循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。環(huán)保是中國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)基本國(guó)策。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐（CFB）具有良好的低溫燃燒特性，燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)方便，污染排放小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了快速發(fā)展，并在電廠生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受多種因素的影響，無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，尤其在節(jié)能方面。所以，如何節(jié)約能源，提高鍋爐效率，是我們要探討的問(wèn)題。

1 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混合燃燒方式。與煤粉鍋爐單向煙氣相比，氣固混合燃料的熱容量提高了數(shù)十倍，具有非常穩(wěn)定的燃燒特性。循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)溫度分布非常均勻，有利于燃燒傳熱，燃燒效率高；循環(huán)流化床燃燒效率達(dá)到98%以上。CFB 鍋爐采用低溫燃燒策略，燃燒高度沿爐高方向，便于分級(jí)燃燒。通過(guò)分級(jí)燃燒，有效地減少了氮氧化物的生成，減少了空氣污染?？偟膩?lái)說(shuō)，CFB 鍋爐的性能優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可以使用一些普通鍋爐很難適應(yīng)的劣質(zhì)燃料；第二，負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，由于爐料循環(huán)量大，爐體蓄熱量高，能夠保持燃燒參數(shù)穩(wěn)定，并有很強(qiáng)的調(diào)載能力。

2 循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用現(xiàn)狀與必要性

循環(huán)流化床鍋爐燃煤鍋爐是一項(xiàng)較為成熟的工業(yè)技術(shù)，在潔凈煤技術(shù)上已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。近幾年來(lái)，以其煤的適應(yīng)性強(qiáng)，燃燒效率高，爐膛脫硫脫硝，近幾年來(lái)在我國(guó)潔凈煤發(fā)電中占有重要地位。流化床鍋爐具有良好的燃燒穩(wěn)定性和對(duì)燃料的適應(yīng)性，但不能保證各種不同性質(zhì)煤的經(jīng)濟(jì)有效利用。由于近年來(lái)燃煤發(fā)電的現(xiàn)狀，大量燃煤電廠不得不燃燒各種燃煤材料，特別是劣質(zhì)煤，導(dǎo)致熱效率下降，煤耗增加。因各煤種性質(zhì)差異較大，國(guó)內(nèi)操作人員缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，不掌握 CFB 鍋爐發(fā)電技術(shù)，綜合煤質(zhì)變化較大，機(jī)組檢修、啟停次數(shù)較多，導(dǎo)致耗煤量增加，實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用現(xiàn)狀決定了節(jié)能需要與燃料發(fā)電結(jié)合的現(xiàn)狀。實(shí)際上有很多方法可以提高鍋爐的效率，例如改變?nèi)剂媳壤?/p>

3 循環(huán)流化床鍋爐鍋爐運(yùn)行中節(jié)能增效策略

3.1 充分利用回收鍋爐余熱

通過(guò)燃燒率可以充分反映鍋爐節(jié)能減排的效果。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，煤是主要燃料。煤炭的燃燒速度可以直接影響到節(jié)能減排，但各種技術(shù)的應(yīng)用直接影響到煤炭的燃燒速度?；诖?，在鍋爐燃燒過(guò)程中，可以采取鍋爐余熱回收的手段，提高鍋爐的運(yùn)行效率。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生大量的高壓蒸汽，高壓蒸汽的熱量可以通過(guò)再循環(huán)回收利用。因此，實(shí)際運(yùn)行和操作中，需要一套智能溫度采集系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)鍋爐閥門(mén)排放和余熱泄漏，這樣就可以回收了。并在鍋爐尾部煙道中增加鍋爐受熱面，充分利用鍋爐燃燒廢氣溫度，有效地利用了鍋爐的余熱。

3.2 合理安排啟動(dòng)時(shí)間

減少油槍的操作次數(shù)，適當(dāng)安排外床投入時(shí)間。在700℃以上時(shí)，應(yīng)保證外床能快速投入使用。外床投運(yùn)前，應(yīng)適當(dāng)增加給煤量，灰渣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不宜過(guò)大，開(kāi)度約為15%，以確保床溫穩(wěn)定。機(jī)組啟動(dòng)的關(guān)鍵是汽機(jī)的配合，要降低起動(dòng)消耗，縮短起動(dòng)時(shí)間，關(guān)鍵在于合理安排汽機(jī)暖缸沖轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷。在鍋爐點(diǎn)火后，汽輪機(jī)應(yīng)及時(shí)送軸封和真空，開(kāi)啟高低壓旁路開(kāi)始疏水，以保證爐前、汽輪機(jī)前蒸汽溫度同步升高。在鍋爐蒸汽參數(shù)滿足沖轉(zhuǎn)條件時(shí)，可對(duì)機(jī)組進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。防止因機(jī)前溫度不符合操作條件而使鍋爐持續(xù)燃燒，造成機(jī)前溫度上升的現(xiàn)象。

3.3 超強(qiáng)脫硫技術(shù)的應(yīng)用

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)采用不同濃度的送風(fēng)方式燃燒，燃燒過(guò)程中形成氮氧化物，與一般鍋爐技術(shù)相比，氮氧含量可降低20%左右。隨著我國(guó)對(duì)這方面的逐步重視和鍋爐技術(shù)的不斷完善，超脫硫技術(shù)已成為今后循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的必要條件。雖然我國(guó)鍋爐數(shù)量占世界絕大多數(shù)，但核心技術(shù)的發(fā)展并不盡如人意，尤其是脫硫技術(shù)。隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題逐漸提上日程，煤炭脫硫技術(shù)已成為當(dāng)今社會(huì)亟待解決的問(wèn)題之一。我國(guó)還將加強(qiáng)對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格控制，使空氣中二氧化硫含量降至400m3以下。目前，我們總結(jié)了傳統(tǒng)脫硫技術(shù)存在的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)在流化床中加入石灰石的方法更為有效，可進(jìn)一步促進(jìn)脫硫技術(shù)的發(fā)展。

3.4 低氧燃燒的方式

從鍋爐本身的特點(diǎn)來(lái)看，采用低氧燃燒方式，可以使物料具有熱循環(huán)回路，連續(xù)、重復(fù)燃燒，物料的燃盡效率大大提高，電耗也有所降低。

3.5 發(fā)展綜合能源

能源綜合利用也是今后鍋爐技術(shù)的發(fā)展方向之一。我們可以優(yōu)化一些低能耗的鍋爐和平臺(tái)。我們還可以對(duì)鍋爐技術(shù)和其他原材料進(jìn)行加工和再利用，以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。一些大型循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)在燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的灰渣，這些灰渣可以重新加工利用，實(shí)現(xiàn)能源的合理升級(jí)。

3.6 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行調(diào)整及磨損處理

循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行特性主要包括床壓、床溫、風(fēng)量特性和汽溫特性。床層壓力不僅取決于爐內(nèi)物料的量，還取決于鍋爐負(fù)荷。整個(gè)爐段包含許多反映床壓的參數(shù)，包括鍋爐總壓差、下床壓和鍋爐上壓差。鍋爐床壓監(jiān)測(cè)反映了空氣分布器的阻力、爐內(nèi)床料總量和流態(tài)化的變化。操作時(shí)，兩側(cè)床壓應(yīng)平衡，兩側(cè)壓差應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，整個(gè)爐膛可視為一個(gè)裝滿液體的容器，容器處于平衡狀態(tài)。較低的床壓反映了整個(gè)鍋爐的塔重，顯示了鍋爐內(nèi)的床料量，從而推斷出爐內(nèi)的燃燒狀況。上壓差能反映鍋爐的各種工況。當(dāng)上壓差增大時(shí)，鍋爐內(nèi)的物料循環(huán)增加。在處理過(guò)程中，可以適當(dāng)調(diào)整給料器內(nèi)的流化速度，也可以控制送入爐膛的一、二次風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。從燃燒和傳熱的角度來(lái)看，通過(guò)控制床層溫度可以提高燃燒效率和鍋爐效率。在流化床密相區(qū)，燃燒顆粒的表面溫度比床層溫度高100～200℃。為了保證鍋爐的安全運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)鍋爐NOx排放量調(diào)節(jié)床溫，控制NOx與床溫的雙向關(guān)系。當(dāng)床層溫度較高時(shí)，氮氧化物會(huì)增加；當(dāng)床層溫度較低時(shí)，氮氧化物也會(huì)增加。因此，床層溫度不應(yīng)控制在850℃，而應(yīng)將床層溫度控制在850℃以下，這樣才能使床層溫度控制在850℃以下。

在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)量特性與燃燒和流化狀態(tài)有關(guān)。為了保證鍋爐的正常運(yùn)行，燃料獲得濃相區(qū)一次風(fēng)提供的氧氣，并調(diào)節(jié)左右兩側(cè)爐膛壓差。此時(shí)用壓差實(shí)測(cè)值計(jì)算偏差值，并對(duì)左右兩側(cè)風(fēng)量定值進(jìn)行修正，將通過(guò)平衡偏差得到的風(fēng)量控制在規(guī)定范圍內(nèi)。當(dāng)二次風(fēng)分層分段進(jìn)入爐膛時(shí)，可補(bǔ)償一次風(fēng)對(duì)燃料供氧不足的問(wèn)題，調(diào)節(jié)二次風(fēng)量和爐內(nèi)氧含量，以獲得最佳控制值。根據(jù)節(jié)能原理，一定量的煤可以釋放一定量的熱量。調(diào)整蒸汽溫度的根本目的是保證煤量與負(fù)荷相匹配。綜合了床壓、床溫、燃料量和一、二次風(fēng)量的特性，保證了鍋爐的正常運(yùn)行。

3.7 采用混合燃料提高燃燒效率

在循環(huán)流化鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，燃料是必不可少的，當(dāng)今使用的燃料大多是煤炭等不可再生資源，這些資源性價(jià)比相對(duì)新型能源較低，同時(shí)在燃燒過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。因此，可以采用一些生物能源來(lái)進(jìn)行輔助，使其和煤炭混合形成混合燃料，提高燃料的燃燒效率。其中較為常見(jiàn)的生物能源便是秸稈，這些秸稈難以處理便被直接焚燒，不但浪費(fèi)了大量的生物能源，還造成了嚴(yán)重的大氣污染。

將秸稈進(jìn)行生物發(fā)酵處理后，可以生成烷烴等可燃性氣體，燃燒過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)有害氣體，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保發(fā)展。但是秸稈加工過(guò)程較為繁瑣，一般情況下，往往將秸稈和煤炭混合在一起直接燃燒。將兩者進(jìn)行混合后，可以使燃料之間有足夠的空隙，這樣在燃燒過(guò)程中便擁有足夠的氧氣助燃，燃燒得更加充分。

4 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)流化床鍋爐作為一種節(jié)能環(huán)保高效的技術(shù)，具有低熱值燃料高效利用和循環(huán)燃燒的特點(diǎn)，它在節(jié)能環(huán)保方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國(guó)當(dāng)前的節(jié)能低碳具有重要意義。然而，我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能還存在許多問(wèn)題，需要不斷優(yōu)化。