循環流化床鍋爐節能技術分析

李虎貞

摘要：循環流化床鍋爐是一種低污染、高效率的節能設備，在工業生產中有著廣泛的應用，它對改善環境、促進可持續工業的發展、充分利用低熱值煤、提高煤矸石有效利用有著重要的意義。本文先介紹循環流化床鍋爐節能的必要性和節能性優勢，再具體探究鍋爐的優化措施，供相關人員參考。

關鍵詞：循環流化床;鍋爐;節能技術

一?循環流化床鍋爐的特性分析

循環流化床鍋爐采用氣固相混合的燃燒方式，這種氣固混合燃料的熱容量比粉煤爐的單向煙氣高出幾十倍，具有極其穩定的燃燒特性。同時，循環流化床鍋爐具有非常均勻的爐膛溫度，有利于燃燒和傳熱的進行，因此能夠達到較高的燃燒效率，現階段循環流化床的燃燒率能達到98%以上。循環流化床鍋爐采取低溫燃燒策略，且燃燒是沿爐膛高度完成的，能夠方便地進行分級燃燒，通過分級燃燒有效地減少了氮氧化物的生成，降低了對大氣的污染。整體來講，循環流化床鍋爐的性能優勢主要體現在以下兩點：一是燃料適應性強，可以使用一些普通鍋爐難以適應的性質較差的燃料;二是負荷調節能力強，由于爐內物料的循環量比較大，爐體蓄熱高，能夠維持穩定的燃燒參數，有著較強的負荷調節能力。

二?循環流化床鍋爐節能的必要性

循環流化床鍋爐應用的現狀決定了節能需要結合當前燃料的現狀和發電狀況來進行。實際上，鍋爐節能的途徑多種多樣，如可以通過設備改造來達到節能的目的，還可以改變燃料的品種，如合理的對燃料進行配比摻燒來提升鍋爐效率等。實際運行中循環流化床鍋爐的經濟性比常規煤粉爐有較大差距。統計數據顯示，同等條件下的循環流化床鍋爐煤耗高于煤粉爐1～3%，而廠用電率更是高于煤粉爐2～3%。更為嚴重的是多種原因導致的高故障率，常見的故障包括受熱面磨損，給煤機、冷渣器堵塞等，而故障導致的結果就是鍋爐的被迫停運。雖然在近幾年的運行經驗積累后，采用了一些辦法對此進行解決，但實際運行的時間仍遠小于常規機組。非正常停爐、重新啟動帶來的是煤、油和廠用電的損耗，一臺480t/h循環流化床鍋爐，每次重新啟爐會帶來直接損失估計超過35萬元.發電和供熱的損失則難以計算。為了循環流化床鍋爐取得更為廣泛的應用，也為了實現電力的節能減排目標，爭取企業的經濟利益和社會效益，從各方面開展節能工作就顯得尤為重要。

三?循環流化床鍋爐的節能措施

1 鍋爐的調校

1.1 風量

相對于煤粉爐，循環流化床鍋爐的構造比較特殊，對風量的要求也更為嚴格，。在鍋爐安裝或大修后，應進行冷態試驗，以確定風機的風量和風壓能夠符合鍋爐的燃燒需求。臨界流化風量是循環流化床鍋爐運行的最小風量，如果低于這一風量，就可能發生結焦，而風量太大，容易造成鍋爐快速磨損，并且造成大量的熱能損失。

1.2 過量空氣

過量空氣系數關系著爐膛內的風煤比，是保證鍋爐燃燒的重要參數，過量空氣系數太小容易造成燃燒不完全，使發電煤耗增大過量空氣系數太大容易造成廠用電率增大、SO2、NOX生成量增多，增加脫硫脫硝成本。對于480T/H鍋爐，過量空氣系數最好控制在2—3%之內。

過量空氣系數主要通過鍋爐尾部煙道口的氧量來間接推測，因此在循環流化床鍋爐的運行中要做好氧量監測工作，使爐腔內保持良好的風煤比，此外，還要做好鍋爐飛灰中可燃物含量的控制工作。

1.3 碎煤機

碎煤機是對燃料處理的重要環節，對鍋爐正常運行具有重要影響，通過碎煤機可以使燃料達到規定的顆粒度，并實現煤料的均勻分布。以480t/h循環流化床鍋爐為例，一般要求煤粒尺寸在10mm以下，若煤粒過粗，會造成大塊沉積，影響流化循環，還會造成排渣困難。但煤粒并非越細越好，煤粒過細會造成額外的制煤電耗，還會增加受熱面的磨損，并且過細的燃料容易進入尾部煙氣，造成煙道燃燒及燃料浪費。

四?實現循環流化床鍋爐優化運行

1床溫

床溫是流化床鍋爐最重要的控制參數之一，主要根據負荷和煤質的變化，及時調整給煤量，并保持合適的風煤比和料層厚度，使床溫維持在最佳的范圍內運行。在850℃～910℃的范圍內，床溫的提高與鍋爐的效率成正比。溫度的控制與燃料的特性有關，有的電廠要求溫度可以高到950℃，只要控制并保證床層不結焦。按照環保要求，如果是高硫燃料，床溫運行在800—850℃，可達到脫硫劑的最佳使用效果。如果煤質較好，可以將燃料溫度適當提高，提高主循環回路的燃燒效率。運行中鍋爐負荷發生變化時，要及時按變化趨勢相應調整給煤量，維持正常的汽壓和床溫。

2蒸汽與水參數

主蒸汽溫度每降低10℃，相當于煤耗增加0.03%。對于10MPa一25MPa、540℃的蒸汽，主蒸汽溫度每降低10℃，將使循環熱效率下降0.5%o，汽輪機出口的蒸汽濕度增加0.7%o，不僅影響了熱力系統的循環效率，而且加大了對汽輪機末級葉片的侵蝕，影響汽輪機的安全經濟運行。解決的方法是提高熱控自動投入率，防止減溫水調節閥門內漏。

3給水溫度

給水溫度是指汽輪機高壓加熱器的出口水溫。給水溫度的先進目標為設計值。給水回熱系統由低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器等組成。采用給水回熱后，提高了進入鍋爐的給水溫度，減少了排人凝汽器的蒸汽量及其潛熱損失，提高了循環熱效率。給水溫度每降低10℃，煤耗約增加0.5%。為使高低加熱器能全部投入運行，最大限度地提高給水溫度，應采取以下措施：

（1）提高加熱器的檢修質量，保持加熱器的清潔，降低加熱器的端差;

（2）消除加熱器旁路門和隔板的泄漏現象，防止給水短路;

（3）保證加熱器疏水器正確動作，維持加熱器疏水在最低水位，防止疏水積存淹沒銅管;

（4）消除低壓加熱器的不嚴密性，防止空氣漏入。

4排煙溫度

排煙溫度是鍋爐運行中可控的一個綜合性指標，其主要決定于鍋爐燃燒及各段受熱面的換熱狀況，保持各段受熱面的清潔和換熱效果是防止排煙溫度異常、保證鍋爐經濟運行的根本措施。排煙溫度升高5℃鍋爐效率降低0.2%左右，煤耗升高0.6璣w·h。具體的措施是：保證人孔門和保溫層的嚴密性，減少漏風;合理控制氧量，流化床的標準是3.0%;定期進行吹灰。

5灰渣含碳量

灰渣含碳量表示從尾部煙道排出的飛灰或者是從冷渣器中排出的干渣中含有的未燃盡碳的量占飛灰量或者是渣量的百分比，主要與燃煤特性、煤粒大小、爐膛溫度、物料循環程度等有關。在運行過程中，煤粒的大小是影響灰渣含碳量的主要因素。針對所燃用的煤種，要合理調節分離器的分離效率，盡可能保證循環燃燒，提高燃盡程度。運行中的具體措施是：合理一、二次風配比，在保證流化前提下，盡量減少一次風、增加二次風;在流化良好、排渣正常的情況下，可適當提高爐床差壓;加強煤炭破碎設備的維護;提高旋風分離器的分離效率;適當提高床溫，控制在900℃左右。

結束語

循環流化床鍋爐作為一種新型的燃料設備，其對低熱值燃料的高效利用以及循環燃燒、再利用的特點，在節能環保方面有著很大的優勢，對我國目前的節能發展建設有著重要意義，但目前我國的循環流化床鍋爐在節能方面還存在很多問題，因此需要不斷對其進行優化。

參考文獻

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（作者單位：中煤大同能源有限責任公司電廠）