CFB鍋爐運行效率的影響因素與對策探討

姚彬+++王熠

摘 要：文章對影響CFB鍋爐運行效率的影響因素進行分析，并針對這些影響因素，對其解決對策進行相關探討。

關鍵詞：CFB鍋爐；運行效率；影響因素；對策

引言

循環流化床鍋爐技術，是目前應用較為普遍的一種鍋爐技術，其主要優點為能夠進行低溫燃燒，降低其中氮氧化合物的生成，并且能夠實現爐內脫硫，保證鍋爐運行的環保性；另外，CFB鍋爐能夠適應較大范圍的燃料，高至5000～6000大卡的貧煤、煙煤，低至1000～2000的油頁巖、煤矸石，都能作為其鍋爐運行的燃料；最后，CFB鍋爐的運行效率較高，最高的運行效率能夠達到95%以上，與煤粉爐接近，燃盡灰渣的參與熱值極低。在這些鍋爐中，平均的運行效率一般在85%，但是由于CFB鍋爐容量的問題，部分的運行效率在80%左右，所以說，需要對這些影響因素進行分析，并且尋找其優化措施來提高CFB鍋爐的運行效率，以此來提高經濟效益。

影響CFB鍋爐運行效率的主要因素和優化措施：一般情況下，影響CFB鍋爐運行效率的原因包括較多方面，同時也較為復雜和系統，其中主要包括CFB鍋爐的燃料特性和燃料的顆粒、CFB鍋爐的整體設計參數，另外，其影響因素還包括鍋爐操作人員的技能水平和CFB鍋爐的實際運行情況以及輔機穩定性等。以下對影響CFB鍋爐運行效率的主要因素進行分析，并且根據實際情況，對優化措施進行探討。

1 燃料的特性及粒徑

CFB鍋爐的燃料適應范圍較大，一般情況下是以劣質煤或混煤作為主要原料，這些煤種往往揮發份不高，所以在實際的運行過程中，需要控制合適的爐膛溫度，既要保證氮、硫的排放值，同時也要保證燃料的燃燒效率；CFB鍋爐在運行時爐膛內需要有足夠的循環物料，因此，燃料灰分大于10%較為適宜，過少則需要添加惰性物料。

入爐燃料粒徑的大小能夠直接影響燃燒的時間、燃燒的份額和物料的流化特性，在實際的燃燒過程中，一般呈現出這樣的情況：在燃料粒徑較大、大顆粒份額較高的情況下，燃料大顆粒常常會沉積在CFB鍋爐的下部，此時，物料的循環活動就會減少，密相區的燃燒份額將會在一定程度上增大，這樣就會導致燃燒不完全，床溫偏高，影響爐膛傳熱分配；另外，由于物料的大量沉積，循環減弱，所燃燒的熱量將會集中在一點，溫度的急劇升高，會造成此區域發生結焦，為了防止結焦現象的產生，運行時勢必會降低負荷、增加一次風量來控制床溫，造成風機電耗增大，過量空氣系數增高；反之，如果爐內的細顆粒較多，顆粒的重量就會變得較輕，在實際的運行過程中，顆粒能夠隨著氣流上升，帶出爐膛的物料熟料也會隨著增多，增加煙塵中的含塵量，在這個過程中，為了控制溫度需要對一次燃燒量進行增加，這樣不僅不能保證CFB鍋爐運行的環保性，同時也降低了燃燒的效率。

針對這樣的情況，需要根據CFB鍋爐的實際燃燒情況，來對煤粒的直徑進行選擇，不同粒徑的煤粒，具有不同的臨界流化速度和終端速度，一般情況下，煤粒的直徑在低于0.8mm的時候，煤粒在進入爐膛的時候，就很快的被煙氣帶出床層，同時，為了防止煤粒過粗導致出現沉積的現象，保證流化良好，這就需要合適的粒度，一般情況下，CFB鍋爐中煤粒的粒度最大不能超過12mm，中位徑控制在0.8～1.2mm為宜。在對燃料進行制備的過程中，需要根據CFB鍋爐的實際運行情況，對破碎機篩網的規格進行適當的選擇，一般情況下是在8mm～12mm之間，以此來避免破碎，減少其中細顆粒的產生，并且根據鍋爐的實際運行情況和操作人員的操作習慣來適時調整燃料粒度，同時控制合適的粒度分布，這樣保證燃煤的粒徑，能有效的提升CFB鍋爐的運行效率。

2 合適的床溫及爐膛溫度分布

CFB鍋爐的床面溫度也是影響CFB鍋爐運行效率的主要因素之一，根據相關的研究表明，當爐內溫度處于850℃～950℃的時候，燃燒效率與爐內溫度呈現出正相關的狀態，而床面溫度在950℃以上時，爐膛內易發生結焦，CFB鍋爐的運行效率將會在一定程度上減小。提高爐內溫度，不僅可以提高其中混煤的反應速度，減少其中細顆粒煤的燃盡時間，同時還能夠提高顆粒破碎的劇烈程度，以此來增加物料燃燒的表面積，提高煤粒的燃燒速度，在一定范圍中，提高了CFB鍋爐的運行效率；但是隨著溫度的升高，當爐膛下部密相區溫度超過900℃時，氮氧化物的生成開始逐漸提高，SO2的生成量逐漸降低。根據長時間的運行實踐可以知道，CFB鍋爐在實際運行的時候，爐膛床溫根據煤種不同保持在870～930℃效率最高，同時需要保證運行時爐膛溫度分布均勻，而爐膛出口溫度在930℃以下為宜，這樣才能在最大程度上提高CFB鍋爐的運行效率，同時兼顧鍋爐排放的控制。

3 適當的過量空氣系數

煤粒在鍋爐中進行燃燒的過程中，需要與其中的氧氣發生劇烈的化學反應，以此來實現將化學能最大程度的轉化為熱能，在這樣的過程中，空氣中的氧氣主要起到了助燃的作用，從這樣看來，CFB鍋爐的運行效率與爐內的空氣量之間也保持著較大的關系。在爐內空氣量較少的情況下，會出現燃燒不完全的情況，在空氣量過多的情況下，爐內的溫度就會隨煙氣量的增大相應降低，同時空氣量的過多還會增大CFB鍋爐的排煙量，使鍋爐排煙損失顯著增加。所以說，需要根據CFB鍋爐的實際運行情況，來保持合適的空氣量，一般情況下，在風量保持不變的情況下，可燃物的含量會隨著過量空氣系數的增加而降低，所以說，操作人員需要在CFB鍋爐的運行過程中，定時對氧量表和風壓表進行相應的調節，保持爐膛出口過量空氣系數在1.15～1.30之間（常規取值為1.20），同時需要在合適的時候對CFB鍋爐進行全面的檢查，保證CFB鍋爐在運行的過程中不會出現漏風的現象，在這樣的情況下，才能有效的保證CFB鍋爐的整體運行效率。

4 合理的料層厚度

料層厚度在一定程度上能夠影響爐內燃燒的穩定性和燃燒的實際溫度，同時爐床內的蓄熱量也會根據料層高度相應遞減。在爐內料層過厚的情況下，為了保證床面流化及鍋爐效率，一次風機的運行損耗將會相應的增大，在嚴重的情況下，甚至會出現一次風量出力不夠，造成爐膛密相區的燃燒不充分，增加爐膛過量空氣系數，影響CFB鍋爐的運行效率；在料層過薄的情況下，CFB鍋爐的物料循環將會極不穩定，容易導致吹穿床層，同時縮短了燃料的預熱時間，增加了飛灰可燃物的含量。所以說，運行人員需要根據CFB鍋爐的實際情況，來對料層的厚度進行適當的調整，一般情況下，對于燃用高灰分燃料，其床層壓力需要控制在7～8kPa；中、低灰分燃料，其床層壓力需要控制在5～7kPa以此來保證CFB鍋爐的整體運行效率。

5 良好的回料系統

回料系統是影響CFB鍋爐運行效率的重要因素，也是區別于其他爐型的標志因素。運行時需要保證回料通暢，在鍋爐停運之后，需要將其中回料立管的存灰進行清理，并檢查回料閥；另外，需要維持回料溫度在820～900℃之間，這樣才能保證爐內的物料濃度和燃燒強度。

6 輔機系統

風機、給煤機等輔機是鍋爐的重要組成部分，保證輔機的優良性能也是提供鍋爐的有效措施。

7 結束語

為了保證CFB鍋爐的整體運行效率，需要根據實際情況，對燃料的粒徑進行調整，同時保持合適的爐內溫度和適當的過量空氣系數，保證回料系統及輔機系統的良好性能；另外一方面，也需要對鍋爐運行人員進行專業技能的培訓，以此來提高CFB鍋爐的整體運行效率。

參考文獻

[1]周興明.影響CFB鍋爐長周期運行的因素與對策探討[J].民營科技，2016（1）：53.

[2]李恩雙.CFB鍋爐高溫分離器效率降低影響因素[J].黑龍江造紙，2015，43（2）：42-43.

[3]白運通.論大型CFB鍋爐運行中磨損和排渣問題的解決對策研究[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（12）：206.

[4]閔慶紹，陳偉麗，徐祥軍，等.提高CFB鍋爐熱效率的探討[J].化工技術與開發，2012，41（6）：54-56.