循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造概述

石斌

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 江蘇 南京 210000

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)快速發(fā)展，以及社會化進(jìn)程加速，對能源尤其是電能的需求與消耗呈現(xiàn)與日俱增的態(tài)勢。雖然我國三峽大壩等水利設(shè)施投入使用，風(fēng)能、太陽能等清潔能源處在高速發(fā)展階段，但使用煤炭等化石能源的熱電廠生產(chǎn)電能仍然是我國電能占比最多的發(fā)電方式，比例已經(jīng)超過60%，發(fā)電量甚至超過70%，這與我國工業(yè)化起步晚等歷史原因存在著較大關(guān)系。火力發(fā)電是以煤炭為主，在煤炭燃燒過程中存在燃燒率低、能耗高等諸多問題，尤其是產(chǎn)生的廢氣、廢渣對環(huán)境污染造成的損失更是不可估量。所以，如何最大程度降低火電廠能耗和污染問題一直都是急需解決的重大難題。本文對火電廠鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中存在的節(jié)能和環(huán)保問題進(jìn)行了分析，并針對鍋爐汽輪機(jī)在節(jié)能環(huán)保方面提出了解決對策。

1 循環(huán)流化床鍋爐的特性分析

循環(huán)活塞混合氣體試驗(yàn)。氣態(tài)燃料與單相電流相比，熱容量增加10倍，燃燒特性非常穩(wěn)定。循環(huán)鍋爐的溫度分布非常均勻，有助于燃燒傳熱和提高燃燒效率；循環(huán)流化床燃燒效率超過98%。CFB鍋爐具有低燃燒策略，允許向加熱爐高燃燒高度，允許分層燃燒。分類燃燒有效地減少了氮氧化物的產(chǎn)生，減少了空氣污染。CFB鍋爐的性能優(yōu)勢在于兩個主要領(lǐng)域:第一，燃料具有適應(yīng)性，可以與通常難以適應(yīng)的劣質(zhì)燃料一起使用。二是負(fù)荷調(diào)節(jié)力較強(qiáng)，由于爐內(nèi)循環(huán)較多，爐內(nèi)溫度較高，從而使燃燒參數(shù)保持穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了較高的耐受性[1]。

2 循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用現(xiàn)狀與必要性

發(fā)電廠散熱器能耗低、使用效率低的問題是改善和優(yōu)化電力供應(yīng)不平衡和散熱器利用率低的有效方法，因?yàn)椴捎霉?jié)能技術(shù)運(yùn)行鍋爐。發(fā)電廠的生產(chǎn)對生活生產(chǎn)力和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是必不可少的，實(shí)施發(fā)電廠運(yùn)行中的節(jié)能方案有助于綠色經(jīng)濟(jì)。發(fā)電廠能源消耗技術(shù)也是對國家政策呼吁的回應(yīng)，不僅要滿足能源節(jié)約的基本需求，還要提高發(fā)電廠的生產(chǎn)力。發(fā)電廠鍋爐采用節(jié)能節(jié)能技術(shù)，確保鍋爐安全運(yùn)行，同時降低能耗。采用節(jié)能技術(shù)操作散熱器和散熱器，是最大限度地提高發(fā)電廠節(jié)能效益、保護(hù)國家環(huán)境發(fā)展、減少煤炭資源損失的實(shí)用方法。電廠運(yùn)行中應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)已成為電廠生產(chǎn)的重要發(fā)展方向。節(jié)能技術(shù)降低了鍋爐運(yùn)行中發(fā)電廠的能耗，提高了鍋爐效率，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展[2]。

3 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中節(jié)能增效策略

3.1 輔機(jī)節(jié)能技術(shù)

輔助能源技術(shù)結(jié)合鍋爐運(yùn)行的事實(shí)，提高了節(jié)能二級系統(tǒng)的性能，降低了鍋爐運(yùn)行時的能耗。利用水力中心風(fēng)扇提高鍋爐的能效。以水力為中心的風(fēng)扇工作，可提高第二個系統(tǒng)中風(fēng)扇的工作效率，同時降低能耗。對輔助電源節(jié)能方案不斷進(jìn)行優(yōu)化完善，應(yīng)用于鍋爐實(shí)踐中，定期分析和討論輔助電源節(jié)能效果。在助推器節(jié)能技術(shù)中，靜液風(fēng)機(jī)影響助推器節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用，使助推器節(jié)能系統(tǒng)中的通風(fēng)機(jī)技術(shù)不斷改進(jìn)，提高了助推器的效率。

3.2 加強(qiáng)鍋爐汽輪機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究

鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)是火力發(fā)電單元的重要組成部分，具有多輸入/多輸出、非線性和強(qiáng)耦合等特點(diǎn)。加強(qiáng)鍋爐汽輪機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究，對實(shí)現(xiàn)精確操作、降低人為誤差及降低勞動強(qiáng)度等具有重要作用。因此，可針對鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計終端滑模控制器和魯棒自適應(yīng)控制器，將控制系統(tǒng)分解成兩個小規(guī)模的子系統(tǒng)，然后分別對兩個子系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計，保證系統(tǒng)發(fā)生故障時仍能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 給煤裝置改造

燃煤鍋爐的主要燃料是原煤，鍋爐類型普遍是鏈條爐排鍋爐，傳統(tǒng)集美裝置向爐膛給煤過程中，原煤的塊、末煤會混合堆疊到爐排中，無法保障鍋爐進(jìn)風(fēng)的有效性，在鍋爐爐膛內(nèi)部氧氣供應(yīng)不充足的情況下，原煤很難進(jìn)行充分燃燒。為了進(jìn)一步優(yōu)化給煤形式，設(shè)計人員需要針對斗式給煤裝置進(jìn)行改造，實(shí)行分層給煤裝置，保障中塊、末煤在爐排中的均勻性、分散性，提升爐膛的整體進(jìn)風(fēng)量，為原煤燃燒提供足夠的氧氣、燃料空間，減少碳含量，提高節(jié)能的整體效果，降低污染物的排放量。

3.4 引進(jìn)多元化節(jié)能凈化技術(shù)

在鍋爐汽輪機(jī)的設(shè)計制造過程中，通過引入節(jié)能和環(huán)保多元化技術(shù)，優(yōu)化汽輪機(jī)的整體運(yùn)行工況，從源頭上實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保：一是將多齒蜂窩狀汽封技術(shù)引入到鍋爐汽輪機(jī)中，可以增強(qiáng)機(jī)器的流通性能，通過降低運(yùn)行阻力達(dá)到提升設(shè)備運(yùn)行效率的目的；二是將干冰清洗技術(shù)及工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)引入到鍋爐汽輪機(jī)中，干冰清洗技術(shù)可以利用干冰的低溫收縮功能清洗汽輪機(jī)中的油垢和煤垢，工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)可以利用低溫廢熱產(chǎn)生的能量帶動設(shè)備的運(yùn)行，減少電能損耗。

3.5 采用混合燃料提高燃燒效率

在循環(huán)流化鍋爐的運(yùn)行過程中，燃料是必不可少的，當(dāng)今使用的燃料大多是煤炭等不可再生資源，這些資源性價比相對新型能源較低，同時在燃燒過程中還會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。因此，可以采用一些生物能源來進(jìn)行輔助，使其和煤炭混合形成混合燃料，提高燃料的燃燒效率。其中較為常見的生物能源便是秸稈，這些秸稈難以處理便被直接焚燒，不但浪費(fèi)了大量的生物能源，還造成了嚴(yán)重的大氣污染。將秸稈進(jìn)行生物發(fā)酵處理后，可以生成烷烴等可燃性氣體，燃燒過程中不會出現(xiàn)有害氣體，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保發(fā)展[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代燃煤鍋爐生產(chǎn)、運(yùn)行過程中仍存在很多問題，相關(guān)部門必須正確認(rèn)識、了解這些問題，全面落實(shí)資源節(jié)約型環(huán)保友好型思想，針對燃煤鍋爐進(jìn)行節(jié)能環(huán)保改造，通過實(shí)行創(chuàng)新、改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保改造的預(yù)期目標(biāo)。