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燃燒過程自動調節(jié)系統(tǒng)有三大任務： ① 維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不相適應，必須相應地改變燃料量，以改變鍋爐的蒸汽量。 ② 保證燃燒過程的經濟性。當燃料量改變時，必須相應地調節(jié)送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經濟性。 ③ 調節(jié)引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變。 燃燒調節(jié)系統(tǒng)一般有三個被調參數，汽壓P、煙氣含氧量O2和爐膛負壓p。這3個調節(jié)量對應燃料量M，送風量F和引風量Y。燃燒調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)對象對于燃料量，根據燃料種類的不同可能是爐排電機，也可能是燃料閥。對于送風量和引風量一般是擋板執(zhí)行機構或變頻器。 燃燒調節(jié)系統(tǒng)是一個多參數變量調節(jié)系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)分別是以燃料量維持鍋爐壓力恒定的蒸汽壓力調節(jié)系統(tǒng)，以送風量維持鍋爐經濟燃燒的送風調節(jié)系統(tǒng)，以引風量維持爐膛負壓穩(wěn)定的爐膛負壓調節(jié)系統(tǒng)。 工業(yè)蒸汽鍋爐節(jié)能改造后具有以下明顯優(yōu)勢： ① 直觀而集中的現實鍋爐各運行參數的狀態(tài)監(jiān)視與運行控制。能同時顯示鍋爐運行的水位、壓力、爐膛負壓、煙氣含量、測點溫度、燃煤量等運行參量的瞬時值、累計值及給定值，直觀形象； ② 可以能對運行狀況進行準確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報、漏報現象； ③ 可隨時方便的修改各種工藝參數的設定值，并可按需要隨時打印或定時打?。? ④ 減少了紛雜的儀表單元，（例如加法器、微分器、濾波器、限幅報警器等），從而減少了投資，也減少了故障率； ⑤ 提高鍋爐的熱效率。改造后熱效率可比以前提高5～15%，平均節(jié)煤5～10%，節(jié)電20～40%，充分節(jié)約運行費用； ⑥ 鍋爐控制系統(tǒng)經擴展后可構成分級控制系統(tǒng)，可與工廠內其他節(jié)點構成工業(yè)以太網，實現現場設備控制信息與企業(yè)管理的溝通； ⑦ 改造后，鍋爐系統(tǒng)將更加安全、穩(wěn)定、經濟地運行，減輕操作人員的勞動強度，杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。 工業(yè)加熱爐、熱處理爐項目介紹： 從控制系統(tǒng)角度看，如果說蒸汽鍋爐或熱水鍋爐是屬于目標點狀態(tài)的實現控制，那么，熱處理爐和加熱爐則不僅追求目標控制點的實現，而且更加專注于控溫過程的實現技術。 我公司采用基于工藝需求溫度過程的樣條逼近控制算法技術，不僅在確保目標控制點的準確實現，而且也在控溫實現過程中精確追蹤工藝溫度樣條，從而確保熱處理加溫過程的精度，提高產品合格率。

一.循環(huán)流化床鍋爐結構 　　鍋爐采用單鍋筒，自然循環(huán)方式，總體上分為前部及尾部兩個豎井。前部豎井為總吊結構，四周有膜式水冷壁組成。自下而上，依次為一次風室、密相床、懸浮段，尾部煙道自上而下依次為高溫過熱器、低溫過熱器及省煤器、空氣預熱器。尾部豎井采用支撐結構，兩豎井之間由立式旋風分離器相連通，分離器下部聯(lián)接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內部均設有防磨內襯，前部豎井用敖管爐墻，外置金屬護板，尾部豎井用輕型爐墻，由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。 　　鍋爐采用床下點火（油或煤氣），分級燃燒，一次風比率占50—60%，飛灰循環(huán)為低倍率，中溫分離灰渣排放采用干式，分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關鍵，采用湍流床，使得流化速度在3.5—4.5m/s，并設計適當的爐膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設薄內襯（高鋁質磚），即使鍋爐燃燒用不同燃料時，燃燒效率也可保持在98—99%以上。 　　分離器入口煙溫在800℃左右，旋風筒內徑較小，結構簡化，筒內僅需一層薄薄的防磨內襯（氮化硅磚）。其使用壽命較長。循環(huán)倍率為10—20左右。 　　循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置，溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。 　　床溫控制系統(tǒng)的調節(jié)過程是自動的。在整個負荷變化范圍內始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值，這個值是最佳的脫硫溫度。當自控制不投入時，靠手動也能維持恒定的溫床。 　　保護環(huán)境，節(jié)約能源是各個國家長期發(fā)展首要考慮的問題，循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點而發(fā)展起來，其高可靠性，高穩(wěn)定性，高可利用率，最佳的環(huán)保特性以及廣泛的燃料適應性，特別是對劣質燃料的適應性，越來越受到廣泛關注，完全適合我國國情及發(fā)展優(yōu)勢。 二.循環(huán)流化床鍋爐簡介 　　(ciculaingfluidizedbed) 　　是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎上發(fā)展起來的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高，因此稱作快速循環(huán)循環(huán)床鍋爐?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已經研究了很長時間，形成了一定的理論。要了解循環(huán)流化床的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床&a;湍流床&a;快速床各種狀態(tài)下的動力特性、燃燒特性以及傳熱特性。 一．流態(tài)化： 　　當固體顆粒中有流體通過時，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運動，且固體顆粒之間的摩擦力也越來越大，當流速達到一定值時，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個顆?？梢宰杂蛇\動，所有固體顆粒表現出類似流體狀態(tài)的現象，這種現象稱為流態(tài)化。 　　對于液固流態(tài)化的固體顆粒來說，顆粒均勻地分布于床層中，稱為“散式&dquo;流態(tài)化。而對于氣固流態(tài)化的固體顆粒來說，氣體并不均勻地流過床層，固體顆粒分成群體作紊流運動，床層中的空隙率隨位置和時間的不同而變化，這種流態(tài)化稱為“聚式&dquo;流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式&dquo;流態(tài)化。 　　固體顆粒（床料）、流體（流化風）以及完成流態(tài)化過程的設備稱為流化床。 二．臨界流化速度 　　1.　對于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過的氣體流速很低時，隨著風速的增加，床層壓降成正比例增加，并且當風速達到一定值時，床層壓降達到最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風速，固定床會突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成的話，其特性為：在大顆粒尚未運動前，床內的小顆粒已經部分流化，床層從固定床轉變?yōu)榱骰驳慕怄i現象并不明顯，而往往會出現分層流化的現象。顆粒床層從靜止狀態(tài)轉變?yōu)榱鲬B(tài)化進所需的最低速度，稱為臨界流化速度。隨著風速的進一步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風速是2－3倍的臨界流化速度。 　　2.　影響臨界流化速度的因素： 　　（1）料層厚度對臨界流速影響不大。 　　（2）料層的當量平均料徑增大則臨界流速增加。 　　（3）固體顆粒密度增加時臨界流速增加。 　　（4）流體的運動粘度增大時臨界流速減?。喝绱矞卦龈邥r，臨界流速減小。床溫與臨界流速的關系如圖所示。 循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能改造技術 ① 加裝燃油節(jié)能器； 　　經燃油節(jié)能器處理之碳氫化合物，分子結構發(fā)生變化，細小分子增多，分子間距離增大，燃料的粘度下降，結果使燃料油在燃燒前之霧化、細化程度大為提高，噴到燃燒室內在低氧條件下得到充分燃燒，因而燃燒設備之鼓風量可以減少15％至20％，避免煙道中帶走之熱量，煙道溫度下降5℃至10℃。燃燒設備之燃油經節(jié)能器處理后，由于燃燒效率提高，故可節(jié)油4.87％至6.10％，并且明顯看到火焰明亮耀眼，黑煙消失，爐膛清晰透明。徹底清除燃燒油咀之結焦現象，并防止再結焦。解除因燃料得不到充分燃燒而爐膛壁積殘渣現象，達到環(huán)保節(jié)能效果。大大減少燃燒設備排放的廢氣對空氣之污染，廢氣中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳氫化合物（HC）等有害成分大為下降，排出有害廢氣降低50％以上。同時，廢氣中的含塵量可降低30％—40％。安裝位置：裝在油泵和燃燒室或噴咀之間，環(huán)境溫度不宜超過360℃。 ② 安裝冷凝型燃氣鍋爐節(jié)能器； 　　燃氣鍋爐排煙中含有高達18%的水蒸氣，其蘊含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑，冷凝型燃氣鍋爐節(jié)能器可直接安裝在現有鍋爐煙道中，回收高溫煙氣中的能量，減少燃料消耗，經濟效益十分明顯，同時水蒸氣的凝結吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環(huán)境保護意義。 ③ 采用冷凝式余熱回收鍋爐技術； 　　傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達到87%～91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。 ④ 鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術； 　　余熱是在一定經濟技術條件下，在能源利用設備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據調查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的58%。 循環(huán)流化床鍋爐的爆燃及預防 　　1 發(fā)生爆燃的幾種情況 　　鍋爐爆燃是由于爐膛內可燃物質的濃度在爆燃極限范圍內，遇到明火或溫度達到了燃點發(fā)生劇烈爆燃，燃燒產物在瞬間向周圍空間產生快速的強烈突破。以下介紹幾種循環(huán)流化床鍋爐易發(fā)生爆燃的情況。 　　1.1 揚火爆燃 　　如果壓火時燃料加得多或停的晚，使壓火后床料內燃料的含量過多，這時燃料中的碳在缺氧狀況下不充分燃燒產生大量的CO，同時燃料在爐內高溫干熘揮發(fā)出甲烷、氫等可燃性氣體。由于壓火后床料表面溫度降低，這些可燃性氣體遇不到明火，便在鍋爐爐膛內積聚。揚火時，隨著風機的啟動，床料開始流化，高溫的床料從下面翻出，這時可燃性氣體與明火接觸，瞬間發(fā)生燃燒，如果可燃物的濃度在爆燃極限范圍內，就會發(fā)生爆燃。個別司爐工在揚火時怕床溫降得過快造成滅火，在啟風機前先加入少量的燃料，新進入爐膛的燃料不但會揮發(fā)出可燃性氣體，同時會有大量的煤粉參與燃燒，這樣不但會增大產生爆燃的機率，還會加劇爆燃的強度。 　　1.2 大量返料突入爆燃 　　循環(huán)流化床鍋爐都有物料循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐運行時，大量固體顆粒在燃燒室、分離器和返料裝置等組成的循環(huán)回路中循環(huán)，一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5~20，也就是說有5~20倍給煤量的返料灰需要經過返料裝置返回燃燒室再次燃燒，循環(huán)物料是直徑在0.1mm左右的細灰，有很好的流動性，在返料風的吹送下，連續(xù)不斷地進入爐膛。運行中如果返料風過小，返料器內的物料就會停止流化或流動，從而造成返料器堵塞，細灰會在返料器內堆積，當細灰積累到一定時，細灰在自身重量的作用下產生流動或者由于操作調整增大風量使物料再次流化，這時成噸的細灰在短時間內進入爐膛。由于細灰的表面積大，此時返料風與空氣快速混合充滿爐膛，且細灰中一般含有20%左右的碳，在爐內高溫環(huán)境下極易發(fā)生爆燃。 　　1.3 油氣爆燃 　　流化床鍋爐一般采用柴油點火，點火過程中因為油中的雜質、點火風的調配、油壓太低等因素常會發(fā)生油槍滅火。滅火后，如果沒及時發(fā)現、關閉油閥，被霧化的燃油會繼續(xù)噴進爐膛內，這樣從爐膛到尾部煙道甚至到煙囪出口都充滿了油霧。這時如果再次點火或遇到其它明火，就會產生整個系統(tǒng)的爆燃。 　　2000年8月19日5點14分，平煤集團公司一自備電廠的35/h循環(huán)流化床鍋爐開始點火，油壓在1.2~1.6MPa時，兩支點火油槍霧化著燃油噴燃進入爐膛，450~500mm厚的底料開始流化預熱，5點24分，即點火10min后，發(fā)現床溫開始下降，司爐工檢查發(fā)現兩支點火槍已熄火，立即又用火把再次點火，隨后就發(fā)生了爐膛內及燃燒系統(tǒng)爆燃和爐門竄出火舌傷人的事故。 　　事后檢查發(fā)現，鍋爐保溫少部分振脫，密封與膨脹縫部分發(fā)生泄漏，由于正壓大的作用尾部煙道的麻石塊振掉，造成煙風系統(tǒng)短路，需進行停爐處理。 　　事后分析產生爆燃的原因有以下幾方面： 　?。?）司爐工責任心不強。點火前沒有認真試驗點火槍的霧化情況，在發(fā)生點火中斷的情況下，沒進行認真檢查處理而再次點火，是造成爐膛內超標的油煙濃度遇到明火發(fā)生爆燃事故的直接原因。 　?。?）點火風的調配不適與油壓太低，造成噴油中斷滅火，滅火后沒有及時發(fā)現或發(fā)現后沒有采取措施再次點火而發(fā)生爆燃的原因。 　?。?）油槍霧化不良，噴咀堵塞，油燃燒不充分，爐膛內有大量的油蒸汽。 　　所以，這次爆燃是由油槍供油中斷滅火，大量油氣充滿燃燒于煙風系統(tǒng)中，可燃氣體溫度達到了燃點，遇到明火發(fā)生的劇烈爆燃。 　　1.4 煙道內可燃物再燃 　　在循環(huán)流化床鍋爐運行中，有時可能發(fā)生煙道內可燃物再燃事故，這時會出現以下現象：排煙溫度急劇增加，一、二次風出口溫度也隨之升高，煙道內及燃燒室內的負壓急劇變化甚至變?yōu)檎龎?；煙囪內冒黑煙，從引風機殼體不嚴處向外冒煙或向外噴火星等。 　　出現這種問題的原因主要有：燃燒調整不當，配風不合理，導致可燃物進入煙道；爐膛負壓過大，將未燃盡的可燃物抽入煙道；返料裝置堵灰使分離器效率下降，致使未燃盡顆粒填接進入煙道。 　　2 鍋爐爆燃的預防 　　針對以上幾種常見爆燃發(fā)生的原因，循環(huán)流化床鍋爐操作中應采取下列措施防止爆燃。 　　（1）揚火時一定要先啟動引風機通風5min后再啟動送風機，以保證爐內積聚的可燃性氣體排出，防止遇到明火。 　　（2）鍋爐壓火時一定要先停止給煤。當床溫趨向穩(wěn)定或稍有下降趨勢時，再停送風機，防止壓火后床料內煤量太多，產生大量可燃性氣體及干燥的煤粉。 　?。?）壓火后，揚火前盡量避免有燃料進入爐內，不可在揚火時先給燃料后啟風機。 　?。?）當運行中發(fā)生返料堵塞存灰較多時，通過放灰系統(tǒng)將灰放掉。 　?。?）點火過程中如果發(fā)生油槍滅火，應先關閉油閥，保持風機運行通風5min后，再次點火。 　?。?）點火過程中，如果油槍噴咀堵塞，油槍霧化不良，導致床溫上升困難，達不到加煤溫度，應停止點火，對油槍噴咀進行清洗或更換后再點火。 　　（7）點火過程中，一定要控制好加煤量，一般總加煤量不能超過床料量的20%。 　　（8）如發(fā)現煙溫不正常升高時，應加強燃燒調整，使風煤比調整到合適的范圍內；若是由于返料裝置堵灰造成的應立即將返料裝置內的堵灰放凈；若煙道內可燃物再燃燒使排煙溫度超過300℃以上，應立即壓火處理，嚴密關閉各人行孔門和擋板，禁止通風，然后在煙道內投入滅火裝置或用蒸汽進行滅火，當排煙溫度恢復正常時可再穩(wěn)定一般時間，然后再打開人行孔檢查、確認煙道內無火源并經引風機通風約15min后方可啟動鍋爐。