如何優化CFB鍋爐配風系統，降低風機能耗，提高運行經濟性，是目前CFB鍋爐運行中需要解決的問題之一。CFB鍋爐煙風系統的合理設計對降低鍋爐自身能耗，提高運行經濟性有著重要意義。
通過分析某廠410 t／h循環流化床鍋爐冷渣器流化風系統的運行現狀，提出了2個冷渣器流化風由鍋爐冷一次風提供、同時停用冷渣器高壓流化風機的節能優化改造方案。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、機組現狀
某電廠135 MW循環流化床鍋爐所配備的冷渣器的形式為3倉室風水聯合混冷冷渣器，冷渣器每個冷卻室均獨立配風，各冷卻室采用半分隔墻隔離，各室間的物料通過隔墻下部的連通孔流動。冷渣器的進渣采用錐形閥控制，排渣由排渣閥控制。其流化風來自獨立配置的冷渣器流化風機，該風機為羅茨風機，其設計風流量為8.9 n3/s，壓頭42.2 kPa。改造前，冷渣器流化風與鍋爐一次風系統的流程圖如圖1所示，其中A、B、C、D為4個床下點火風道。該鍋爐機組配置2臺一次風機，設計流量為39 Nm3/s，風壓為15 kPa。
2、冷渣器流化風系統優化改造
2.1可行性分析
機組負荷在76.9～135 MW范圍內變化時，冷渣器流化風機出口母管壓力在12.1～13.3 kPa之間，流化風量為4.9Nm3／s左右，系統相關參數的數據變化記錄如表1所示。單臺一次風機設計出口流量為39Nm3/s，滿負荷出力僅為31Nm3/s左右，還有比較大的余量。
從表1的運行數據分析看，如果將冷渣器流化風改為由鍋爐冷一次風系統提供，機組高負荷運行時，鍋爐爐膛4個流化風管的風門都維持在全開狀態，一次風機的風壓達到13.5 kPa，可滿足冷渣器的流化風壓；低負荷（如73.5MW）運行時，主流化風管風門全開時，一次風機壓力降為11.5 kPa，此時，一次風壓將不能滿足冷渣器的流化風壓，但通過關小爐膛流化風管的調整風門開度，可將一次風壓調高到12 kPa以上，則仍能滿足冷渣器流化風壓要求。
總之，將原冷渣器流化風機停止備用，冷渣器流化風改用一次風提供，在各種運行工況下，通過一次風機進口擋板調節，滿足一次風量和風壓隨負荷變化要求。因此，冷渣器流化風改為由鍋爐冷一次風系統提供具有可行性。
2,2改造方案設計
為使改造后一次風量和風壓都能滿足冷渣器運行的需要，綜合考慮風管空間布置與施工便利，確定了如下的改造方案：即，冷渣器流化風從鍋爐燃燒室水冷風室下部的點火用冷一次風管母管引出，兩側對稱布置進入冷渣器流化風母管，之后分別進入兩冷渣器流化風室。改造后，冷渣器流化風與鍋爐一次風系統的流程圖如圖2所示，其中A、B、C、D為四個床下點火風道。
冷渣器流化風取自床下點火冷一次風母管，分別從鍋爐的南、北兩側引入冷渣器流化風母管。經過煙風阻力計算，2臺冷渣器同時運行時，管路阻力損失在455 Pa以下；單臺冷渣器運行時，管路阻力損失在145 Pa以下。冷渣器流化風改用一次風后，能夠滿足冷渣器流化風壓的要求。
3、冷渣器冷態試驗
在鍋爐投運前進行了冷態試驗，分別做了布風板阻力特性試驗和最小流化風量試驗，每個試驗都進行了單個風室開放、任意2個風室開放、3個風室同時開放的試驗。分析發現彼此影響不是很大，因此以下給出的數據為3個風室同時開放時的。
3.1空板阻力試驗
確定最小流化風量首先要測定空床布風板阻力。在不同一次風量時，測量布風板空床（布風板上未裝床料）阻力，圖3為冷態試驗時布風板的阻力特性試驗曲線。從圖3中可以看出，隨著調門開度的增大，布風板阻力成上升趨勢，因為調門開度增大使氣流速度增加，導致布風板阻力增加。還能看出二、三室阻力特性比較接近，一室阻力比較大。由于試驗時受實際情況限制，風量的改變采用調門開度（只有4個刻度）來控制，當調門達到一定的開度（80%左右）時風量趨于穩定，從圖3中可以看出最后一段的阻力曲線趨于水平。
3.2最小流化風量的確定
循環流化床鍋爐點火底料（床層）的狀態隨著穿過布風板的一次風量增加，從固定床狀態過渡到流態化狀態。在固定床通過的風量很小時，床層壓降與風量呈正比增加，并且當風量達到一定的值時，床層壓降達到最大值，如果再繼續增加風量，床層會突然“解鎖”，進一步增加風量，床層的壓降仍維持不變，即床層的壓降維持恒定，利用床層的這一特性，確定出從固定床狀態過渡到流態化狀態的這一轉折點所對應的風量即最小流化風量，而床層的壓降等于風室壓力減去布風板的阻力。最小流化風量試驗曲線如圖4所示。從圖中可以看出調門開度在50%時壓差（總阻力與布風板阻力的差值）已經趨于穩定，彼此對應的風量也即最小流化風量一室為3200 Nm3／h、二室為2800Nm3／h、三室為2500Nm3／h。通過核算，一次風機開啟時的風量裕量足以滿足物料流化時最小流化風量的要求。
4、改造后的效益分析
改造后一次風機電流、流化風母管壓力、流量等參數如表2所示。改造后冷渣器流化風母管的風量和風壓能夠滿足冷渣器正常運行時的需要。
系統改造完成后，當機組在低負荷下運行時，為滿足冷渣器流化風的壓力，需要關小爐膛流化風管的調整風門，此時A-次風機的電流從82 A上升到90A，B—次風機的電流從81A上升到93A，電流總共上升了20 A。冷渣器流化風機運行電流為37 A左右，如冷渣器流化風機停運，則系統改造后風機運行電流總計可節省17A。一次風機、冷渣器流化風機電機電壓均為6kV．每年按4 000 h的運行時間計算，可省電635 990 k-Wh。
當機組在高負荷下運行時，A-次風機的電流從96 A上升到106 A，B-次風機的電流從98A上升到107 A，電流總共上升了19 A。如冷渣器流化風機停運，則系統改造后風機運行電流可節省21A，每年按4 000 h的運行時間計算，可省電785 635 k-Wh。
通過上面的計算分析，改造后風機電耗下降明顯，年節約廠用電60萬度以上，取得了顯著的經濟效益二。
由于改造后冷渣器流化風來自一次風系統，在鍋爐排渣時，冷渣器倉室壓力瞬時增大，導致其流化風室壓力也增大，從而使流化風母管壓力增大，使得進入冷渣器的流化風流量減少，導致一次風系統壓力提高。同時，因一次風系統壓力提高，相應增加了循環流化床鍋爐爐膛的流化風量，進而對床溫度產生擾動。因此在排渣時，應及時調整爐膛燃燒室流化風調節風門的開度，減小因冷渣器流化風壓力波動對鍋爐床溫的擾動。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
5、結論
運行表明，本文提出的冷渣器流化風系統改造方案是可行的，系統改造后節省了風機的電耗，從而提高了整個機組的經濟性，對存在類似問題的機組優化改造具有一定的借鑒意義。
