循環流化床鍋爐運行熱效率現狀及其影響分析

鐘冠亨

摘 要： 文章通過循環流化床鍋爐運行熱效率的部分考察結果，進一步探討了影響熱效率的排煙熱損失因素、機械燃燒不完全的熱損失因素與灰渣物理熱損失因素。在此基礎上，提出了具有參考價值的建議與意見，以期有所幫助。

關鍵詞： 循環流化床；鍋爐；運行；熱效率

目前階段，循環流化床鍋爐逐漸成為新型的清潔燃燒設備，其具有高效與低污染等諸多優勢，并且由國家的政策作為重要的支撐，為此，循環流化床鍋爐被廣泛應用在我國多領域。要想進一步促進循環流化床鍋爐技術的可持續發展，針對其運行過程中的熱效率進行了重點考察，希望可以發現其中存在的問題，并且提出相應的建議，為相關部門提供有價值的參考。

一、循環流化床鍋爐熱效率現狀

現階段所使用的循環流化床鍋爐，大部分都是小型爐子，熱效率每小時不超過75噸，并且分布于各地熱電廠亦或是企業自備電廠當中。為此，最終選用7家已經通過資源綜合利用驗收的電廠，針對其內部的循環流化床鍋爐展開了全面地考察。具體指的就是借助反平衡的方法對鍋爐的熱效率進行測試。在實際測試的過程中發現，煙氣當中所含有的一氧化碳量并不多，所以在處理數據信息方面，將氣體的燃燒不完全的熱損失確定成0[1]。由于散熱損失難以測量，所以選擇使用煤粉爐的經驗數據信息。

根據測試的結果，循環流化床鍋爐熱效率都超過了80%，而且運行效果理想的已經達到了88%，可以與小型的煤粉爐比較。即便實際運行的狀況不理想，同樣要高于鏈條爐的實際效率。由此可見，現階段循環流化床鍋爐的實際熱效率處于處于鏈條爐和粉煤爐之間，但與煤粉爐更為貼近。根據深入地分析與研究，導致循環流化床鍋爐出現熱損失的因素主要是排煙的熱損失與機械燃燒的不完全熱損失。在此基礎上，因所選擇的循環流化床鍋爐不具備冷渣器，且排渣的溫度相對較高，最終導致排渣的熱損失極高。

通過上述研究與分析，機械燃燒的不完全性熱損失與排煙熱損失都會直接影響循環流化床鍋爐效率，所以有必要展開進一步探究。

二、循環流化床鍋爐運行熱效率影響分析

（一）機械不完全燃燒熱損失

機械不完全燃燒熱損失現象的產生，是因為灰渣沒有燃盡造成。當飛灰、爐渣中的含碳量不斷提升的時候，機械具備的不完全燃燒熱損失也不斷增大。這期間，產生的粉煤爐熱損失為1%到5%。對于循環流化床鍋爐，其具備的機械不完全燃燒損失和煤粉爐損失相比，產生的機械不完全燃燒熱損失大。導致循環流化床鍋爐飛灰含碳量高，受到的原因表現為三個方面，第一，隨著循環流化床鍋爐燃燒溫度的不斷降低，顆粒燃燒速度降低，需要較長的時間才能燃盡[2]。尤其是爐膛內的溫度在1000℃以上，其內部的細顆粒是不容易燃燒。第二，無法促進分離器效率的有效提升，一般情況下，更為理想的分離器能促進爐膛內顆粒的燃盡，但實際上使用的分離器效率較低。第三，由于燃料機械的磨損，產生大量的細顆粒無法被分離器分離，引起不完全燃燒現象。

在相同的循環流化床鍋爐中，相同的廠家、型號鍋爐，其產生的運行熱效率也是不同的。其受到的影響主要表現在：第一，燃料特性的影響，因為燃料中存在的灰分較多，當基灰分達到50%以上的時候，燃料灰分較大?；谌剂系姆磻?，也會影響到服飛灰和爐渣，尤其是質量較差的燃料，其具備的爐渣含碳量也更高。受燃料發熱量的影響，灰分和帶出的碳量少，其產生的不完全燃燒熱損失也比較小。第二，飛灰份額的影響，在循環流化床鍋爐中，隨著劣質燃料和飛灰碳量的不斷增加，將產生不同的磨損特征。該工作中，需要對其測試，并利用記錄爐渣排放量的方法，基于灰平衡原理，分析飛灰份額。根據試驗的分析發現，當飛灰分額在21%-86%之間的時候，飛灰含碳量較高，主要是使用劣質煤引起的，產生的機械不完全燃燒熱損失也較大。導致份額增加的影響因素表現為五個方面。第一，燃燒粒度，如果顆粒越細，其具備的飛灰分額就越大。第二，由于顆粒的機械磨損性影響，如果顆粒容易磨損，將產生較多細顆粒，從而增加飛灰份額。第三，燃燒特性，當使用劣質燃料的時候，將產生較大燃料消耗，增加爐渣的排放量，降低飛灰份額。第四，分離器效率的影響，當分離器效率較高的時候，能在最大程度上降低飛灰份額，所以，要維護設備的良好性。第五，物料循環倍率，在相同分離效率下，隨著物料循環倍率的不斷增加，將產生較大飛灰額份，主要是在實際運行中，受流化風量的影響[3]。

基于以上的分析和研究發現，循環流化床鍋爐機械產生的不完全燃燒現象，在總體上還未獲得有效改進，特別是受燃料質量、設備維護工作的影響，無法對其問題進行解決。

（二）排煙熱損失的分析

對排煙熱損失產生影響的因素主要有兩部分，其一是排煙的容積，其二是排煙的溫度。而燃料成分和排煙過量空氣系數會對排煙容積產生直接性的影響。根據測試結果發現，循環流化床鍋爐排煙損失比重最大，問題也最多，具有極大的熱效率提高潛力，如表一所示。

導致排煙熱損失量較大的原因具體表現在：第一，氧量監測手段的確實。很多鍋爐并不具備氧量計，即便設置氧量計，所獲取的數據準確性也偏低。究其原因，現階段所使用的氧化鋯氧量計的壽命不長且損壞幾率較高，使用的成本也不低，所以在損壞以后未及時進行更換[4]。

（三）灰渣物理熱損失分析

循環流化床鍋爐的排渣溫度，主要是床層溫度，其具備的排渣量較大。在該過程中，如果不對灰渣中熱量回收再次利用，其產生的熱損失也不會減少。根據相關調查分析，循環流化床鍋爐中沒有冷渣裝置，其中的灰渣會直接排放，所以，期間將產生較大物理熱損失。為了盡可能的降低粉煤爐灰渣物理熱損失，可以為其增加冷渣設備，并對其存在的熱量充分利用[5]。當前市場上，存在的冷渣器種類還比較多，在實際應用期間，也無法促進其效果的形成，尤其在運行過程中會產生較多故障。所以，還需要對冷渣器進行完善，并將其作為循環流化床鍋爐中的主要部件。

總結：

綜上所述，根據實際調查結果的分析和研究發現，循環流化床鍋爐的運行效率基本達到標準，但仍需采取相應的改進措施。另外，排煙熱損失與機械燃燒不完全性熱損失以及灰渣物理熱損失的影響程度最明顯。為此，必須要不斷強化循環流化床鍋爐的熱效率。

參考文獻

[1]陳靖釜，朱征宇.循環流化床鍋爐煤粒徑控制研究[J].中國井礦鹽，2014，45（2）：32-36.

[2]趙志強.循環流化床鍋爐運行參數控制措施[J].化工設計通訊，2017，43（8）：127.

[3]萬里.為循環流化床鍋爐運行"把關"[J].價值工程，2011，30（12）：32.

[4]李敬珂.影響循環流化床鍋爐燃燒熱效率的因素和提高途徑[J].化肥工業，2015（3）：26-28.

[5]王思玉.循環流化床鍋爐工藝及運行方案優化[J].科技創新與應用，2014（24）：21-21，22.