就目前CFB鍋爐的發展規模看，不論是單機容量，還是現役機組臺數，我國無疑已經走在了國際前列，這主要得益于兩點：一是我國豐富的煤炭資源，二是CFB鍋爐的燃燒原理可以有效地控制二氧化硫、氮氧化物等有害氣體的排放，滿足環保的需要。因此，單機容量更大的CFB鍋爐的設計研發成了必然。如何避免設計上存在的先天缺陷，使之完美地投入商業運行，是本文首要的立足點，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
一、600MW與300MW CFB鍋爐的設備配置對比
    1相似之處
    300MW與600MW褲衩型CFB鍋爐從結構上看主要有以下幾點相似之處：褲衩腿型雙床運行；分離器兩側墻布置；外置床兩側墻布置；排渣口兩側墻布置等。
  2不同之處
  從結構上看300MW與600MW CFB鍋爐的不同之處主要是由于容量擴大、參數的提高而增加的一些設備，比如：
    (1)單側墻布置的分離器數量由2臺增加至3臺，分離器的外形尺寸及工作量也大幅提升。
    (2)單側墻布置的外置床數量由2臺增加至3臺，外置床尺寸及
其內布置的受熱面面積為了滿足蒸汽參數同比增加。
    (3)為了保證外循環物料的回料暢通，在側墻增加了一個回料器返料口，對床溫的均勻性控制非常有效。
    (4)在爐內褲衩腿的上方增加了水冷受熱面，由褲衩腿中間上方中空改為水冷受熱面隔斷，為了滿足調整偏床的需求，在水冷受熱面上讓管開孔。
    (5)運行參數由亞臨界提升至超臨界，爐水循環也由自然循環變為強制循環直流爐。
    (6)爐內增加了屏式過熱器，滿足蒸汽參數的需要。
    (7)四分倉回轉式空氣預熱器由1臺增至2臺，保證排煙溫度在設計值。
    (8)給煤方式多樣化，由單一的前后返料腿給煤增加至側墻返料腿和外置床回料腿，以及專門為煤泥設計的高壓柱塞泵給煤。
    (9)由于機組容量增加一倍，爐內正常運行工況下加入的燃料量和產生的煙氣量成倍增加，N0x的排放單純依靠分段配風、分段燃燒不能滿足排放量的需要，特設置爐內SNCR煙氣脫硝裝置。
二、300MW褲衩腿型CFB鍋爐運行中的一些現象
    1同層床溫存在明顯偏差
    該爐型原設計每條給煤線沿爐側墻由前向后有三個給煤點，前后兩個給煤點分別布置在前后墻回料器返料腿上，入爐煤隨返回的外循環物料送人爐膛，而中間給煤點依靠一次熱風作為撥煤風將人爐煤播撒至爐膛。密相區床溫測點沿爐高度分上中下三層，每層沿爐側墻由前向后取三點床溫作為運行監視。在實際商業運行過程中發現：當中間給煤點按正常比例給煤時，密相區上中下三層床溫的中間床溫測點都明顯較同層前后兩點高高約80～100℃，高出的溫度差隨煤質的變化不等，人爐煤熱值越高偏差越大。另外，入爐煤粒度越大，機組接帶負荷越高，中間點溫度與前后兩點的溫度偏差也會明顯增大。當燃用熱值超過3000kcal/kg的煤時，該偏差更加明顯，下部中間床溫測點甚至超過1000℃，局部結焦現象頻繁發生，導致排渣不暢。采用增加一次風量來降溫時，爐膛上部溫度普遍升高，分離器出口溫度升高，排煙溫度升高，回轉式空預器電流控制難度增大，鍋爐的安全運行受到較大影響。后來放棄中間給煤點，情況有所好轉，但中間床溫測點與前后之間的偏差仍有30 - 80℃。
    由上表不難看出：密相區上中下三層床溫測點均存在中間點高于其他兩點的現象，尤其是當兩側床壓發生偏床時，下部床溫中間點更是高于其他兩點150～250℃，特別容易引起中間部位床面結焦，為正常運行留下隱患。為什么會存在這種現象？大致原因如下：
    爐膛側墻兩個外置床返料口之間距離大約6米，分別靠近爐膛前后墻返料口，也就是說，單側四個返料口聚集在前后墻與側墻夾角附近。在返料口密集的地方物料濃度相對較大，而在中間區域物料濃度相對較小。這是因為：返回的物料進入爐膛后隨即流化，由于高溫物料的表觀粘度較小、流動性好，在快速流化的過程只有較少部分物料移動至中間區域，所以爐內密相區下部實際的物料濃度是不均勻的，前后大于中間。而隨前后返料口送人爐內的原煤由于存在粒比度的問題，部分顆粒較循環物料粒度大得多，且質量較大，尤其是原煤中煤矸石比例較大時，在密相區下部的流化過程中終端沉降速度變大，率先完成了內循環，也就是移動至了中間區域。這樣一來，前后返料中攜帶的較大粒度的物料和原煤集中在了床面的中間區域，物料濃度相對稀薄且含碳量相對較多的中間區域由于富氧燃燒而較前后區域溫度高也就不難理解了。
    在煤質一定的情況下，機組接帶負荷越高，人爐煤量也就越多，中間區域的燃燒份額也會同比增加，另外，入爐煤熱值越高相對越容易著火、入爐煤粒度大使中間區域燃燒份額增加，都會導致中間區域床溫明顯增加。
2、偏床現象
  當入爐煤質較差、顆粒大或者排渣系統部分設備故障不能正常運行導致爐內床壓較高時，若未及時降低機組出力，排渣量與入爐煤量之間存在不平衡，爐內床壓會持續升高。當兩側平均床壓達到l0kPa左右時，極易發生左右兩側爐室偏床。偏床發生時，床壓低側的粒度較小的循環物料和入爐煤最先被吹到床壓高側，粒度較大的床料和人爐煤此刻留了下來，此時前后兩點溫度不存在超溫現象，充分說明了床壓快速降低的一側依然存在前后區域物料濃度大于中間區域且中間區域燃燒份額相對較多這一現象。此時若一次風量增加的速度和床壓低側入爐煤量減少的速度跟不上偏床的速度，密相區下部徹底進入富氧燃燒狀態，導致中間點溫度異常升高。
    導致偏床的原因很多，比如：褲衩腿兩側一次風量或二次風量手動調整出現較大偏差，未及時調整至正常；床壓自動調整失靈；長時間兩側排渣不均或給煤量不均等。此種情況發生的偏床往往導致床溫突變、水循環變差、蒸汽參數快速下降、機組出力突降等負面影響，尤其是當入爐煤中煤矸石比例較大時，不但熱值低，而且破碎機對粒度不易控制，入爐煤粒度較其他煤種大得多，床壓高、排渣量大是正常現象，此時發生偏床，還會導致排渣量突增，輸渣系統因超負荷而不正常運行甚至故障跳閘。
    當然偏床也不是只有負面影響，比如當單側給煤不正常或單側排渣不暢時，兩側床壓偏差會逐漸增大，此時可以通過自動或人為調整床壓適當偏床，使兩側床壓一致，熱量均衡，保證兩側床溫接近、水循環正常、機組出力不受影響。另外，當床面發生局部輕微結焦或者入爐煤熱值很低且粒度大，正常流化風無法將沉積在床面的大渣吹至排渣口，當結焦部位或大渣聚集在靠近某一床溫測點時，均會出現該床溫測點因取樣不到正常床料而快速下降至與流化風接近的溫度。如果加大該側流化風量、人為制造偏床，可以加強該側床料的流化，加強積渣的移動，加強焦塊的流化以及與其他床料的摩擦、破碎，使床溫逐漸趨于正常，避免更惡劣的后果發生。
三、600MW CFB鍋爐運行
    與300MWCFB鍋爐相比，600MWCF'B鍋爐的出力增加了一倍，蒸汽參數也由亞臨界提高到超臨界，人爐煤量和排渣量之間的矛盾，爐內物料與受熱面磨損之間的矛盾，分離器效率與煙道受熱面磨損、傳熱之間的矛盾等會凸顯出來。
    (l)該爐型由于在側墻增加了一個外置床返料口和回料器返料口，側墻共有四個返料口，且每個返料腿都有給煤點，對床溫的均勻性控制有很大幫助。由于鍋爐側墻的深度同比增加，返料量和給煤量也同比增加，所以側墻四個返料口之間的距離依然要盡可能均勻，避免床溫不均現象發生。
    (2)對任何一種類型鍋爐的設計來說，燃料的化學和物理特性都是重要參數，因為它們影響著燃燒空氣、煙氣流量以及設備的類型和大小。CFB鍋爐爐型及運行工況的設計很重要的依據也是入爐煤質。當風氧化煤、煤矸石和煤泥（煤泥量比例較小）混燒的熱值不大于2600kcal/kg的情況下，燃燒生成的底渣量較飛灰量大得多。
    由于600MW CFB鍋爐本體外形尺寸加大，輸渣機的工作長度隨之大幅增加，大約150℃的“冷渣”會長時間（幾分至十幾分鐘不等）停留在輸渣機上，導致輸渣機的工作溫度與冷渣溫度基本接近。尤其是當煤質很差（熱值小于2400kcal/kg）、排渣量很大時，由于冷渣器的冷卻能力接近極限，冷渣溫度可能會超過150℃，接近滿出力運行的輸渣機塑性變形不可避免。塑性變形后的輸渣機運行風險陡增，隨時都可能造成輸渣機故障停運。這種工況下，除了快速降低機組出力別無他法。可見，排渣系統的備用容量及耐高溫性必須滿足低熱值煤和其他特殊T況的需要。當排渣量與入爐煤量不能達到平衡時，后果可能不僅僅是降低機組出力那么簡單，因床面結焦或磨損而受熱面泄漏被迫停運的事例比比皆是，因此排渣系統的工作性能是保證該爐型能否安全、經濟、長周期運行的關鍵因素之一。
    (3)為了滿足產汽量，爐內受熱面的增加是不可避免的，比如爐膛高度、寬度和深度均按比例擴大，由于受熱面磨損與一次流化風速有直接關系，所以爐膛高度不可能無限延伸。設計上采用垂直管圈技術的螺紋管水冷壁代替光管水冷壁，增加中間隔墻水冷受熱面，目的都是為了增加產汽量。
    當然，單純依賴受熱面的增大來增加蒸發量是不現實的，爐內熱源的增加是必然的。相對于300MWCFB鍋爐，600MWCF'B鍋爐的單位煤耗量幾乎成倍增加，循環物料量和循環倍率均成倍增加，磨損加劇無法避免。因此，除了采用受熱面金屬噴涂、防磨梁設置等措施防磨外，在設計理念上應有所突破。如何克服傳熱與磨損之間的矛盾是該爐型能否安全、長周期運行的關鍵因素之一。
    (4)由于循環灰量的大幅增加，大功率分離器的分離效率值得關注。若分離器效率不足，煙氣中飛灰量增大，飛灰含碳量增大，尾部受熱面磨損加大。此種情況下，為了保證煙道受熱面吸熱、降低排煙熱損失、保證回轉式空預器安全運行，以及降低飛灰含碳量增大帶來的煙道后燃威脅，吹灰次數肯定增加，而吹灰次數的增加對受熱面本身就是一種威脅。
    另外，分離器入口風速的增大對其周邊受熱面磨損的不利影響是顯而易見的。
    (5)當發生單側排渣不暢或單側給煤不正常時，由于爐內增加了中間隔墻水冷壁，調整偏床的能力、平衡兩側熱量的能力受到制約，鍋爐帶負荷能力或將大打折扣。
    (6)CFB鍋爐輔助系統所配風機的總功率較同等出力的煤粉爐要大得多。設計的風機出力和其產生的壓頭，應考慮到最壞的工況。為了保證可以燃用規定的多種燃料，一般情況下，鍋爐最大連續出力時風機應有15%的最小風量余度、25%的靜壓頭余度。可見，所選風機的調整方式要靈活，運行要節能高效，確保廠用電率在可控范圍。
    另外，該爐型的設計要充分體現出對污染物排放控制的優越性，做到控制方式靈活、多樣，控制效果快速、精確。
四、總結
    綜上所述，為了保證600MWCF'B鍋爐這個CFB界的龐然大物能安全、健康、穩定、滿出力運行，根據風氧化煤、煤矸石等低熱值煤的燃燒特性，提出如下幾點建議：
    密相區返料口的布置一定要力求間距均勻，防止同層床面溫度不均，在床溫測點的設置上盡可能在每個返料口間隔處都有；
    排渣系統備用容量要足夠大，排渣量的控制手段要靈活，可操作性要強；
    受熱面防磨措施一定要得當，并且有所突破；
    風機的選型既要滿足偏床等特殊工況調整的需要，又要在調整方式上考慮有效節能；
    中隔墻水冷壁南于缺乏像水冷壁那樣的外鋼梁支撐，設計中需充分考慮運行中管道的振動，確保任何工況下管道振動在材料的承受強度范圍內，不會因管道振動造成鍋爐停運。同時，對中隔墻水冷壁需充分考慮運行中管道的膨脹，確保管道膨脹通暢，不發生管道變形。


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1、生物質熱風空調
2、木屑顆粒機