循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能技術(shù)分析

李虎貞

摘要：循環(huán)流化床鍋爐是一種低污染、高效率的節(jié)能設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，它對改善環(huán)境、促進(jìn)可持續(xù)工業(yè)的發(fā)展、充分利用低熱值煤、提高煤矸石有效利用有著重要的意義。本文先介紹循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能的必要性和節(jié)能性優(yōu)勢，再具體探究鍋爐的優(yōu)化措施，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐;節(jié)能技術(shù)

一?循環(huán)流化床鍋爐的特性分析

循環(huán)流化床鍋爐采用氣固相混合的燃燒方式，這種氣固混合燃料的熱容量比粉煤爐的單向煙氣高出幾十倍，具有極其穩(wěn)定的燃燒特性。同時，循環(huán)流化床鍋爐具有非常均勻的爐膛溫度，有利于燃燒和傳熱的進(jìn)行，因此能夠達(dá)到較高的燃燒效率，現(xiàn)階段循環(huán)流化床的燃燒率能達(dá)到98%以上。循環(huán)流化床鍋爐采取低溫燃燒策略，且燃燒是沿爐膛高度完成的，能夠方便地進(jìn)行分級燃燒，通過分級燃燒有效地減少了氮氧化物的生成，降低了對大氣的污染。整體來講，循環(huán)流化床鍋爐的性能優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：一是燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可以使用一些普通鍋爐難以適應(yīng)的性質(zhì)較差的燃料;二是負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，由于爐內(nèi)物料的循環(huán)量比較大，爐體蓄熱高，能夠維持穩(wěn)定的燃燒參數(shù)，有著較強(qiáng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。

二?循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能的必要性

循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用的現(xiàn)狀決定了節(jié)能需要結(jié)合當(dāng)前燃料的現(xiàn)狀和發(fā)電狀況來進(jìn)行。實際上，鍋爐節(jié)能的途徑多種多樣，如可以通過設(shè)備改造來達(dá)到節(jié)能的目的，還可以改變?nèi)剂系钠贩N，如合理的對燃料進(jìn)行配比摻燒來提升鍋爐效率等。實際運(yùn)行中循環(huán)流化床鍋爐的經(jīng)濟(jì)性比常規(guī)煤粉爐有較大差距。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，同等條件下的循環(huán)流化床鍋爐煤耗高于煤粉爐1～3%，而廠用電率更是高于煤粉爐2～3%。更為嚴(yán)重的是多種原因?qū)е碌母吖收下剩Ｒ姷墓收习ㄊ軣崦婺p，給煤機(jī)、冷渣器堵塞等，而故障導(dǎo)致的結(jié)果就是鍋爐的被迫停運(yùn)。雖然在近幾年的運(yùn)行經(jīng)驗積累后，采用了一些辦法對此進(jìn)行解決，但實際運(yùn)行的時間仍遠(yuǎn)小于常規(guī)機(jī)組。非正常停爐、重新啟動帶來的是煤、油和廠用電的損耗，一臺480t/h循環(huán)流化床鍋爐，每次重新啟爐會帶來直接損失估計超過35萬元.發(fā)電和供熱的損失則難以計算。為了循環(huán)流化床鍋爐取得更為廣泛的應(yīng)用，也為了實現(xiàn)電力的節(jié)能減排目標(biāo)，爭取企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益，從各方面開展節(jié)能工作就顯得尤為重要。

三?循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能措施

1 鍋爐的調(diào)校

1.1 風(fēng)量

相對于煤粉爐，循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)造比較特殊，對風(fēng)量的要求也更為嚴(yán)格，。在鍋爐安裝或大修后，應(yīng)進(jìn)行冷態(tài)試驗，以確定風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓能夠符合鍋爐的燃燒需求。臨界流化風(fēng)量是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的最小風(fēng)量，如果低于這一風(fēng)量，就可能發(fā)生結(jié)焦，而風(fēng)量太大，容易造成鍋爐快速磨損，并且造成大量的熱能損失。

1.2 過量空氣

過量空氣系數(shù)關(guān)系著爐膛內(nèi)的風(fēng)煤比，是保證鍋爐燃燒的重要參數(shù)，過量空氣系數(shù)太小容易造成燃燒不完全，使發(fā)電煤耗增大過量空氣系數(shù)太大容易造成廠用電率增大、SO2、NOX生成量增多，增加脫硫脫硝成本。對于480T/H鍋爐，過量空氣系數(shù)最好控制在2—3%之內(nèi)。

過量空氣系數(shù)主要通過鍋爐尾部煙道口的氧量來間接推測，因此在循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中要做好氧量監(jiān)測工作，使?fàn)t腔內(nèi)保持良好的風(fēng)煤比，此外，還要做好鍋爐飛灰中可燃物含量的控制工作。

1.3 碎煤機(jī)

碎煤機(jī)是對燃料處理的重要環(huán)節(jié)，對鍋爐正常運(yùn)行具有重要影響，通過碎煤機(jī)可以使燃料達(dá)到規(guī)定的顆粒度，并實現(xiàn)煤料的均勻分布。以480t/h循環(huán)流化床鍋爐為例，一般要求煤粒尺寸在10mm以下，若煤粒過粗，會造成大塊沉積，影響流化循環(huán)，還會造成排渣困難。但煤粒并非越細(xì)越好，煤粒過細(xì)會造成額外的制煤電耗，還會增加受熱面的磨損，并且過細(xì)的燃料容易進(jìn)入尾部煙氣，造成煙道燃燒及燃料浪費(fèi)。

四?實現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運(yùn)行

1床溫

床溫是流化床鍋爐最重要的控制參數(shù)之一，主要根據(jù)負(fù)荷和煤質(zhì)的變化，及時調(diào)整給煤量，并保持合適的風(fēng)煤比和料層厚度，使床溫維持在最佳的范圍內(nèi)運(yùn)行。在850℃～910℃的范圍內(nèi)，床溫的提高與鍋爐的效率成正比。溫度的控制與燃料的特性有關(guān)，有的電廠要求溫度可以高到950℃，只要控制并保證床層不結(jié)焦。按照環(huán)保要求，如果是高硫燃料，床溫運(yùn)行在800—850℃，可達(dá)到脫硫劑的最佳使用效果。如果煤質(zhì)較好，可以將燃料溫度適當(dāng)提高，提高主循環(huán)回路的燃燒效率。運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時，要及時按變化趨勢相應(yīng)調(diào)整給煤量，維持正常的汽壓和床溫。

2蒸汽與水參數(shù)

主蒸汽溫度每降低10℃，相當(dāng)于煤耗增加0.03%。對于10MPa一25MPa、540℃的蒸汽，主蒸汽溫度每降低10℃，將使循環(huán)熱效率下降0.5%o，汽輪機(jī)出口的蒸汽濕度增加0.7%o，不僅影響了熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率，而且加大了對汽輪機(jī)末級葉片的侵蝕，影響汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。解決的方法是提高熱控自動投入率，防止減溫水調(diào)節(jié)閥門內(nèi)漏。

3給水溫度

給水溫度是指汽輪機(jī)高壓加熱器的出口水溫。給水溫度的先進(jìn)目標(biāo)為設(shè)計值。給水回?zé)嵯到y(tǒng)由低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器等組成。采用給水回?zé)岷螅岣吡诉M(jìn)入鍋爐的給水溫度，減少了排人凝汽器的蒸汽量及其潛熱損失，提高了循環(huán)熱效率。給水溫度每降低10℃，煤耗約增加0.5%。為使高低加熱器能全部投入運(yùn)行，最大限度地提高給水溫度，應(yīng)采取以下措施：

（1）提高加熱器的檢修質(zhì)量，保持加熱器的清潔，降低加熱器的端差;

（2）消除加熱器旁路門和隔板的泄漏現(xiàn)象，防止給水短路;

（3）保證加熱器疏水器正確動作，維持加熱器疏水在最低水位，防止疏水積存淹沒銅管;

（4）消除低壓加熱器的不嚴(yán)密性，防止空氣漏入。

4排煙溫度

排煙溫度是鍋爐運(yùn)行中可控的一個綜合性指標(biāo)，其主要決定于鍋爐燃燒及各段受熱面的換熱狀況，保持各段受熱面的清潔和換熱效果是防止排煙溫度異常、保證鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本措施。排煙溫度升高5℃鍋爐效率降低0.2%左右，煤耗升高0.6璣w·h。具體的措施是：保證人孔門和保溫層的嚴(yán)密性，減少漏風(fēng);合理控制氧量，流化床的標(biāo)準(zhǔn)是3.0%;定期進(jìn)行吹灰。

5灰渣含碳量

灰渣含碳量表示從尾部煙道排出的飛灰或者是從冷渣器中排出的干渣中含有的未燃盡碳的量占飛灰量或者是渣量的百分比，主要與燃煤特性、煤粒大小、爐膛溫度、物料循環(huán)程度等有關(guān)。在運(yùn)行過程中，煤粒的大小是影響灰渣含碳量的主要因素。針對所燃用的煤種，要合理調(diào)節(jié)分離器的分離效率，盡可能保證循環(huán)燃燒，提高燃盡程度。運(yùn)行中的具體措施是：合理一、二次風(fēng)配比，在保證流化前提下，盡量減少一次風(fēng)、增加二次風(fēng);在流化良好、排渣正常的情況下，可適當(dāng)提高爐床差壓;加強(qiáng)煤炭破碎設(shè)備的維護(hù);提高旋風(fēng)分離器的分離效率;適當(dāng)提高床溫，控制在900℃左右。

結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐作為一種新型的燃料設(shè)備，其對低熱值燃料的高效利用以及循環(huán)燃燒、再利用的特點(diǎn)，在節(jié)能環(huán)保方面有著很大的優(yōu)勢，對我國目前的節(jié)能發(fā)展建設(shè)有著重要意義，但目前我國的循環(huán)流化床鍋爐在節(jié)能方面還存在很多問題，因此需要不斷對其進(jìn)行優(yōu)化。

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（作者單位：中煤大同能源有限責(zé)任公司電廠）