循環(huán)流化床鍋爐飛灰回燃技術(shù)及其應(yīng)用研究

韓爭 劉晨

摘要：流化床鍋爐系統(tǒng)中，回燃技術(shù)應(yīng)用是行業(yè)先進模式，并且技術(shù)應(yīng)用滿足經(jīng)濟效益和環(huán)保要求，對其進行分析具有實踐應(yīng)用價值。本文主研究流化床鍋爐飛灰產(chǎn)生原因，對爐膛高度和物料粒徑問題進行詳細說明，在此基礎(chǔ)上，對飛灰回燃技術(shù)的應(yīng)用途徑和效果進行重點論述，促使流化床飛灰回燃技術(shù)得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐飛灰;回燃技術(shù)

前言：隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，對發(fā)電企業(yè)流化床鍋爐飛灰回燃技術(shù)進行研究具有重要意義，可提升鍋爐系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與安全性，促使飛灰得到充分高效燃燒。實踐工作中，應(yīng)重視流化床鍋爐飛灰產(chǎn)生原因，對其進行控制措施應(yīng)用，使得飛灰得到降低，提升發(fā)電企業(yè)鍋爐系統(tǒng)運行和服務(wù)效率，以此降低生產(chǎn)成本。

一、流化床鍋爐飛灰原因

1.1爐膛高度

對流化床鍋爐飛灰技術(shù)進行研究，發(fā)現(xiàn)爐膛高度問題是影響飛灰含量的主要因素之一，需要對其進行分析。正常工況條件下，爐膛越高、內(nèi)部空間越大，則煤炭燃燒越充分，由此產(chǎn)生的飛灰較少。而爐膛較低，流化床鍋爐中的分離器裝置使用性能會降低，不利于對燃燒系統(tǒng)中細碳顆粒有效收集，出現(xiàn)燃燒不充分現(xiàn)象。實踐中，對發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)中的爐膛進行改造成本較高，并且影響鍋爐系統(tǒng)使用性能，使得燃燒過程中循環(huán)量與含碳量均出現(xiàn)降低[1]。

現(xiàn)階段，大部分發(fā)電企業(yè)致力于提升爐膛使用性能，采用飛灰回燃技術(shù)對流化床鍋爐系統(tǒng)進行優(yōu)化，使得飛灰達到二次燃燒標準。發(fā)電廠鍋爐爐膛的高度一般情況下在13m以下，在燃燒過程中，細碳顆粒在爐膛內(nèi)存留時間不會超過4秒，達不到充分燃燒規(guī)定的時間。因此，在日后工作中，應(yīng)重點加強飛灰回燃技術(shù)處理，對其中存在的問題進行改善，致力于達到充分燃燒條件。

1.2物料粒徑

此外，物料粒徑對鍋爐物料充分燃燒產(chǎn)生一定影響，目前我國發(fā)電企業(yè)采用的燃燒介質(zhì)為無煙煤，該種類型的煤炭燃燒時間較長，但是破碎程度大。然而，實際應(yīng)用中，無煙煤粒徑大于煙煤，其粒徑普遍在1mm之內(nèi)，造成大部分未能充分燃燒的細小顆粒排放至空氣中，容易造成污染，不利于環(huán)保理念落實。

為有效解決這一問題，需要利用回燃技術(shù)對爐膛內(nèi)的飛灰進行處理，達到環(huán)保排放標準。同時，需要重視技術(shù)升級，對回燃技術(shù)應(yīng)用效果進行評估，對于其中存在的不合理問題進行改善。實踐表明，利用飛灰回燃技術(shù)對鍋爐燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化，可有效提升內(nèi)部燃燒穩(wěn)定性，滿足充分燃燒條件、降低飛灰含量。針對企業(yè)而言，利用飛灰回燃技術(shù)可減少煤灰外運量，可節(jié)約發(fā)電企業(yè)成本支出，滿足經(jīng)濟效益和環(huán)保要求。

二、飛灰回燃技術(shù)應(yīng)用對策

2.1增加受熱面積

發(fā)電企業(yè)應(yīng)用飛灰回燃機，并且注重回燃技術(shù)升級，對流化床鍋爐飛灰問題進行治理，促使鍋爐系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也具有一定經(jīng)濟效益，可節(jié)約發(fā)電企業(yè)運行成本。實踐工作中，考慮到爐膛高度影響鍋爐飛灰，對其進行改造尤為重要，但是出于成本方面考慮，需要利用飛灰回燃技術(shù)，實現(xiàn)對爐膛受熱面的有效增加，達到充分燃燒條件，使得飛灰影響降到最低。

為達到預(yù)期目標，需要做好以下工作：一是添加封料泵，主要目的是加快飛灰流動、提高灰質(zhì)燃料的輸送效率。同時，也應(yīng)考慮到泵體輸送飛灰的管道不存在運轉(zhuǎn)零部件，因此，在使用過程中無需考慮磨損問題。并且應(yīng)用的風(fēng)機功率較低，操作簡單，技術(shù)應(yīng)用具有經(jīng)濟效益和環(huán)保效益雙重優(yōu)勢，因此，可對其進行推廣應(yīng)用，實現(xiàn)對目前鍋爐飛灰的有效處理。此外，可在鍋爐系統(tǒng)中增加抽氣裝置，防止粉塵彌漫，也可在設(shè)備閥門位置上安裝壓力調(diào)節(jié)裝置，促使鍋爐內(nèi)壓力值達到正常范圍，為發(fā)電燃料達到充分燃燒條件奠定基礎(chǔ)。實踐表明，對燃燒條件、煤料含碳量進行規(guī)范，保證碳氧結(jié)合完整，可提高燃燒效率。

二是，可添加過熱器，型號以三片式為主。考慮到循環(huán)流化床爐膛高度較低，其內(nèi)部燃料經(jīng)常出現(xiàn)無法充分燃燒的問題，倘若對爐膛內(nèi)溫度進行提升，可達到充分燃燒條件，由此降低飛灰發(fā)生幾率，提高發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)燃燒效率。以某發(fā)電廠為例，為增加鍋爐受熱面積，采用了規(guī)格為40*8，材質(zhì)為12CrlMoV的合金材料管，對其應(yīng)用效果分析可知，相關(guān)材料應(yīng)用不僅具有一定的耐高溫屬性，而且增加了鍋爐爐膛受熱面，技術(shù)應(yīng)用安全可靠[2]。為進一步提升燃燒效率，可對回燃系統(tǒng)進行改造，利用先進技術(shù)提升鍋爐飛灰循環(huán)效率，滿足經(jīng)濟環(huán)保要求。

2.2改造回燃系統(tǒng)

改造鍋爐飛灰系統(tǒng)的關(guān)鍵是優(yōu)化分離器和革新返灰系統(tǒng)。由于分離器在發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)中具有重要作用，因此，首先對分離器進行分析，分離器的使用可提高飛灰捕捉效率，以往循環(huán)流化床鍋爐分離器的進口寬度大部分在1200mm，而經(jīng)過技術(shù)更新，目前分離器的進口寬度可控制在900mm，相關(guān)優(yōu)化措施使用后，飛灰捕捉速度自原來的每秒22m，提高至每秒27m，使得鍋爐系統(tǒng)運行更加高效，有效治理飛灰含量較高問題。

利用飛灰回燃技術(shù)，對系統(tǒng)進行升級與完善，是目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)形式。對相關(guān)方面進行的改進，可提高鍋爐內(nèi)部的熱量值，由此將飛灰送入到爐膛進行二次燃燒，降低飛灰中的碳元素含量，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用提升了發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)燃燒效率，有利于先進技術(shù)合理應(yīng)用。為達到這一效果，發(fā)電企業(yè)可采用的方案總結(jié)如下：

一是更新飛灰輸送設(shè)備，例如應(yīng)用新型的輸灰泵，可實現(xiàn)對輸送灰量的無極調(diào)節(jié)，設(shè)備運行磨損率較小，并且具有運行維護成本低、使用性能良好的優(yōu)點。實踐表明，對返灰系統(tǒng)進行升級，有利于增加流化床鍋爐運行穩(wěn)定連續(xù)，滿足安全技術(shù)標準。對輸送設(shè)備進行完善，可提升煤灰輸送效率，防止煤灰在鍋爐系統(tǒng)中沉積，影響其正常使用性能。而且，煤灰增加也在一定程度上降低爐膛使用面積，影響飛灰燃燒效率

二是確保飛灰能夠二次燃燒，減少飛灰含量。實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，雖然飛灰問題無法得到根本解決，但是可將飛灰熱值降至1900Kcal/kg，并且將含碳量較多的飛灰輸送到爐膛的密相區(qū)，實現(xiàn)對飛灰的科學(xué)有效處理。經(jīng)過分析可知，通過對回燃技術(shù)應(yīng)用，循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率提高5%，不僅產(chǎn)生經(jīng)濟效益，而且符合行業(yè)內(nèi)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念。

2.3經(jīng)濟和環(huán)保效益分析

實際操作中，可通過對鍋爐設(shè)備調(diào)試，達到經(jīng)濟效益和環(huán)保要求。對設(shè)備進行調(diào)試也可實現(xiàn)飛灰充分燃燒，降低發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)成本。發(fā)電企業(yè)應(yīng)堅持效益優(yōu)先原則，在保證生產(chǎn)經(jīng)營指標達成的情況下，最大限度追求公司經(jīng)濟效益，與新時期企業(yè)經(jīng)營發(fā)展理念相一致。在循環(huán)流化床鍋爐升級改造中，利用先進回燃技術(shù)，有利于發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟效益實現(xiàn)，提升企業(yè)經(jīng)營能力。

以某發(fā)電企業(yè)為例，企業(yè)利用地理自然優(yōu)勢，對新技術(shù)進行研究，并且更新了發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)了電力裝機800萬千瓦，其中清潔能源所占比重達到70%，有效提升循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程的清潔化[3]。經(jīng)過對回燃技術(shù)應(yīng)用效果分析，發(fā)現(xiàn)其環(huán)保效果明顯，可在技術(shù)層面上全面提升發(fā)電企業(yè)競爭實力，應(yīng)用該技術(shù)具有含碳量較低、經(jīng)濟效益高和節(jié)能減排效益明顯的優(yōu)勢，其中最顯著的變化是發(fā)電企業(yè)鍋爐系統(tǒng)外排放煙霧量達標、外排灰渣數(shù)量降低等。

結(jié)論：綜上所述，為有效提升鍋爐系統(tǒng)中飛灰燃燒效率，采取以下方案，即增加流化床鍋爐燃燒受熱面積、利用先進技術(shù)對回燃系統(tǒng)進行改造，并且注重對技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益進行分析。實踐表明，流化床鍋爐回燃技術(shù)的合理使用，有效改善了鍋爐系統(tǒng)目前存在的飛灰含量高、治理效果不佳問題。

參考文獻：

[1]資靜斌，劉洪升，王學(xué)斌，等.循環(huán)流化床鍋爐純燒準東煤吹灰器選型及應(yīng)用研究[J].熱能動力工程，2020，35（05）：268-273.

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[3]韓峰，叢堃林，李清海，等.多流程循環(huán)流化床技術(shù)在綜合能源服務(wù)中的應(yīng)用[J].發(fā)電技術(shù)，2020，41（02）：104-109.