循環床內的固體物料是爐內熱量的載體，起著傳熱和傳質的作用，尤其是稀相區的固體物料濃度對于爐內傳熱量的計算有直接的、決定性的影響，有研究報道，爐內的平均傳熱系數和稀相區截面平均固體物料濃度的平方根成正比。對于沒有外置式換熱器的循環床鍋爐，鍋爐負荷的控制主要是控制爐膛中的熱量吸收，吸熱量的多少由溫度和固體物料濃度決定，溫度又和固體物料濃度相關，爐膛上部固體物料濃度大，則溫度就高。這樣，鍋爐負荷的調節主要通過調節爐膛上部的固體物料濃度來實現，所以爐內固體物料濃度隨負荷的變化規律對于負荷的控制極其重要。本文針對75t/h循環床鍋爐，在大量變工況試驗的基礎上，通過爐內沿軸向的壓力分布和溫度分布，分析了固體物料濃度沿軸向的分布規律，給出了稀相區兩段的平均固體物料濃度隨負荷變化的關系式，為循環床鍋爐燃燒系統的自動控制提供重要的和必要的依據，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
1、試驗簡介
循環流化床內的壓力分布反映了床內氣／固相之間的動量交換和固體物料的濃度分布，是循環床的基本特點之一，不同負荷下爐內的壓力分布是不同的，固體物料的濃度分布不同，則傳熱量不同。壓力分布受許多因素影響，即使對于相同容量的循環床鍋爐，由于結構因素、燃料種類、運行參數等的不同，同一負荷下它們的固體物料濃度分布也不同，故對特定的循環床實施控制方案，需了解其特定的爐內壓力分布規律。試驗目的就是獲得該爐不同負荷下各測點的壓力、溫度及其相關參數。
1.1鍋爐測點布置
試驗在山西孝義配有DCS系統的75 t/h循環床鍋爐上進行，鍋爐額定蒸汽壓力3.82 MPa，額定蒸汽溫度450℃，給水溫度150℃，排煙溫度145℃，鍋爐設計效率86.36%，該鍋爐由太原鍋爐集團設計和制造，爐高21.56 m，床截面積為18.2 1112，空床風速5 m/s，爐內耐火防磨材料鋪設高度4m，分離器為絕熱高溫旋風筒，給料位置、返料位置、二次風切入位置及測點布置如圖1所示(圖中尺寸單位mm)。
1.2燃料分析
該鍋爐燃用煤種為矸石+中煤，給料粒度為0—8 mm，燃料分析表1所示：
2、鍋爐的運行方式
如前所述，爐內固體物料濃度的分布同鍋爐的運行參數（或運行方式）有關，循環床鍋爐的規范運行方式為50%負荷以上，隨負荷的增減同時增減一、二次風，如圖2(a)所示。圖中R為負荷率，：分別為一次額定風量和二次額定風量；但大多數鍋爐用戶為了保證流化質量，通常采用不規范運行方式(圖2(b)所示），50%負荷以上，一次風量不變，隨負荷增加增二次風量；50%以下，二次風維持風嘴安全的最低風量（實際運行中有時不投二次風），一次風量隨負荷減小而減小，但最低一次風量不得低于下限值，此時對應的冷態空截面風速不低于0.7~ 0.8m/s。本試驗是在不規范運行方式下進行的。
3、試驗方法
由于目前絕大多數循環流化床鍋爐燃用0~8mm的寬篩分燃料，所以爐膛下部為粗顆粒的鼓泡床，上部為細顆粒組成的快速床。鍋爐爐膛下部的磨損相當嚴重，為了防磨，爐膛下部的膜式壁上通過防磨銷釘覆蓋一層防磨耐火材料，該75 t/h循環床鍋爐防磨材料標高8.2 m，因此爐膛的吸熱主要集中在標高8.2 m以上的稀相區。從燃燒的角度來講，可將循環床鍋爐爐內分為三區：二次風口以下的密相區、二次風口以上的稀相區和分離器區，本文的試驗分析著重于二次風口以上的稀相區的固體物料濃度。
循環床爐內沿軸向任一段高度Ah內的平均固
4、結 論
通過對75 t/h循環流化床鍋爐的大量變工況試驗研究，得到以下結論：
(1)沿爐膛高度稀相區固體物料濃度呈指數規律衰減，負荷不同，衰減指數不同：隨著負荷的增加，稀相區的固體物料濃度增加，稀相區1段的增加幅度較稀相區2段大，各段平均固體物料濃度同負荷率成指數關系；
(2)同一負荷下，稀相區1段的平均固體物料濃度和2段的平均固體物料濃度存在較大差異，將稀相區分為兩段可提高傳熱計算的精確性，也可獲得較符合實際的爐膛出口物料攜帶率；
(3)隨著負荷的增加，各測點處的溫度都升高，且沿著爐膛高度溫度隨負荷增加的幅度逐漸加大，爐膛上下溫差逐漸減小。
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