循環(huán)流化床鍋爐運行效率的分析與研究

【摘要】隨著我國大型電站的不斷建設，相應地對鍋爐的要求也不斷提高，為了適應大型火力發(fā)電廠的需求，近年來逐漸使用循環(huán)流化床鍋爐替代了原有的鍋爐，但是在應用中也發(fā)現(xiàn)存在一定的問題，因此本文就對循環(huán)流化床的運行效率進行分析和研究，并提出了自己的觀點和建議。

【關鍵詞】流化床鍋爐；燃燒；經(jīng)濟性

背景

目前新建的大型火電廠，或者經(jīng)過技術改造的火電廠使用循環(huán)流化床鍋爐替代了以前老舊的鍋爐，因為循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率和各種優(yōu)越性已經(jīng)得到了大家的認可，在節(jié)能環(huán)保方面也大大減低了尾氣和灰渣的排放量，對提高燃料的利用率和降低爐渣方面有著巨大的優(yōu)勢，已經(jīng)得到了大家的認可，因此在近年來得到了廣泛的應用。

1.循環(huán)流化床鍋爐介紹

循環(huán)流化床鍋爐是一種新型節(jié)能環(huán)保綜合型的鍋爐，能夠替代原來傳統(tǒng)的鍋爐，其特點是對煤種的適應性很廣泛，燃燒效率高、維修簡單，同時調(diào)劑負荷簡單和寬泛，對電廠中其他設備不需要進行大的改造，就可以顯著的提高運行經(jīng)濟效益。而在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)通常使用的低溫燃燒，在低溫燃燒的時候，爐膛內(nèi)產(chǎn)生化學反應，當化學反應越劇烈的時候，燃燒也越劇烈徹底和完全，在產(chǎn)生相同的熱量所用的時間更短，但是由于爐膛內(nèi)的溫度要低于煤粉爐鏈條爐，使得循環(huán)流化床鍋爐中煤燃燒的反應速度比較緩慢，燃燒的速度也相對較慢，這樣可以提高燃燒的效率，這也是循環(huán)流化床鍋爐的最大特點。

2.循環(huán)流化床鍋爐存在的問題

循環(huán)流化床鍋爐在應用的時候也存在一定的問題，因為受到煤種的限制，運行一段時間后會出現(xiàn)壁管受到磨損而粗糙不平，這樣就會產(chǎn)生爐膛結焦的現(xiàn)象，同時對風分離器和冷渣器等都會造成一定的影響，從而產(chǎn)生鍋爐承壓部件的四種管子常常會爆炸或者泄漏，風分離器漏風較大的時候就會出現(xiàn)煤灰堵塞嚴重，或者當進入爐膛的煤粉達不到規(guī)定的細小程度時，燃煤機組鍋爐存在嚴重的過熱汽溫問題，都嚴重的影響了鍋爐的可靠性和經(jīng)濟性的運行，也是目前循環(huán)流化床鍋爐急需解決的問題。

3.提高鍋爐燃燒效率的方法

在鍋爐的燃燒過程中，煤的燃燒是分不同的階段進行的，在爐膛內(nèi)的溫度輻射引起煤的逐漸的燃燒，與揮發(fā)分有直接的關系，煤中所含的揮發(fā)分越多，就更容易被點著。煤的燃燒時間長短與煤中所含的焦炭的含量有關。對于煤中揮發(fā)分含量較多的煤，被點燃后，揮發(fā)分充分的燃燒，剩下的焦碳量就會很少，焦碳粒子比較松散，這樣增加了焦碳燃盡的過程，可以大大的提高煤炭的燃燒率，所以在選用煤炭的時候，盡量選擇使用揮發(fā)分較低的煤炭，如果使用水分或灰分含量高、熱量低的煤碳時要特別的注意，因為煤炭的發(fā)熱量低通常會提高用煤量，這樣就造成在爐內(nèi)行走速度加快，對設備的磨損會加大，同時產(chǎn)生的灰分也會增加，為電廠的處理增加了難度。

3.1優(yōu)化鍋爐燃燒

鍋爐的燃燒效率通常與空氣的進入量有關，進入鍋爐爐膛中的空氣不會全部與爐內(nèi)的煤炭燃燒，因為不能達到理想化的空氣和煤粉的混合，所以不可避免的會有一定量的空氣沒有參與燃燒反應，而是留在爐膛中，這部分的空氣會吸收爐內(nèi)的熱量，減低傳遞給水的熱量，而這些空氣會帶著這部分熱量離開爐膛，從而造成了熱量的不斷流失，經(jīng)過統(tǒng)計，如果當鍋爐內(nèi)供應超過燃燒需要的15%～25%空氣時，就要對鍋爐的火焰形狀、煙氣成分和空氣燃料比等。這樣做的目的是為了監(jiān)測空氣中的含氧量，通過對煙氣中的含氧量進行分析就可以測算出鍋爐的燃燒效率，因為每當煙氣中的含氧量下降2%就能提高煤炭用量的1.2%左右。然后通過對煤炭供應的調(diào)整，和進風量的調(diào)整，就可以有效的提高煤炭循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒效率，雖然只是一點點的改進，但是日積月累，節(jié)約下來的煤炭數(shù)量也十分的可觀。

3.2燃燒和管理控制系統(tǒng)

現(xiàn)代的數(shù)字控制系統(tǒng)能夠更精確的調(diào)節(jié)并優(yōu)化燃燒空氣與燃料的配比。數(shù)字控制系統(tǒng)更容易集成其它先進技術如煙氣氧量控制和風機馬達變速驅(qū)動等，不僅減少了燃料消耗，而且能提高鍋爐負荷高低的調(diào)節(jié)比，使鍋爐在更寬的負荷變化范圍內(nèi)都能保持較高的燃燒效率。數(shù)字化的燃燒控制系統(tǒng)和鍋爐調(diào)節(jié)控制可以最多節(jié)約鍋爐燃料5%。

3.3鍋爐順序控制系統(tǒng)

電廠中如果安裝了多臺鍋爐的鍋爐房，通過選擇鍋爐的開臺順序與燃燒級數(shù)與所需要的蒸汽負荷相匹配，從而可以使多臺鍋爐運行平均效率提高。鍋爐的燃燒效率在鍋爐的負荷調(diào)節(jié)范圍內(nèi)是變化的，一般在鍋爐最高檔位的燃燒時效率最高，而在較低檔位的燃燒效率最低。鍋爐的開臺順序控制系統(tǒng)能夠確保最少的鍋爐在線臺數(shù)，并使這些在線的鍋爐更長時間的保持在最高的燃燒檔位，從而使在線鍋爐的效率最大化。

3.4壁管磨損

優(yōu)化水冷臂彎管的磨損，一方面可以讓水冷臂采用高耐磨材料，并在此基礎上再用上部水冷壁防磨方法在解決冷壁彎管的時候，就應該將此方法和電噴涂結合起來以解決壁管磨損問題。對于電弧噴涂方法來說，其自身不僅具有良好的導熱性能，其噴涂層也有較強的硬度，即便是噴涂層較薄，也能實現(xiàn)水冷壁良好的過渡隨著技術水平不斷的提高，其噴涂工藝也將不斷的發(fā)展，使噴涂層問題得到更好的解決。一般情況下，噴涂方法是在水冷壁管屏沒有凸臺和凹坑的前提下，采用機械焊接技術來完成相應問題的。

3.5爐膛結焦

低溫結焦一般是灰渣的溫度出局部超溫或低溫而引起的。這種結焦可能在啟動或是壓火的時候出現(xiàn)在床內(nèi)，也有可能出現(xiàn)在床外。為了解決這一問題，必須保證易發(fā)區(qū)域流化正常。顆?；旌衔锞鶆蚧蚴且苿訙囟认碌臏囟染鶆?，也可以向床內(nèi)加入石灰石材料；高溫結焦是在床層表面溫度較高。流化正常情況下出現(xiàn)的結焦現(xiàn)象一旦床內(nèi)碳含量過高，其就可能出現(xiàn)結焦現(xiàn)象；漸進性結焦是難以發(fā)現(xiàn)的結焦形式，其一般出現(xiàn)在布風系統(tǒng)的安裝質(zhì)量不好。運行參數(shù)控制不當或是堵塞上。不管是哪一種結焦形式都會使渣管堵塞或是排渣管被迫停止為了更好解決這些問題，就應該及時發(fā)現(xiàn)結焦及時清除，同時相關人員必須以相應原則為依據(jù)清除結焦一旦發(fā)現(xiàn)有嚴重的結焦現(xiàn)象，就應該停爐并實施打焦或是清除小焦，以避免因殘留焦塊阻礙而使循環(huán)流化鍋爐無法順利運行。

3.6冷渣器問題

優(yōu)化冷渣器，可以在渣管上增設內(nèi)通冷卻水和耐磨錐形閥，以便更好的對冷渣器的進渣量進行控制不僅能對進渣量進行調(diào)節(jié)，同時也能避免進渣管堵塞在循環(huán)流化床鍋爐運行之前，應該先將冷卻水和冷卻風打開，在關閉前，先將熱渣關上，之后再停止冷卻風和冷卻水，以避免冷渣器的損壞和排渣管堵塞為了更好的解決這一問題，不僅在設計上要保證下渣管到冷渣器的合理通暢，而且要在運行中加強管理，避免因檢查維護不到位而導致的設備故障。

4.結束語

火電廠中大量使用循環(huán)流化床鍋爐，而這種鍋爐在目前來說是一種非常先進的、能節(jié)約大量能源的鍋爐，具有良好的經(jīng)濟性、環(huán)保性和調(diào)峰控制能力，能夠適應多種的煤種，有效的減少灰渣的排量，但是仍然存在一定的問題，相信通過不斷的改造和創(chuàng)新，通過技術上的優(yōu)化設計和管理上的進步，使得循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率進一步的提高，為社會的進步和電力事業(yè)的發(fā)展起到更加重要的作用。