循環流化床鍋爐技術的現狀及發展前景

潘獻軍

摘 要：通過對目前的循環流化床鍋爐技術進行分析，得出循環流化床鍋爐技術的發展前景，不斷的采取有效的措施對我國的循環流化床鍋爐技術中各方面的技術內容進行改進，從而使得循環硫化床鍋爐技術能夠得到進一步的發展和應用。

關鍵詞：循環流化床；鍋爐；現狀；發展

引言

現階段，煤炭燃燒的主要應用爐型就是循環硫化床鍋爐技術，該鍋爐技術的應用，使得煤炭實現了清潔燃燒的目的，同時，該鍋爐技術在實際的應用中，還具有適應性強以及調節范圍大等諸多的應用優勢，這就使得該鍋爐技術逐漸受到了相關人員的青睞。

一、循環流化床鍋爐技術的發展現狀

迄今為止，流化床鍋爐技術經過了50多年的發展，已經初步成熟，基本能滿足工業生產的需要。循環流化床鍋爐技術是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎上發展出來的較為先進的技術，在這之前，舊鍋爐的改造和新鍋爐的研發為此提供了數據和豐富的經驗。

在將流化床鍋爐技術投入使用的初期，由于國家的經濟和科技發展還有一定的缺陷，這一階段的任務主要是工廠舊鍋爐的改造，在此基礎上發展出了鼓泡床鍋爐（沸騰爐）。鼓泡床鍋爐的煤炭利用率很低，對環境污染較為嚴重。隨著國民經濟的發展，流化床鍋爐技術進入了新階段，對鼓泡床鍋爐進行技術革新和升級，提高了燃料利用率，并在此基礎上研發出了新型鍋爐，進一步提高了生產效率。近年來，循環流化床鍋爐技術進入了工業生產領域，使得我國的工業生產發展突飛猛進，生產效率急劇提高，對生態環境的危害大大降低。目前，在研發工作人員的努力下，循環流化床鍋爐技術被大規模應用，由此可見，該技術的發展前景十分廣闊。

二、運行分析

2.1 給煤量調節

給煤泥量多少是和鍋爐負荷相適應的，不同洗選煤泥，煤泥量也發生相應變化。一般，在增加負荷時，是先加風，后加煤泥；而在減小負荷時，應先減煤泥，后減風，以減少燃燒損失。因煤泥有結團燃燒的特點，采用了從爐膛頂部的高位給煤，以延長水分蒸發時間和揮發份的析出，避免顆粒團粘性過大，粘連床上物料。從運行來看，不同水分的煤泥，同樣給煤量，整個爐膛溫度場變化不同，試驗表明，水分對煤泥結團強度影響較大，過高或過低水分都會使凝聚團強度降低。強度較低，細顆粒增多，中上部溫度變化較明顯；強度較高，底部密相區溫度變化較明顯。前墻三臺給煤機做為備用。為保證燃燒穩定，一般規定進入爐膛的煤泥含水量控制在28%～32%之間。鍋爐正常運行中，通過調整煤泥泵的泵送次數控制燃料量，如煤泥泵突然故障，燃料中斷，氧量表指示將升高，爐膛出口負壓增大，床溫略有下降（特別是爐膛出口溫度下降較快），此時，可以啟用備用給煤機，采用沖量調節法調節穩定床溫。

2.2 風量調節

1） 一次風量的調節。一次風的主要作用是保證底部床料處于良好的流化狀態，提供一定流化風速，為爐膛底部燃燒提供部分氧氣。一次風量的調整一般依據負荷量的要求來調整，但一般不能低于運行中所需最低運行風量（此爐型一般保持在32000～42000m3/s）。風量過低，床料不能正常流化，影響鍋爐負荷，還可能造成結焦；風量過大，爐膛下部難以形成穩定燃燒的密相區，增加了鍋爐內、外循環，使各受熱面磨損加劇，風機電耗增加。如風量突然增大過多，還可能出現吹穿、溝流等現象，在爐膛差壓高的情況下，會因大量細灰進入返料，造成返料器堵塞事故。

2） 二次風量調節。二次風分三層進入爐膛，一是補充燃燒所需空氣，二是擾動作用，加強氣、固兩相混合，三是改變爐內物料的分布。二次風的調節與負荷和燃料特性有關系，一般情況下，鍋爐并爐前期才啟用二次風機，用以提高蒸汽溫度，隨著負荷增加相應增加二次風量。在穩定工況下，一、二次風的比例在6∶4，如果煤泥灰份大，為了增加中上部的燃燒份額，可適當提高二次風比例。運行中發現，此種工況下的調節，可以使爐膛出口溫度穩定在850℃以上，爐膛內上中下溫度差在50℃左右，溫度場比較均勻，鍋爐負荷最高可達85t。

2.3 料層高度的調節

維持相對穩定的床層高度是CBF 鍋爐安全穩定運行的關鍵因素。使用DCS （分散控制系統） 系統，可以通過策略（風室壓力- 密相層上部壓力） 在微機上直接顯示料層差壓，料差過高或過低都會影響流化質量，甚至引起結焦。因為煤泥凝聚結團性，分裂后顆粒度較小，容易揚希夾帶，所以此爐型的另一大特點就是不排渣連續運行，煤泥發熱量高時，鍋爐可連續1～2 天不排渣，料層也許還有下降的可能。為穩定運行，保證床料合理的顆粒度要求，確保鍋爐在異重流化下燃燒，公司選用煤矸石作為床料進行添加，其在床內劇烈翻滾運動，可以將大凝聚團碰碎和磨損，還原成細灰粒，提高了燃盡程度，保證了很高的燃燒效率。運行人員根據需要，隨時保持料差高度在要求范圍內（一般在7200Pa～9200Pa 之間）。

2.4 爐膛差壓

燃燒室密相層上部區域與爐膛出口之間的壓力差稱為爐膛差壓，它是一個反映爐膛內循環物料濃度量大小的參數。分離器效率高時，燃用高灰份的煤泥時爐膛差壓會較高，運行時一般控制在800～2000Pa之間；超過2000Pa 可從返料放灰管中放掉部分循環物料以減少返爐膛內的返料量。運行中，盡量建立并保持較高的爐膛差壓，因為爐膛差壓越大，爐內傳熱系數越高，爐膛內溫度場越均勻，鍋爐負荷越高。差壓過低，細灰量少，無法把密相層的熱量帶到鍋爐中上部，床溫就會偏高，加不上煤泥，帶不起負荷。爐膛差壓高低還是反映返料裝置工作是否正常的參數，當返料裝置堵塞，返料停止后，爐膛差壓會突然降低，甚至為負，運行中要格外注意。

三、循環流化床鍋爐技術的發展前景

3.1向超臨界、大型化方向轉變

循環流化床鍋爐現有的技術基礎基本能適應工業生產的需求，但對未來國家經濟的發展還不能完全跟上腳步，勢必要進行更高程度的技術革新。由于循環流化床鍋爐自身的燃燒特性，未來的鍋爐技術將朝著超臨界、大型化的方向發展。一方面，相對煤粉爐來說，循環流化床鍋爐爐膛內的溫度要低得多，鍋爐向超臨界方向發展能夠有效地調節水冷壁溫度。另一方面，循環流化床鍋爐床體的固體傳熱系數與鍋爐的溫度成反比，這樣的熱流分布特點有利于水冷壁的溫度控制。

3.2深度脫硫與脫硝

低溫燃燒是循環流化床鍋爐獨有的特性，這一優勢使得燃料燃燒的產生的副產物NOX含量相對較低。但就目前的發展形勢而言，國家對環境保護問題愈加重視，未來必將對污染物的排放標準提出更加嚴格的要求。因此，循環流化床鍋爐技術必須在現有的技術基礎上更上一層樓，才能更好地適應生產發展的需求。

3.3實現能源綜合性利用

煤炭等鍋爐生產應用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺問題十分嚴重，因此，如何實現能源的綜合性利用是循環流化床鍋爐發展面臨的一個技術難題。一方面，依靠現有的技術水平，研發人員可以考慮將部分低級能源想辦法利用起來，減小主要能源短缺帶來的生產壓力。另一方面，當前階段，循環流化床鍋爐燃燒燃料產生的大量灰渣還沒有一個很好的處理方式，就目前來看，這一問題擁有更加廣闊的發展前景，留給我們的還有很大的思考空間。

四、結束語

綜上所述，循環流化床鍋爐具有燃料的適廣性、有較高的燃燒率、污染物的排放濃度點相對較低等優點，因而循環流化床鍋爐的研究和開發在我國具有很好的發展前景，擁有很多發展機遇。

參考文獻：

[1]楊永恒.循環流化床鍋爐技術的現狀及發展前景[J].機械管理開發，2017，32（07）：151-152.

[2]管雨荷.我國循環流化床鍋爐技術的現狀及發展前景[J].化工管理，2014（26）：132.