淺析350MW超臨界循環流化床鍋爐技術

摘 要：隨著社會生產力的不斷提高，對于工業生產的效率和設備性能的要求也逐漸提高，350MW超臨界循環流化床鍋爐技術融合實現了火力發電技術的創新，因此，文章從技術可行性分析入手，聯系實際，研究了350MW超臨界CFB鍋爐關鍵技術。

關鍵詞：350MW；超臨界；循環流化床；鍋爐技術；研究探析

前言

我國火力發電主要依靠鍋爐進行生產，傳統的生產技術和鍋爐設備不僅限制了生產效率，同時對煤粉的利用率低下也影響了火力發電事業的發展，只有從技術層面加以創新，將350MW超臨界CFB鍋爐技術融合，才能促進我國火力發電事業的現代化發展。

1 技術可行性淺析

隨著我國工業技術的不斷發展，在火力發電的設備上，逐漸朝著更加低成本、低消耗、高效能的方向發展，而超臨界CFB鍋爐的生產和使用以其先進的技術、價格低廉的原材料極大程度的促進了我國工業現代化的發展，而350MW規格的超臨界鍋爐相較于過去600MW極大程度地改善了調峰性能，而CFB鍋爐技術在我國有著廣泛的應用，在實踐中不斷對技術進行革新，使得兩種技術的結合具有了成熟的條件，使得兩種技術的融合具有較強的可行性[1]。

350MW超臨界鍋爐的工作原理是利用爐里外的溫度差，在爐內熱流形成的同時，根據水冷壁的冷卻能力，達到火力發電的目的。而350MW超臨界循環鍋爐技術最大的特點在于有效的降低了爐里的溫度，使得熱流密度降低，有效地增加了水冷壁的冷卻能力，另外，CFB鍋爐的溫度主要集中在爐底，隨著生產原料濃度的逐漸增加，熱流曲線會在鍋爐內部過于集中，影響了安全生產，同時，熱流曲線的形成與鍋爐內部的空間有直接的聯系，鍋爐空間內部越小，增熱流曲線越明顯，極大程度地限制了生產和加工。將350MW超臨界CFB鍋爐技術相融合，能夠增強對熱流趨向變化的控制力度，同時爐里的溫度較低，也為水冷壁的作用提供了發揮空間，促進了工業技術的現代化發展。另外，對溫度的控制是技術融合的要點，CFB鍋爐能夠實現低溫燃燒，相較于傳統的鍋爐技術，CFB床鍋爐增強了對煤粉的燃燒能力，不僅提高了生產原料的利用率，同時也減少了對資源的浪費，而350MW超臨界鍋爐使得熱流均勻分布，實現了煤粉的完全燃燒，使得350MW超臨界CFB鍋爐具有清潔功能，使得工業生產和加工符合我國綠色經濟發展的要求[2]。

2 關鍵技術

2.1 水動力安全性

在超臨界鍋爐中，它的水動力安全性是進行鍋爐設計首要考慮的最為關鍵的問題。因CFB鍋爐其自身所固有的特征，因此在正常運行過程中，鍋爐內會利用較多的循環灰對水冷壁進行沖刷。所以無法使用煤粉爐所采取的螺旋管圈形式的水冷壁結構，僅能采取垂直管圈的水冷壁結構。此外，要滿足爐內流化和防磨的要求，因此，在350MW的超臨界CFB鍋爐中，采取中、低流速的水冷壁方案。

在該超臨界CFB汽水系統展開了壓力與節點的劃分。將整個系統規劃為57個水流量回路。對大量非線性方程展開直接求解的方式，得到BMCR負荷以及75%和30%的BMCR負荷之下的各個回路中的流量以及節點壓力分布，經過計算后，得到的結果表明，采取低質量流速的垂直管圈，在3個負荷之下的管內外的壁溫、鰭端溫度以及中間點溫度都在管子正常使用的范圍內，鍋爐在運行過程中可以保證其安全可靠。

2.2 啟動系統

鍋爐通常配置有容量是30%B-MCR啟動系統，從而和鍋爐水冷壁中的最低直流負荷內的質量流量進行匹配。目前我國的超臨界鍋爐通常使用的啟動系統，能夠采取的均是含有再循環泵地啟動系統，或者采取具有大氣擴容器的啟動系統，當前時期，這兩類啟動系統均在我國有著較為成熟的運行業績。其中具有帶循環泵啟動系統，擁有工作質量以及熱量回收效果較好的優勢，而且對于除氧器的設計沒有要求，適用于周日停機以及兩班制的運行方式。但是其具有操作復雜、運維要求高、投資較大、循環泵控制困難等缺點。而大氣擴容器式啟動系統，則具有投資少、操作簡單、易于實現自動化、系統簡單、維護工作少等優勢，然而其啟動時消耗的燃料較多，熱量的回收較為困難。因此在選擇時可以根據實際情況進行相應的選取。

2.3 緊急補給水

對于CFB鍋爐，因其水容積相比較小，處于工廠用電導致提用的情況下，鍋爐內和熱回路中存在的大量物料會把熱量向尾部包墻和水冷壁等受熱面進行傳遞，此外鍋爐能進行補水，要想使受熱面能夠獲得足夠的冷卻，要設置有緊急補水系統，但是因為我國的鍋爐通常不會安裝外置床系統，所以緊急補水量無需與引進型的亞臨界鍋爐那樣大。

緊急補水泵的驅動方式為柴油發動機進行驅動，一旦過路的主給水泵無法工作時，或者冷卻水循環發生異常事故的情況下，該泵將會啟動，并對鍋爐進行給水，從而保護鍋爐內部的受熱面。由于此系統在建設之初需要大量的投資，平時的運行維護擁有較大的工作量，因此就算電廠沒有發生停電狀況下，依然要常常對其進行暖泵。

2.4 SNCR脫硝

因CFB鍋爐采取的是分級燃燒，因此一次風將從爐底輸送，而二次風則從爐膛下部分的2層通入爐膛內，經過對一、二次風通入量比例的控制以及對不同層的二次風量進行控制，從而控制鍋爐內燃燒情況以及氮氧化物的生成量。在CFB鍋爐中，通常可以將爐膛出口處氮氧化物排放量能夠控制在200mg/Nm3之下。所以在CFB鍋爐煙氣回路之上安裝SNCR脫硝設備，便可以符合國家有關于環保方面的要求，即100mg/Nm3之下的要求。

在實際中使用SNCR技術時，需要考慮到很多的因素，如系統內各個點上溫度的集合，使用還原劑的時間，還原劑的別離成分等，這些因素都在一定程度上影響著脫硝工作的進行。而對循環流化床進行分析后可以發現，其具有低溫燃燒的特點，同時還可以利用離心力分離出氣體中的雜質，因此，就要加強對還原劑加入口的選擇，保證選擇的加入口更加的合理，在一般情況下，選擇的是設備的煙道入口。在使用SNCR進行脫硝時，需要較高的溫度，要求其在850～1050的范圍內，而在CFB鍋爐在工作的過程中，也對溫度進行了一定的規定，而規定的溫度也在該范圍內，因此，該技術完全的符合CFB鍋爐的使用。

3 結束語

綜上所述，350MW超臨界CFB鍋爐技術的融合切實地發揮出了循環流化床技術的特點，增強了鍋爐的使用功能，同時結合了超臨界技術，實現了對溫度的有效控制，不僅降低了生產成本，同時提高了鍋爐的使用效率，促進了我國火力發電的發展，促進了生產的現代化。

參考文獻

[1]楊豪駿，楊斌，何淵，等.FPW法測量330MW循環流化床鍋爐火焰溫度及輻射率[J].動力工程學報，2016，2（2）：123-129.

[2].程偉，宋剛，周旭，等.350MW超臨界循環流化床鍋爐啟動運行控制研究[J].東方鍋爐，2015，4（4）：11-15.

[3]馬睿，楊雪松，周稀源.600MW超臨界循環流化床機組RB控制策略[J].中國電力，2015，12（12）：91-95.

[4]劉鎖清，宋進玲，張妍.350MW超臨界循環流化床鍋爐床溫動態仿真研究[J].計算機仿真，2016，1（1）：142-145+170.

[5]李傳永.350MW超臨界循環流化床電廠熱經濟指標優化[J].價值工程，2014，6（18）：44-45.