試析循環流化床鍋爐在節能環保方面的技術發展

梁創霖

(茂名石化分公司動力廠熱電二車間 廣東茂名 525000)

雖然循環流化床鍋爐技術較新，是近十幾年來迅速發展的一項高效低污染清潔燃燒枝術。由于循環流化床鍋爐具有節能、煤種適用范圍廣、可燃燒劣質煤、環保等優點，在本世紀得到充分發展。下面，今天要說的循環流化床鍋爐與節能環保改造措施就是這樣的一個例子。

1 循環流化床鍋爐在節能環保方面存在問題

本裝置兩臺循環流化床鍋爐在2006年投入使用，每年平均連續運行時間超過8000小時，例如2012年，1#爐全年運行8531小時，平均負荷370 t/h，2#爐全年運行7929小時，平均負荷330 t/h，經過7年運行，存在主要問題如下：1.1鍋爐爐內水冷壁磨損嚴重，近幾年時有爆管停爐現象發生。僅2012年一年就發生三起因水冷壁爆管、空預器穿孔等問題導致的停爐事件。1.2熱損失大，排煙溫度高。由于循環流化床鍋爐平均床溫在850℃至900℃間，盡管循環倍率較高，但排煙溫度都在150℃以上，甚至超過160℃，排煙熱損失大。1.3用電設備多，電耗較大。由于循環流化床鍋爐各類配風要求嚴格，對應配風風機較多，風機電耗較大。1.4無脫硝設備，氮氧化物排放控制困難。盡管循環流化床鍋爐采用了通過控制鍋爐床溫，控制氮氧化物生成的低氮燃燒技術，但氮氧化物無法有效控制，隨著環保管理要求越來越嚴，排放指標越來越低，僅靠此技術很難滿足將來環保發展要求。1.5爐內添加石灰石脫硫效率低，隨著環保管理要求越來越嚴，排放指標越來越低，僅靠此技術很難滿足將來環保發展要求。

2 改造目的和總體思路

(1)提高鍋爐防磨性，減少鍋爐內部磨損，延長其使用壽命；(2)增加尾部余熱回收設施，回收煙氣余熱，提高鍋爐熱效率；(3)風機采用變頻技術，降低風機電耗，達到節能降耗目的；(4)控制爐內鈣硫比，降低氮氧化物排放，增加脫硝設施，進一步控制和降低氮氧化物排放；(5)增加備用石灰石系統，確保爐內脫硫系統正常，增加尾部脫硫設施，控制和降低二氧化硫排放濃度，確保排放達標。

改造的總體思路為根據國際標準和控制要求，按照“兩個確保”（即確保環保排放達標、確保鍋爐安全經濟運行）原則，實現節能和環保減排雙目標。

3 循環流化床鍋爐節能改造方案

3.1 采用主動防磨技術，減少爐內磨損。本裝置首先采用浙江科得力新特材料有限公司的防磨噴涂技術，在磨損嚴重部位的水冷壁管進行噴涂，可有效緩解爐內物料對水冷壁管的磨損。其次采用浙江科得力新特材料有限公司的主動防磨技術，在爐內增設六道防磨梁，改變煙氣流動方向，減輕了爐內物料對水冷壁管的磨損。

3.2 空預器出口增加換熱器，回收排煙熱量，減少排煙熱損失。CFB鍋爐排煙溫度在155～160℃之間，鍋爐排煙熱損失大，如果采用普通的列管式換熱器回收煙氣中的余熱，將排煙溫度降低至130℃以下，則勢必會發生露點酸腐蝕，且當運行工況出現變化時，也無法直接對金屬壁溫進行有效調整，通過采用相變換熱器回收技術，實現解鍋爐排煙溫度余熱回收，解決換熱器露點酸腐蝕，實現對換熱器壁溫的可調可控。

3.3 風機采用變頻技術，降低風機電耗，達到節能降耗目的。

4 循環流化床鍋爐環保改造方案

4.1 控制爐內鈣硫比，降低氮氧化物排放，增加脫硝設施，進一步控制和降低氮氧化物排放。針對本裝置運行數據分析，在當前運行狀態下，影響NOX最大和最直接因素是燃料配比，降到入爐煤高卡煙煤含量是控制氮氧化物排放主要手段。在同等燃料配比和工況下，二氧化硫排放濃度是影響NOX主要因素，控制二氧化硫排放濃度是調整NOX排放最重要方法和手段，只有維持二氧化硫排放在100～200 mg/m3之間，NOX能夠得到有效控制，基本可滿足200 mg/m3的排放要求。

4.2 增加備用石灰石系統，確保爐內脫硫系統正常，增加尾部脫硫設施，控制和降低二氧化硫排放濃度，確保排放達標。本裝置原來只有一套石灰石系統，提供單爐爐內脫硫石灰石輸送，但存在故障率高，一旦故障跳停，石灰石輸送中斷，將造成脫硫劑添加中斷，導致排放超標。因此，通過改造，給每臺爐增加一套備用石灰石系統，確保石灰石輸送連續性，確保脫硫和環保排放達標。

5 循環流化床鍋爐節能和環保改造效果

隨著科學技術的不斷發展，各種節能環保技術推陳出新，本裝置經過這幾年不斷改造和優化，各項指標在系統內排名靠前，不少指標還在領先位置，綜合供電標煤耗和供熱標煤耗均明顯下降，供電標煤耗在316.6 g/k W·h左右，供熱標煤耗在37.33 kg/GJ左右，鍋爐熱效率93%左右，運行經濟穩定。

6 結語

在和平與發展的大環境下，日益加劇的環境問題對發展中國家的考驗越來越嚴峻。火電廠的發展雖然在一定程度上會對環境造成破壞，也會對資源有所損耗，然而，只要能夠正確的運用先進的科學技術，把對環境的破壞降至最低，而將能源的利用率達到最高。

[1]火電廠工程環境影響研究編寫組.火電廠工程環境影響研究[J].南京大學,1999(5).

[2]李曉蕓，張華，席兵.火電廠用水與節水技術[J].中國水利水電,2008(2).

[3]林萬超.火電廠熱系統節能理論[J].西安交通大學,2004.