論循環流化床鍋爐節能降耗

呼利軍，劉誠誠

（陜西北元集團錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

0 引言

我國在幾年前就提出了建立資源節約型社會的口號，盡管我國地大物博，煤炭資源較豐富，但隨著用量的不斷增加，煤炭作為不可再生資源也會面臨短缺的威脅。而火電廠是煤炭利用率較高的企業，應在節能降耗方面引起經營者的重視。循環流化床是最近這些年興起的新燃煤技術，其具有適應性強，效率較高，環境污染較小的特點，已經被很多火電廠應用到了具體的生產活動中。但同時我們也應該看到循環流化床的耗電率較高、耗煤率較高的特點，為了更好地節約資源，應對循環流化床鍋爐的技術進行改進和更新，因此對循環流化床的節能降耗研究具有十分重要的意義。

1 循環流化床鍋爐概述

循環流化床鍋爐采用的是半懸浮的燃燒方式，其特點是流態化燃燒，更好地結合了懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒的特點。半懸浮的燃燒方式無論是在國內還是在國外都獲得了一定程度的認可，也是目前效果較好的潔凈煤燃燒技術。循環流化床鍋爐有著原材料適應性高、脫硫效果較強，氮氧化物排放率低，調節方便等優勢。其脫硫原理是石灰石和燃料進行循環燃燒，長時間后會使石灰石越磨越細，到達一定程度后會從分離器中飛出，在此過程中，爐內溫度可達到900 ℃左右，既可以充分分解石灰石，又可以有效抑制硫化物的生成，達到更好脫硫效果。

2 循環流化床鍋爐特點

2.1 循環流化床鍋爐煤炭燃燒率高

循環流化床采用的是動態流態化燃燒，許多灰粒子在爐內進行穩定的循環，而新加入的煤炭資源只占用床料的很小部分，這就使爐內的熱量交換較為充分，更好、更高效地讓煤炭預熱和著火。對于未燃燒充分的煤粒子來說，通過反復循環增加了煤粒子在爐內的停留時間使其可以多次參與熱量交換，從而達到充分燃燒的目的。循環流化床適應原材料性能也比較強，無論是高硫煤、洗中煤還是煤矸石等都可以使其充分燃燒，提高資源的利用率。

2.2 循環流化床鍋爐調節性較強

由于灰粒子在循環流化床鍋爐內進行高溫循環，儲存的熱量較多，可以使爐內的溫度保持在一個平穩的水平上，當新煤炭加入后為其迅速預熱和著火提供熱量供應，因此循環流化床的負荷可以非常低，從而有利于對負荷進行更好的調節。當循環流化床負荷發生變化時，通過調節給煤量和流動速度就可以對負荷進行相應的調節。

2.3 循環流化床對環境污染小

循環流化床既可以對煤炭進行脫硫，又可以進行脫氮。可以說循環流化床一個很重要的優勢就是可以高效脫硫脫氮，從而達到保護環境的目的。煤粉爐內溫度過高會導致煤焦煤渣過多而影響脫硫脫氮效果，爐內溫度過低又會使熱量損失，達不到煤粉充分燃燒的目的。而循環流化床因其內部溫度一般在900 ℃左右，可以為煤炭脫硫處理提供最合適的溫度，通過加入脫硫劑比如石灰石等，使脫硫效果可以達到90%左右[1]。循環流化床鍋爐內溫度不算太高又采用分級送風，在對煤炭進行燃燒的過程中可以充分抑制氮氧化物的生成。通過這種方式可以有效實現脫硫脫氮，使得對大氣環境污染減少。

2.4 循環流化床可提高資源利用率

鑒于循環流化床低溫燃燒且又充分燃燒的特點，使得鍋爐的灰渣中碳含量較低，活性較好，可以用來為其它行業提供原材料，比如用于摻合料、建筑材料等，一方面提高了資源的利用率另一方面又為火電廠增加了經濟效益。

3 提高循環流化床節能降耗能力的措施

循環流化床有著許多的優勢，也成為了目前最主要的燃煤方式，但同時也應注意到循環流化床的劣勢，因其輔機功率大、耗電多，使得火電廠的用電率急劇上升，既不利于火電廠控制成本又不利于資源節約，所以應加強對循環流化床節能降耗措施的實施力度。

3.1 降低循環流化床鍋爐停爐頻次

鑒于循環流化床的運行特點，一旦異常停爐，會給火電廠帶來嚴重經濟損失，從而影響其余行業的電力供應情況。在停爐后的啟動階段，應控制爐內床料的厚度，如果厚度值過高會導致柴油消耗較正常運行高，多利用燃燒器的升溫速度特點對啟動速度進行調節和控制，當溫度符合投煤條件時，馬上進行煤炭投入處理來降低啟動過程中的能源消耗[2]。當循環流化床鍋爐在正常運行時，相關操作人員要密切關注各指標參數，一旦發現問題及時整改，把隱患防范于未然，加強對設備的日常保養和維修力度，通過這種方式來盡可能減少因停爐給企業帶來的經濟損失，同時還可以達到節能降耗的目的。

3.2 對循環流化床鍋爐的各參數指標要正確控制

鑒于循環流化床的構造特點和運行方式，其對于風量的要求遠高于傳統的煤粉爐。風量中的氧氣是煤粉進行燃燒的必要條件，控制好床壓、總一次風量、床料厚度是提高循環流化床鍋爐節能降耗能力的有效途徑。對風量的控制要以燃燒中最合適的風煤比為基準來進行。相關技術人員要根據本廠的實際情況科學的計算出相關指標，在生產過程中嚴加控制。同時在年度大修時，要對鍋爐風量測定元件進行標定。對一次、二次風量以及總風量通過熱質式流量計進行準確標定，之后利用修正熱工測量系統對標定結果進行控制，來達到自動調節的精準性。對循環流化床鍋爐的床溫也要進行控制，通過外置床錐形閥開度來調整控制床溫在800 ℃左右，此溫度可以使燃燒更加充分，效率更高，旋風分離器入口煙溫不能過高，否則會使耐火材料損毀。一旦煙溫異常會導致回料錐閥開度兩側的減溫裝置出現異常，控制好煙溫也可以實現節能降耗的目的。

3.3 對碎煤機的工作狀態及時調整

碎煤機工作狀態的良好與否直接決定著煤炭資源能否得到充分利用。在對煤炭進行燃燒之前，要利用碎煤機對煤炭進行粉碎處理以達到更好地控制煤粉顆粒大小的目的，同時要均勻分配煤粉粒，此階段的工作得不到保證，會導致煤粉粒不符合設備對顆粒度的要求。一旦大顆粒物料產生堆積會加大料層阻力，從而導致床溫升高，給排渣帶來較大的影響，造成煤渣中碳含量較高，不利于煤渣的再次利用。而當煤粉顆粒較小時，會使煤炭燃料進入返料器，導致結焦現象的出現和排煙系統溫度升高，一方面會增加資源的浪費程度，另一方面會引發安全事故。因此操作人員要密切觀察碎煤機運行時的狀態，并對其工作狀態及時調整，一旦發現煤炭入爐顆粒度不符合要求，要及時通過設備或人工進行顆粒度調整。另外，在碎煤機使用過后，要及時調校各項技術參數防止其出現偏差，從而使資源得到合理利用。

3.4 嚴格對排煙溫度進行控制

對于火電廠節能降耗工作來說，要嚴格做好排煙溫度的控制。因為排煙系統的熱量損失是最主要的一項資源浪費，通過控制排煙溫度可以較好地控制排煙系統的熱量損失。一般來說排煙溫度每升高12 ℃就會導致熱量損失增加1%。因此要嚴格控制排煙溫度，可以通過在出口煙道增設低溫省煤器，來達到降低排煙溫度的效果，從而較好地防止了熱能損失，同時要控制好其進水溫度，防止低溫帶來的腐蝕現象。

3.5 對灰渣含碳量進行有效控制

灰渣是一項可供其余行業利用的重要原材料，可以為火電廠節省運行成本。灰渣的含碳量是評價燃燒是否充分和資料是否得到充分利用的關鍵依據。灰渣含碳量與爐內溫度、煤炭特性以及煤粉粒大小息息相關，在實際控制中可以通過調整煤粉粒大小來提高燃燒的充分性，從而使灰渣含碳量降低；合理的調節分離器，對一次、二次風量進行控制，減少一次進風量同時增加二次進風量，適當提高爐床壓差等都可以使灰渣的含碳量降低。

3.6 對冷渣器和補水率進行有效控制

冷渣器對于節能降耗也有著重要的作用，其可以改善流化質量，促進原料充分燃燒。火電廠可以對冷卻水進行處理，使凝結水溫度升高，同時降低排渣溫度，將渣中的溫度用于返風。對補水率也要進行控制，最好到3%以內，保持補水率的穩定，補水率的變化會使煤耗增加。先提高補水量使凝結器在較高水位運行，之后關閉補水閥門調節疏水量，再計算補水率是否在3%以內，如果沒有甚至遠超于這個數值，說明可能有內漏現象的發生，此時要對設備進行及時檢查并維修。

4 結語

為了火電廠的效益可以進一步提升，在循環流化床鍋爐運行時，要利用各種方法來提高資源的利用率,實現其節能降耗，一方面可以實現火電廠的資源合理配置，另一方面可以促進火電廠穩定健康發展，對循環流化床節能降耗的研究意義非常深遠，希望有后來者繼續對此展開深入研究。