據(jù)燃用的燃料以及顆粒粒徑等不同情況而有所變化。計(jì)算表明，當(dāng)灰顆粒粒徑為100-400m ，床溫為900℃ ，滿負(fù)荷時(shí)流化速度為6m/s ，低負(fù)荷時(shí)為3m/s時(shí)，則可始終保持穩(wěn)定的流化狀態(tài)。幾臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行風(fēng)速，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。實(shí)際上，斷面熱負(fù)荷的選擇與運(yùn)行風(fēng)速的選擇是相關(guān)聯(lián)的。因?yàn)橹灰�燃料及過剩氧量一定，運(yùn)行風(fēng)速與斷面熱負(fù)荷兩者中只要有一個(gè)確定，另一個(gè)也隨之確定。斷面熱負(fù)荷一般可選擇為3-5MW／m²左右。
在循環(huán)流化床鍋爐中，鍋爐的截面熱負(fù)荷較高，這是因?yàn)檠�環(huán)流化床內(nèi)強(qiáng)烈的氣固混合促進(jìn)了熱量的快速釋放和傳遞而導(dǎo)致的。
2 ．一、二次風(fēng)配比
正如所知，在循環(huán)流化床鍋爐中，為控制NOz的排放和降低風(fēng)機(jī)的能耗，往往將燃燒需要的空氣分成一、二次風(fēng)從不同位置分別送人流化床燃燒室，在密相床內(nèi)形成還原性氣氛，實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒．另外，一次風(fēng)率（一次風(fēng)量占總風(fēng)量的份額）直接決定著密相床的燃燒份額。在同樣條件下，當(dāng)一次風(fēng)率升高時(shí)，密相床燃燒份額增加，此時(shí)要求有較多的低溫循環(huán)物料（用來冷卻床層的低溫循環(huán)物料可能來自分離器搜集下來的經(jīng)過冷卻的循環(huán)灰，或者是來自沿爐膛周圍膜式水冷壁落下的循環(huán)灰）返回密相床，帶走燃燒釋放熱量，以維持密相床溫度．如循環(huán)物料量不足，就會(huì)導(dǎo)致流化床溫度過高，無法增加熱輸入（即多加煤），負(fù)荷上不去。
一、二次風(fēng)比例的確定主要取決于如下因素：
( l ）降低N儀的排放。對(duì)于高揮發(fā)分的煤種，在爐膛下部缺氧燃燒時(shí)有助于焦炭和CO對(duì)NO的還原（還原為NZ ）。從降低Nq的角度看，一次風(fēng)率較小、二次風(fēng)率較大為佳，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中還必須考慮其他因素。
( 2 ）風(fēng)機(jī)壓頭．由于一次風(fēng)通常由布風(fēng)板送人，這樣一次風(fēng)就必須克服布風(fēng)板和循環(huán)流化床底部密相區(qū)域的阻力，因而需要采用高壓風(fēng)機(jī)。而二次風(fēng)在爐膛密相區(qū)上方給人，風(fēng)機(jī)所需壓頭較低，可以降低總能耗。
( 3 ）密相區(qū)的流化及燃燒。從脫硝（控制氮氧化物的排放）和降低能耗考慮，二次風(fēng)率較大為好。但如果二次風(fēng)率過大，則密相區(qū)內(nèi)顆粒的流化就可能有問題。由于一次風(fēng)必須保證密相區(qū)顆粒正常流化．一次風(fēng)率過低，密相區(qū)的截面就必須很小，而這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所不允許的。另一方面，從燃燒的角度看，由于循環(huán)物料是從密相區(qū)返回的，溫度較低的一次風(fēng)和燃料亦從此加人，密相區(qū)本身作為一個(gè)穩(wěn)定的加熱源，必須保證在密相區(qū)有一定的燃燒份額，才能保證該區(qū)域的溫度。臂如，若燃用寬篩分徽料，因本身會(huì)有一部分大顆粒停留在密相區(qū)，所以必須在密相區(qū)送人足夠的氣體，以使這部分燃料燃燒或氣化。因此，一次風(fēng)率多選擇在50％左右，對(duì)無煙煤則可達(dá)60％以上。
綜合考慮上述因素，一般的，當(dāng)燃用劣質(zhì)燃料時(shí)，應(yīng)采用較高的一次風(fēng)率，燃用高揮發(fā)分燃料時(shí)可采用較低的一次風(fēng)率。
四、床層溫度
循環(huán)流化床床溫的選擇應(yīng)該根據(jù)燃燒的穩(wěn)定性、運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，以及環(huán)境保護(hù)等方面的要求綜合考慮。從燃燒和傳熱角度看，提高床溫有利于強(qiáng)化燃燒和傳熱，有利于提高燃燒效率和鍋爐效率，特別是對(duì)于一些難著火燃料（如無煙煤等）。但是，床溫的上限受到灰的變形溫度（DT）限制。一般在流化床密相區(qū)．燃燒中顆粒的表層溫度比床溫高100-200℃ 。因此，床溫應(yīng)該比灰的變形溫度低150- 250℃ ，才能保證不結(jié)渣。對(duì)于多數(shù)煤種，灰的變形溫度約為1100-1200℃ ，故床溫應(yīng)在850-950℃ 。另外，床溫的下限應(yīng)考慮焦炭的著火。焦炭著火溫度約為800℃ ，故床溫不應(yīng)低于800℃。否則，可能燃燒不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致熄火。當(dāng)需要加入石灰石進(jìn)行爐內(nèi)燃燒脫硫時(shí)，由于石灰石的最佳脫硫溫度在850 ℃ 左右，床溫應(yīng)與之接近；另外，床溫升高N0²會(huì)增加，但床溫降低NO又會(huì)增加。綜合上述情況，可以認(rèn)為，當(dāng)燃用的嫩料硫分較高時(shí)，為達(dá)到最佳脫硫效果，同時(shí)兼顧高效燃燒的要求，床溫應(yīng)控制在850-900℃ ，一般不宜超過900℃；但如果燃用的燃料硫分較低，則可以主要從燃燒效率的角度進(jìn)行考慮，在保證床層不結(jié)焦的情況下，床溫可以適當(dāng)提高，一般可取為900 ? 950℃。雖然，此時(shí)N儀的排放會(huì)稍高一些，但只要采用合理的分級(jí)燃燒，增加量并不太大．而且還可適當(dāng)降低NO的排放。
目前，循環(huán)流化床鍋爐中床溫的控制，一般采用在密相區(qū)布置受熱面和布置外置流化床換熱器兩類方案口這兩類方案的床溫控制模式有所不同：前者的控制主要靠調(diào)節(jié)風(fēng)量和返料量，即一是加大風(fēng)量將密相區(qū)熱量帶人爐膛稀相區(qū)，二是改變床內(nèi)的固體顆粒濃度，從而改變床內(nèi)的吸熱量；后者則是通過調(diào)節(jié)進(jìn)入外置流化床換熱器與直接返回嫩燒室的固體物料的比例，進(jìn)而調(diào)節(jié)總循環(huán)物料的溫度來控制床溫的。
另外，爐膛出口煙溫應(yīng)大于焦炭的著火溫度而低于灰的變形溫度。目前設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床鍋爐的爐膛出口煙溫常與床溫保持一致。
五、循環(huán)物料．和物料平衡
循環(huán)流化床鍋爐中的循環(huán)物料量是設(shè)計(jì)和運(yùn)行中最重要的指標(biāo)之一。它與爐內(nèi)傳熱、受熱面的結(jié)構(gòu)布置、燃燒特性、燃燒效率、脫硫效率、鍋爐自用電率、磨損、積灰、分離效率及分離器的布里方式等密切相關(guān)。目前，常用飛灰攜帶率（也稱固氣比，指1kg 煙氣夾帶飛灰的質(zhì)量）和物料循環(huán)倍率來衡量物料循環(huán)量。一般情況下，循環(huán)倍率越高，飛灰攜帶率越大。
在循環(huán)流化床鍋爐中，一方面，循環(huán)物料最增加會(huì)使燃料顆粒和脫硫劑在床內(nèi)的總體停留時(shí)間延長，從而提高燃燒效率和脫硫效率；另一方面，由于床內(nèi)固體顆粒濃度隨物料循環(huán)量的增加而增加，物料循環(huán)量增加會(huì)使受熱面的傳熱增加，從而增加床內(nèi)受熱面的吸熱量，但物料循環(huán)量的增加會(huì)使床層總阻力增加，從而增加風(fēng)機(jī)的壓頭，致使電耗增加。所以，在選擇循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)物料量時(shí)，必須進(jìn)行綜合考慮。目前，循環(huán)物料量的選擇有從提高燃燒效率考慮的，也有從追求較高脫硫效率考慮的。
國外考慮較高循環(huán)倍率的主要原因，一是提高脫硫劑石灰石的利用率，二是擴(kuò)大負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和對(duì)燃料的適應(yīng)范圍；三是提高床層與受熱面之間的傳熱系數(shù)，以解決大型鍋爐受熱面布置的困難；四是降低N （入的排放。很明顯，提高循環(huán)倍率，由于顆粒的循環(huán)次數(shù)增加，燃盡時(shí)間延長，煤的燃盡率會(huì)提高，飛灰及灰渣含碳量將降低，鍋爐效率也會(huì)提高。但理論和實(shí)踐均表明，當(dāng)循環(huán)倍率增加到一定程度，若再進(jìn)一步加大循環(huán)倍率，燃燒效率的提高并不明顯。如果僅考慮脫硫的要求，循環(huán)倍率的提高對(duì)提高石灰石的利用率、降低鈣硫比( Ca/S）是十分有效的。實(shí)踐證明，當(dāng)循環(huán)倍率為8-15,煙氣中濃度完全可以控制在200mg/rn3以下。因此，從提高石灰石利用率角度來看，應(yīng)適當(dāng)提高循環(huán)倍率。
物料循環(huán)倍率的變化可以改變爐膛和尾部受熱面的熱量分配，以保證在煤種發(fā)生變化時(shí)床溫保持穩(wěn)定。當(dāng)燃用優(yōu)質(zhì)煤時(shí)，可以加大物料循環(huán)倍率，以保證不會(huì)發(fā)生高溫結(jié)渣；燒劣質(zhì)煤時(shí)，可以減少物料循環(huán)倍率，以避免發(fā)生低溫熄火。因此，對(duì)于嫩用煤種變化較大的循環(huán)流化床鍋爐，在設(shè)計(jì)時(shí)，物料循環(huán)倍率的選取應(yīng)考慮留有足夠的余量。
實(shí)際上，物料循環(huán)倍率的高低還受到循環(huán)灰分離器效率的制約。循環(huán)倍率越高，要求的分離效率越高。對(duì)于高倍率的循環(huán)流化床鍋爐，分離效率必須大于99 %；而對(duì)于低倍率的循環(huán)流化床鍋爐，分離效率在95％即可達(dá)到要求。因此，選擇較低的循環(huán)倍率，可以降低對(duì)分離器效率的要求，采用結(jié)構(gòu)簡單緊湊、阻力低的分離裝置，以降低鍋爐造價(jià)。在循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，必須保持床內(nèi)固體物料的平衡，即排出燃料燃燒產(chǎn)生的灰渣后，床內(nèi)還應(yīng)維持合理的物料濃度。灰分、未嫩盡的炭粒和晚硫劑。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體物料主要是燃料帶人的另外，對(duì)于灰分較低的煤種，還必須補(bǔ)充惰性床料。循環(huán)流化床鍋爐主要有三個(gè)灰渣排放口：鍋爐尾部（被除塵器收集）；流化床底部排值口．回料機(jī)構(gòu)（或外里流化床換熱器）排放口。另外，在對(duì)流豎井下的煙道轉(zhuǎn)彎處可以設(shè)置臨時(shí)排放口。流化床底部排渣口主要排出一些不能被流化風(fēng)帶走的大順粒床料。如果這部分床料不及時(shí)排出，會(huì)在布風(fēng)板區(qū)域累積，造成流化質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)影響鍋爐運(yùn)行。底部排渣口的排渣溫度等于床溫。回料機(jī)構(gòu)（或外置流化床換熱器）的排灰由系統(tǒng)灰平衡確定．當(dāng)爐膛阻力升高至一定程度時(shí)，可進(jìn)行回料機(jī)構(gòu)排灰，以維持系統(tǒng)灰平衡，減少對(duì)尾部受熱面的磨損和尾部除塵器的負(fù)荷。除塵器排灰與常規(guī)鍋爐相同。