淺析350MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)

摘 要：隨著社會生產(chǎn)力的不斷提高，對于工業(yè)生產(chǎn)的效率和設(shè)備性能的要求也逐漸提高，350MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)融合實(shí)現(xiàn)了火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新，因此，文章從技術(shù)可行性分析入手，聯(lián)系實(shí)際，研究了350MW超臨界CFB鍋爐關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：350MW；超臨界；循環(huán)流化床；鍋爐技術(shù)；研究探析

前言

我國火力發(fā)電主要依靠鍋爐進(jìn)行生產(chǎn)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和鍋爐設(shè)備不僅限制了生產(chǎn)效率，同時(shí)對煤粉的利用率低下也影響了火力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展，只有從技術(shù)層面加以創(chuàng)新，將350MW超臨界CFB鍋爐技術(shù)融合，才能促進(jìn)我國火力發(fā)電事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 技術(shù)可行性淺析

隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在火力發(fā)電的設(shè)備上，逐漸朝著更加低成本、低消耗、高效能的方向發(fā)展，而超臨界CFB鍋爐的生產(chǎn)和使用以其先進(jìn)的技術(shù)、價(jià)格低廉的原材料極大程度的促進(jìn)了我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，而350MW規(guī)格的超臨界鍋爐相較于過去600MW極大程度地改善了調(diào)峰性能，而CFB鍋爐技術(shù)在我國有著廣泛的應(yīng)用，在實(shí)踐中不斷對技術(shù)進(jìn)行革新，使得兩種技術(shù)的結(jié)合具有了成熟的條件，使得兩種技術(shù)的融合具有較強(qiáng)的可行性[1]。

350MW超臨界鍋爐的工作原理是利用爐里外的溫度差，在爐內(nèi)熱流形成的同時(shí)，根據(jù)水冷壁的冷卻能力，達(dá)到火力發(fā)電的目的。而350MW超臨界循環(huán)鍋爐技術(shù)最大的特點(diǎn)在于有效的降低了爐里的溫度，使得熱流密度降低，有效地增加了水冷壁的冷卻能力，另外，CFB鍋爐的溫度主要集中在爐底，隨著生產(chǎn)原料濃度的逐漸增加，熱流曲線會在鍋爐內(nèi)部過于集中，影響了安全生產(chǎn)，同時(shí)，熱流曲線的形成與鍋爐內(nèi)部的空間有直接的聯(lián)系，鍋爐空間內(nèi)部越小，增熱流曲線越明顯，極大程度地限制了生產(chǎn)和加工。將350MW超臨界CFB鍋爐技術(shù)相融合，能夠增強(qiáng)對熱流趨向變化的控制力度，同時(shí)爐里的溫度較低，也為水冷壁的作用提供了發(fā)揮空間，促進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。另外，對溫度的控制是技術(shù)融合的要點(diǎn)，CFB鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)低溫燃燒，相較于傳統(tǒng)的鍋爐技術(shù)，CFB床鍋爐增強(qiáng)了對煤粉的燃燒能力，不僅提高了生產(chǎn)原料的利用率，同時(shí)也減少了對資源的浪費(fèi)，而350MW超臨界鍋爐使得熱流均勻分布，實(shí)現(xiàn)了煤粉的完全燃燒，使得350MW超臨界CFB鍋爐具有清潔功能，使得工業(yè)生產(chǎn)和加工符合我國綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求[2]。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 水動(dòng)力安全性

在超臨界鍋爐中，它的水動(dòng)力安全性是進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)首要考慮的最為關(guān)鍵的問題。因CFB鍋爐其自身所固有的特征，因此在正常運(yùn)行過程中，鍋爐內(nèi)會利用較多的循環(huán)灰對水冷壁進(jìn)行沖刷。所以無法使用煤粉爐所采取的螺旋管圈形式的水冷壁結(jié)構(gòu)，僅能采取垂直管圈的水冷壁結(jié)構(gòu)。此外，要滿足爐內(nèi)流化和防磨的要求，因此，在350MW的超臨界CFB鍋爐中，采取中、低流速的水冷壁方案。

在該超臨界CFB汽水系統(tǒng)展開了壓力與節(jié)點(diǎn)的劃分。將整個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃為57個(gè)水流量回路。對大量非線性方程展開直接求解的方式，得到BMCR負(fù)荷以及75%和30%的BMCR負(fù)荷之下的各個(gè)回路中的流量以及節(jié)點(diǎn)壓力分布，經(jīng)過計(jì)算后，得到的結(jié)果表明，采取低質(zhì)量流速的垂直管圈，在3個(gè)負(fù)荷之下的管內(nèi)外的壁溫、鰭端溫度以及中間點(diǎn)溫度都在管子正常使用的范圍內(nèi)，鍋爐在運(yùn)行過程中可以保證其安全可靠。

2.2 啟動(dòng)系統(tǒng)

鍋爐通常配置有容量是30%B-MCR啟動(dòng)系統(tǒng)，從而和鍋爐水冷壁中的最低直流負(fù)荷內(nèi)的質(zhì)量流量進(jìn)行匹配。目前我國的超臨界鍋爐通常使用的啟動(dòng)系統(tǒng)，能夠采取的均是含有再循環(huán)泵地啟動(dòng)系統(tǒng)，或者采取具有大氣擴(kuò)容器的啟動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)前時(shí)期，這兩類啟動(dòng)系統(tǒng)均在我國有著較為成熟的運(yùn)行業(yè)績。其中具有帶循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)，擁有工作質(zhì)量以及熱量回收效果較好的優(yōu)勢，而且對于除氧器的設(shè)計(jì)沒有要求，適用于周日停機(jī)以及兩班制的運(yùn)行方式。但是其具有操作復(fù)雜、運(yùn)維要求高、投資較大、循環(huán)泵控制困難等缺點(diǎn)。而大氣擴(kuò)容器式啟動(dòng)系統(tǒng)，則具有投資少、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、系統(tǒng)簡單、維護(hù)工作少等優(yōu)勢，然而其啟動(dòng)時(shí)消耗的燃料較多，熱量的回收較為困難。因此在選擇時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的選取。

2.3 緊急補(bǔ)給水

對于CFB鍋爐，因其水容積相比較小，處于工廠用電導(dǎo)致提用的情況下，鍋爐內(nèi)和熱回路中存在的大量物料會把熱量向尾部包墻和水冷壁等受熱面進(jìn)行傳遞，此外鍋爐能進(jìn)行補(bǔ)水，要想使受熱面能夠獲得足夠的冷卻，要設(shè)置有緊急補(bǔ)水系統(tǒng)，但是因?yàn)槲覈腻仩t通常不會安裝外置床系統(tǒng)，所以緊急補(bǔ)水量無需與引進(jìn)型的亞臨界鍋爐那樣大。

緊急補(bǔ)水泵的驅(qū)動(dòng)方式為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一旦過路的主給水泵無法工作時(shí)，或者冷卻水循環(huán)發(fā)生異常事故的情況下，該泵將會啟動(dòng)，并對鍋爐進(jìn)行給水，從而保護(hù)鍋爐內(nèi)部的受熱面。由于此系統(tǒng)在建設(shè)之初需要大量的投資，平時(shí)的運(yùn)行維護(hù)擁有較大的工作量，因此就算電廠沒有發(fā)生停電狀況下，依然要常常對其進(jìn)行暖泵。

2.4 SNCR脫硝

因CFB鍋爐采取的是分級燃燒，因此一次風(fēng)將從爐底輸送，而二次風(fēng)則從爐膛下部分的2層通入爐膛內(nèi)，經(jīng)過對一、二次風(fēng)通入量比例的控制以及對不同層的二次風(fēng)量進(jìn)行控制，從而控制鍋爐內(nèi)燃燒情況以及氮氧化物的生成量。在CFB鍋爐中，通?？梢詫t膛出口處氮氧化物排放量能夠控制在200mg/Nm3之下。所以在CFB鍋爐煙氣回路之上安裝SNCR脫硝設(shè)備，便可以符合國家有關(guān)于環(huán)保方面的要求，即100mg/Nm3之下的要求。

在實(shí)際中使用SNCR技術(shù)時(shí)，需要考慮到很多的因素，如系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)點(diǎn)上溫度的集合，使用還原劑的時(shí)間，還原劑的別離成分等，這些因素都在一定程度上影響著脫硝工作的進(jìn)行。而對循環(huán)流化床進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，其具有低溫燃燒的特點(diǎn)，同時(shí)還可以利用離心力分離出氣體中的雜質(zhì)，因此，就要加強(qiáng)對還原劑加入口的選擇，保證選擇的加入口更加的合理，在一般情況下，選擇的是設(shè)備的煙道入口。在使用SNCR進(jìn)行脫硝時(shí)，需要較高的溫度，要求其在850～1050的范圍內(nèi)，而在CFB鍋爐在工作的過程中，也對溫度進(jìn)行了一定的規(guī)定，而規(guī)定的溫度也在該范圍內(nèi)，因此，該技術(shù)完全的符合CFB鍋爐的使用。

3 結(jié)束語

綜上所述，350MW超臨界CFB鍋爐技術(shù)的融合切實(shí)地發(fā)揮出了循環(huán)流化床技術(shù)的特點(diǎn)，增強(qiáng)了鍋爐的使用功能，同時(shí)結(jié)合了超臨界技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對溫度的有效控制，不僅降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了鍋爐的使用效率，促進(jìn)了我國火力發(fā)電的發(fā)展，促進(jìn)了生產(chǎn)的現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)

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