淺析350MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)

摘 要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，對(duì)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(guó)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(duì)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)有著廣泛的應(yīng)用，在實(shí)踐中不斷對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(guó)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(huì)利用較多的循環(huán)灰對(duì)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(duì)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(guó)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(guó)有著較為成熟的運(yùn)行業(yè)績(jī)。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(shì)，而且對(duì)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(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)工作少等優(yōu)勢(shì)，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(duì)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(huì)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?guó)的鍋爐通常不會(huì)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(huì)啟動(dòng)，并對(duì)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(duì)其進(jìn)行暖泵。

2.4 SNCR脫硝

因CFB鍋爐采取的是分級(jí)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(duì)一、二次風(fēng)通入量比例的控制以及對(duì)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，通常可以將爐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(guó)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(guó)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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