CFB鍋爐運(yùn)行效率的影響因素與對(duì)策探討

姚彬+++王熠

摘 要：文章對(duì)影響CFB鍋爐運(yùn)行效率的影響因素進(jìn)行分析，并針對(duì)這些影響因素，對(duì)其解決對(duì)策進(jìn)行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：CFB鍋爐；運(yùn)行效率；影響因素；對(duì)策

引言

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，是目前應(yīng)用較為普遍的一種鍋爐技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)為能夠進(jìn)行低溫燃燒，降低其中氮氧化合物的生成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)脫硫，保證鍋爐運(yùn)行的環(huán)保性；另外，CFB鍋爐能夠適應(yīng)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(yùn)行的燃料；最后，CFB鍋爐的運(yùn)行效率較高，最高的運(yùn)行效率能夠達(dá)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(yùn)行效率一般在85%，但是由于CFB鍋爐容量的問題，部分的運(yùn)行效率在80%左右，所以說，需要對(duì)這些影響因素進(jìn)行分析，并且尋找其優(yōu)化措施來提高CFB鍋爐的運(yùn)行效率，以此來提高經(jīng)濟(jì)效益。

影響CFB鍋爐運(yùn)行效率的主要因素和優(yōu)化措施：一般情況下，影響CFB鍋爐運(yùn)行效率的原因包括較多方面，同時(shí)也較為復(fù)雜和系統(tǒng)，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(shè)計(jì)參數(shù)，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(shí)際運(yùn)行情況以及輔機(jī)穩(wěn)定性等。以下對(duì)影響CFB鍋爐運(yùn)行效率的主要因素進(jìn)行分析，并且根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)優(yōu)化措施進(jìn)行探討。

1 燃料的特性及粒徑

CFB鍋爐的燃料適應(yīng)范圍較大，一般情況下是以劣質(zhì)煤或混煤作為主要原料，這些煤種往往揮發(fā)份不高，所以在實(shí)際的運(yùn)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(shí)也要保證燃料的燃燒效率；CFB鍋爐在運(yùn)行時(shí)爐膛內(nèi)需要有足夠的循環(huán)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(shí)間、燃燒的份額和物料的流化特性，在實(shí)際的燃燒過程中，一般呈現(xiàn)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(huì)沉積在CFB鍋爐的下部，此時(shí)，物料的循環(huán)活動(dòng)就會(huì)減少，密相區(qū)的燃燒份額將會(huì)在一定程度上增大，這樣就會(huì)導(dǎo)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(huán)減弱，所燃燒的熱量將會(huì)集中在一點(diǎn)，溫度的急劇升高，會(huì)造成此區(qū)域發(fā)生結(jié)焦，為了防止結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生，運(yùn)行時(shí)勢(shì)必會(huì)降低負(fù)荷、增加一次風(fēng)量來控制床溫，造成風(fēng)機(jī)電耗增大，過量空氣系數(shù)增高；反之，如果爐內(nèi)的細(xì)顆粒較多，顆粒的重量就會(huì)變得較輕，在實(shí)際的運(yùn)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(huì)隨著增多，增加煙塵中的含塵量，在這個(gè)過程中，為了控制溫度需要對(duì)一次燃燒量進(jìn)行增加，這樣不僅不能保證CFB鍋爐運(yùn)行的環(huán)保性，同時(shí)也降低了燃燒的效率。

針對(duì)這樣的情況，需要根據(jù)CFB鍋爐的實(shí)際燃燒情況，來對(duì)煤粒的直徑進(jìn)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(shí)候，煤粒在進(jìn)入爐膛的時(shí)候，就很快的被煙氣帶出床層，同時(shí)，為了防止煤粒過粗導(dǎo)致出現(xiàn)沉積的現(xiàn)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(duì)燃料進(jìn)行制備的過程中，需要根據(jù)CFB鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)破碎機(jī)篩網(wǎng)的規(guī)格進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，一般情況下是在8mm～12mm之間，以此來避免破碎，減少其中細(xì)顆粒的產(chǎn)生，并且根據(jù)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況和操作人員的操作習(xí)慣來適時(shí)調(diào)整燃料粒度，同時(shí)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(yùn)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(yùn)行效率的主要因素之一，根據(jù)相關(guān)的研究表明，當(dāng)爐內(nèi)溫度處于850℃～950℃的時(shí)候，燃燒效率與爐內(nèi)溫度呈現(xiàn)出正相關(guān)的狀態(tài)，而床面溫度在950℃以上時(shí)，爐膛內(nèi)易發(fā)生結(jié)焦，CFB鍋爐的運(yùn)行效率將會(huì)在一定程度上減小。提高爐內(nèi)溫度，不僅可以提高其中混煤的反應(yīng)速度，減少其中細(xì)顆粒煤的燃盡時(shí)間，同時(shí)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(yùn)行效率；但是隨著溫度的升高，當(dāng)爐膛下部密相區(qū)溫度超過900℃時(shí)，氮氧化物的生成開始逐漸提高，SO2的生成量逐漸降低。根據(jù)長時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐可以知道，CFB鍋爐在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，爐膛床溫根據(jù)煤種不同保持在870～930℃效率最高，同時(shí)需要保證運(yùn)行時(shí)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(yùn)行效率，同時(shí)兼顧鍋爐排放的控制。

3 適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)

煤粒在鍋爐中進(jìn)行燃燒的過程中，需要與其中的氧氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，以此來實(shí)現(xiàn)將化學(xué)能最大程度的轉(zhuǎn)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(yùn)行效率與爐內(nèi)的空氣量之間也保持著較大的關(guān)系。在爐內(nèi)空氣量較少的情況下，會(huì)出現(xiàn)燃燒不完全的情況，在空氣量過多的情況下，爐內(nèi)的溫度就會(huì)隨煙氣量的增大相應(yīng)降低，同時(shí)空氣量的過多還會(huì)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(jù)CFB鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，來保持合適的空氣量，一般情況下，在風(fēng)量保持不變的情況下，可燃物的含量會(huì)隨著過量空氣系數(shù)的增加而降低，所以說，操作人員需要在CFB鍋爐的運(yùn)行過程中，定時(shí)對(duì)氧量表和風(fēng)壓表進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，保持爐膛出口過量空氣系數(shù)在1.15～1.30之間（常規(guī)取值為1.20），同時(shí)需要在合適的時(shí)候?qū)FB鍋爐進(jìn)行全面的檢查，保證CFB鍋爐在運(yùn)行的過程中不會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象，在這樣的情況下，才能有效的保證CFB鍋爐的整體運(yùn)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(nèi)燃燒的穩(wěn)定性和燃燒的實(shí)際溫度，同時(shí)爐床內(nèi)的蓄熱量也會(huì)根據(jù)料層高度相應(yīng)遞減。在爐內(nèi)料層過厚的情況下，為了保證床面流化及鍋爐效率，一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行損耗將會(huì)相應(yīng)的增大，在嚴(yán)重的情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)一次風(fēng)量出力不夠，造成爐膛密相區(qū)的燃燒不充分，增加爐膛過量空氣系數(shù)，影響CFB鍋爐的運(yùn)行效率；在料層過薄的情況下，CFB鍋爐的物料循環(huán)將會(huì)極不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致吹穿床層，同時(shí)縮短了燃料的預(yù)熱時(shí)間，增加了飛灰可燃物的含量。所以說，運(yùn)行人員需要根據(jù)CFB鍋爐的實(shí)際情況，來對(duì)料層的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一般情況下，對(duì)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(yùn)行效率。

5 良好的回料系統(tǒng)

回料系統(tǒng)是影響CFB鍋爐運(yùn)行效率的重要因素，也是區(qū)別于其他爐型的標(biāo)志因素。運(yùn)行時(shí)需要保證回料通暢，在鍋爐停運(yùn)之后，需要將其中回料立管的存灰進(jìn)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(nèi)的物料濃度和燃燒強(qiáng)度。

6 輔機(jī)系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)等輔機(jī)是鍋爐的重要組成部分，保證輔機(jī)的優(yōu)良性能也是提供鍋爐的有效措施。

7 結(jié)束語

為了保證CFB鍋爐的整體運(yùn)行效率，需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)燃料的粒徑進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)保持合適的爐內(nèi)溫度和適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)，保證回料系統(tǒng)及輔機(jī)系統(tǒng)的良好性能；另外一方面，也需要對(duì)鍋爐運(yùn)行人員進(jìn)行專業(yè)技能的培訓(xùn)，以此來提高CFB鍋爐的整體運(yùn)行效率。

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