循環(huán)流化床鍋爐飛灰回燃技術(shù)及其應(yīng)用研究

韓爭(zhēng) 劉晨

摘要：流化床鍋爐系統(tǒng)中，回燃技術(shù)應(yīng)用是行業(yè)先進(jìn)模式，并且技術(shù)應(yīng)用滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保要求，對(duì)其進(jìn)行分析具有實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。本文主研究流化床鍋爐飛灰產(chǎn)生原因，對(duì)爐膛高度和物料粒徑問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，在此基礎(chǔ)上，對(duì)飛灰回燃技術(shù)的應(yīng)用途徑和效果進(jìn)行重點(diǎn)論述，促使流化床飛灰回燃技術(shù)得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐飛灰;回燃技術(shù)

前言：隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，對(duì)發(fā)電企業(yè)流化床鍋爐飛灰回燃技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義，可提升鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，促使飛灰得到充分高效燃燒。實(shí)踐工作中，應(yīng)重視流化床鍋爐飛灰產(chǎn)生原因，對(duì)其進(jìn)行控制措施應(yīng)用，使得飛灰得到降低，提升發(fā)電企業(yè)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行和服務(wù)效率，以此降低生產(chǎn)成本。

一、流化床鍋爐飛灰原因

1.1爐膛高度

對(duì)流化床鍋爐飛灰技術(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)爐膛高度問(wèn)題是影響飛灰含量的主要因素之一，需要對(duì)其進(jìn)行分析。正常工況條件下，爐膛越高、內(nèi)部空間越大，則煤炭燃燒越充分，由此產(chǎn)生的飛灰較少。而爐膛較低，流化床鍋爐中的分離器裝置使用性能會(huì)降低，不利于對(duì)燃燒系統(tǒng)中細(xì)碳顆粒有效收集，出現(xiàn)燃燒不充分現(xiàn)象。實(shí)踐中，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)鍋爐系統(tǒng)中的爐膛進(jìn)行改造成本較高，并且影響鍋爐系統(tǒng)使用性能，使得燃燒過(guò)程中循環(huán)量與含碳量均出現(xiàn)降低[1]。

現(xiàn)階段，大部分發(fā)電企業(yè)致力于提升爐膛使用性能，采用飛灰回燃技術(shù)對(duì)流化床鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使得飛灰達(dá)到二次燃燒標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電廠(chǎng)鍋爐爐膛的高度一般情況下在13m以下，在燃燒過(guò)程中，細(xì)碳顆粒在爐膛內(nèi)存留時(shí)間不會(huì)超過(guò)4秒，達(dá)不到充分燃燒規(guī)定的時(shí)間。因此，在日后工作中，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)飛灰回燃技術(shù)處理，對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行改善，致力于達(dá)到充分燃燒條件。

1.2物料粒徑

此外，物料粒徑對(duì)鍋爐物料充分燃燒產(chǎn)生一定影響，目前我國(guó)發(fā)電企業(yè)采用的燃燒介質(zhì)為無(wú)煙煤，該種類(lèi)型的煤炭燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，但是破碎程度大。然而，實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)煙煤粒徑大于煙煤，其粒徑普遍在1mm之內(nèi)，造成大部分未能充分燃燒的細(xì)小顆粒排放至空氣中，容易造成污染，不利于環(huán)保理念落實(shí)。

為有效解決這一問(wèn)題，需要利用回燃技術(shù)對(duì)爐膛內(nèi)的飛灰進(jìn)行處理，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，需要重視技術(shù)升級(jí)，對(duì)回燃技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于其中存在的不合理問(wèn)題進(jìn)行改善。實(shí)踐表明，利用飛灰回燃技術(shù)對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可有效提升內(nèi)部燃燒穩(wěn)定性，滿(mǎn)足充分燃燒條件、降低飛灰含量。針對(duì)企業(yè)而言，利用飛灰回燃技術(shù)可減少煤灰外運(yùn)量，可節(jié)約發(fā)電企業(yè)成本支出，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保要求。

二、飛灰回燃技術(shù)應(yīng)用對(duì)策

2.1增加受熱面積

發(fā)電企業(yè)應(yīng)用飛灰回燃機(jī)，并且注重回燃技術(shù)升級(jí)，對(duì)流化床鍋爐飛灰問(wèn)題進(jìn)行治理，促使鍋爐系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也具有一定經(jīng)濟(jì)效益，可節(jié)約發(fā)電企業(yè)運(yùn)行成本。實(shí)踐工作中，考慮到爐膛高度影響鍋爐飛灰，對(duì)其進(jìn)行改造尤為重要，但是出于成本方面考慮，需要利用飛灰回燃技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛受熱面的有效增加，達(dá)到充分燃燒條件，使得飛灰影響降到最低。

為達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，需要做好以下工作：一是添加封料泵，主要目的是加快飛灰流動(dòng)、提高灰質(zhì)燃料的輸送效率。同時(shí)，也應(yīng)考慮到泵體輸送飛灰的管道不存在運(yùn)轉(zhuǎn)零部件，因此，在使用過(guò)程中無(wú)需考慮磨損問(wèn)題。并且應(yīng)用的風(fēng)機(jī)功率較低，操作簡(jiǎn)單，技術(shù)應(yīng)用具有經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益雙重優(yōu)勢(shì)，因此，可對(duì)其進(jìn)行推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)目前鍋爐飛灰的有效處理。此外，可在鍋爐系統(tǒng)中增加抽氣裝置，防止粉塵彌漫，也可在設(shè)備閥門(mén)位置上安裝壓力調(diào)節(jié)裝置，促使鍋爐內(nèi)壓力值達(dá)到正常范圍，為發(fā)電燃料達(dá)到充分燃燒條件奠定基礎(chǔ)。實(shí)踐表明，對(duì)燃燒條件、煤料含碳量進(jìn)行規(guī)范，保證碳氧結(jié)合完整，可提高燃燒效率。

二是，可添加過(guò)熱器，型號(hào)以三片式為主?？紤]到循環(huán)流化床爐膛高度較低，其內(nèi)部燃料經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法充分燃燒的問(wèn)題，倘若對(duì)爐膛內(nèi)溫度進(jìn)行提升，可達(dá)到充分燃燒條件，由此降低飛灰發(fā)生幾率，提高發(fā)電廠(chǎng)鍋爐系統(tǒng)燃燒效率。以某發(fā)電廠(chǎng)為例，為增加鍋爐受熱面積，采用了規(guī)格為40*8，材質(zhì)為12CrlMoV的合金材料管，對(duì)其應(yīng)用效果分析可知，相關(guān)材料應(yīng)用不僅具有一定的耐高溫屬性，而且增加了鍋爐爐膛受熱面，技術(shù)應(yīng)用安全可靠[2]。為進(jìn)一步提升燃燒效率，可對(duì)回燃系統(tǒng)進(jìn)行改造，利用先進(jìn)技術(shù)提升鍋爐飛灰循環(huán)效率，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)環(huán)保要求。

2.2改造回燃系統(tǒng)

改造鍋爐飛灰系統(tǒng)的關(guān)鍵是優(yōu)化分離器和革新返灰系統(tǒng)。由于分離器在發(fā)電廠(chǎng)鍋爐系統(tǒng)中具有重要作用，因此，首先對(duì)分離器進(jìn)行分析，分離器的使用可提高飛灰捕捉效率，以往循環(huán)流化床鍋爐分離器的進(jìn)口寬度大部分在1200mm，而經(jīng)過(guò)技術(shù)更新，目前分離器的進(jìn)口寬度可控制在900mm，相關(guān)優(yōu)化措施使用后，飛灰捕捉速度自原來(lái)的每秒22m，提高至每秒27m，使得鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行更加高效，有效治理飛灰含量較高問(wèn)題。

利用飛灰回燃技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)與完善，是目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)形式。對(duì)相關(guān)方面進(jìn)行的改進(jìn)，可提高鍋爐內(nèi)部的熱量值，由此將飛灰送入到爐膛進(jìn)行二次燃燒，降低飛灰中的碳元素含量，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用提升了發(fā)電廠(chǎng)鍋爐系統(tǒng)燃燒效率，有利于先進(jìn)技術(shù)合理應(yīng)用。為達(dá)到這一效果，發(fā)電企業(yè)可采用的方案總結(jié)如下：

一是更新飛灰輸送設(shè)備，例如應(yīng)用新型的輸灰泵，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送灰量的無(wú)極調(diào)節(jié)，設(shè)備運(yùn)行磨損率較小，并且具有運(yùn)行維護(hù)成本低、使用性能良好的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐表明，對(duì)返灰系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，有利于增加流化床鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定連續(xù)，滿(mǎn)足安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)輸送設(shè)備進(jìn)行完善，可提升煤灰輸送效率，防止煤灰在鍋爐系統(tǒng)中沉積，影響其正常使用性能。而且，煤灰增加也在一定程度上降低爐膛使用面積，影響飛灰燃燒效率

二是確保飛灰能夠二次燃燒，減少飛灰含量。實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，雖然飛灰問(wèn)題無(wú)法得到根本解決，但是可將飛灰熱值降至1900Kcal/kg，并且將含碳量較多的飛灰輸送到爐膛的密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛灰的科學(xué)有效處理。經(jīng)過(guò)分析可知，通過(guò)對(duì)回燃技術(shù)應(yīng)用，循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率提高5%，不僅產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，而且符合行業(yè)內(nèi)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念。

2.3經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益分析

實(shí)際操作中，可通過(guò)對(duì)鍋爐設(shè)備調(diào)試，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保要求。對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試也可實(shí)現(xiàn)飛灰充分燃燒，降低發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)成本。發(fā)電企業(yè)應(yīng)堅(jiān)持效益優(yōu)先原則，在保證生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)達(dá)成的情況下，最大限度追求公司經(jīng)濟(jì)效益，與新時(shí)期企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展理念相一致。在循環(huán)流化床鍋爐升級(jí)改造中，利用先進(jìn)回燃技術(shù)，有利于發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)，提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)能力。

以某發(fā)電企業(yè)為例，企業(yè)利用地理自然優(yōu)勢(shì)，對(duì)新技術(shù)進(jìn)行研究，并且更新了發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力裝機(jī)800萬(wàn)千瓦，其中清潔能源所占比重達(dá)到70%，有效提升循環(huán)流化床鍋爐燃燒過(guò)程的清潔化[3]。經(jīng)過(guò)對(duì)回燃技術(shù)應(yīng)用效果分析，發(fā)現(xiàn)其環(huán)保效果明顯，可在技術(shù)層面上全面提升發(fā)電企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，應(yīng)用該技術(shù)具有含碳量較低、經(jīng)濟(jì)效益高和節(jié)能減排效益明顯的優(yōu)勢(shì)，其中最顯著的變化是發(fā)電企業(yè)鍋爐系統(tǒng)外排放煙霧量達(dá)標(biāo)、外排灰渣數(shù)量降低等。

結(jié)論：綜上所述，為有效提升鍋爐系統(tǒng)中飛灰燃燒效率，采取以下方案，即增加流化床鍋爐燃燒受熱面積、利用先進(jìn)技術(shù)對(duì)回燃系統(tǒng)進(jìn)行改造，并且注重對(duì)技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益進(jìn)行分析。實(shí)踐表明，流化床鍋爐回燃技術(shù)的合理使用，有效改善了鍋爐系統(tǒng)目前存在的飛灰含量高、治理效果不佳問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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