1、循环流化床锅炉的节能技术研究摘要：循环流化床锅炉是一种高效率、低污染的节能产品。在改善环境、充分利用一次能源资源、降低工程造价、促进电力工业可持续发展、提升电力工业和机械制造业技术水平等方面，具有重要的意义。其节能降耗的潜力巨大，本文通过科学分析影响循环流化床锅炉效率的主要因素，减少和避免非正常停机，寻求锅炉的最佳运行方式，以提高机组的整体运行效率。在达到节能降耗目的的同时，提高企业的经济效益和社会效益。 关键词：循环流化床锅炉；节能运行；锅炉风量；排烟温度 中图分类号：TE08 文献标识码： A 前言 能源是人类赖以生存和发展的基础，在我国的常规能源中，煤炭储量占 90%以上，这就决定了煤炭
2、是我国的主要能源，但是燃煤会产生大量的污染物，如粉尘、SO2、NOx、CO2 等。因此寻求新型、高效、低污染的洁净煤利用技术，开发新的燃烧设备成为当务之急。由于其具有燃料适应性广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节调节灵活、灰渣便于综合利用等优点，所以得到了迅速发展。但在实际运行中，循环流化床锅炉仍存在很多问题，如厂用电率高、飞灰含碳量高。文章对循环流化床锅炉提出了一些意见和措施，从而提高煤的利用率和减少厂用电率，从而达到节能减排的目的。 1.循环流化床锅炉的优缺点 循环流化床锅炉由于其独特的燃烧方式具有很多优点，如：蓄热量大，燃烧稳定，对燃料适应性广；炉内传热强，截面热强度高；低温燃烧，污染较
3、轻；锅炉设备占地面积少；流化床燃烧的灰渣可以综合利用。同样，循环流化床锅炉的运行中也存在很多缺陷和不足，循环流化床锅炉的缺点如下：飞灰含碳量高于煤粉炉；对固体颗粒分离设备的效率和耐磨性要求高；烟风阻力大，厂用电率高。 2.循环流化床锅炉耗能高的原因分析 对于循环流化床锅炉，为适应其燃烧方式的特殊性，在炉膛底部布置了高阻力布风装置，运行中锅炉密相区具有大量的高浓度、大颗粒的床料，为了使床料得到充分的流化，必须有高压头的一次风机提供流化风，循环流化床锅炉一次风风压是同等参数煤粉炉送风机风压的 23 倍，一次风机电耗较高。为了使炉膛内的煤得到充分燃烧，降低锅炉烟气 NOx物浓度，通过二次风机实现分段
4、送风，并要求二次风具有较高的穿透力，二次风机压头较高，二次风机电耗较高，炉内循环物料量大，飞灰浓度高，布置有旋风分离器，增加了烟气的流动阻力，引风机的压头较高，引风机的电耗也较高。大容量的循环流化床锅炉，为了降低飞灰可燃物含量，需要将电除尘一电场灰斗中的灰利用飞灰再循环系统送回炉膛，需要布置飞灰再循环风机；采用风水联合冷渣器的循环流化床锅炉，还需要设置冷渣器流化风机；大量物料在返料和炉膛等系统内循环，必须设置更高压头的返料风机。因此，循环流化床锅炉风机数量多、电耗高。3.循环流化床锅炉节能措施及效果 31 降低布风板阻力 循环流化床锅炉的布风装置包括风室、布风板、风帽和绝热保护层，其作用就是均
5、匀分布一次风。风帽是布风装置中关键的设备，它起到细分一次风的作用，其小孔速度是影响布风装置阻力的主要因素，也是影响流化床燃烧稳定性的关键因素。小孔风速越高，布风装置阻力越大，燃烧稳定性好，但是风机压头高，造成锅炉风机电耗高; 小孔风速越低，布风装置阻力越小，燃烧稳定性差，低负荷运行时容易产生床料流化不良、风室漏灰严重等问题。通常情况下，布风板阻力占炉膛总压降的 20% 25%，其目的就是为了确保床料的流化质量。循环流化床锅炉风帽有圆柱形、 “7”字形、 “T”字形、猪尾形、钟罩式和半球形卡箍式等类型。因圆柱形风帽具有布风较均匀、磨损较小、风室漏灰可能性小、结构简单等优点，可使更换周期变长，风室
6、漏灰问题也可以基本解决。布风板阻力降低，一次风机电耗降低。 32 降低入炉煤粒度，提高煤的利用率 虽然循环流化床锅炉具有燃料适应性广，与煤粉炉相比，制粉系统相对简单等优点，但由于循环流化床锅炉是宽筛分给料，给料的粒度分布对循环流化床锅炉的燃烧有很大的影响。实际运行中，循环流化床锅炉煤制备系统多数存在破碎设备难以保证锅炉要求的燃煤粒度，导致灰渣含碳量特别是飞灰含碳量偏高，从而影响锅炉的效率。以下对平均粒径对燃烧速率的影响作些分析。 当焦炭的平均粒径增大时，扩散反应速率 kd 是减小的，而随着扩散反应速率 kd 的减小，焦炭的燃烧反应速率常数 kc 是减小的，从而可知焦炭的燃烧反应速率 Rc 是减
7、小的。所以，随着平均粒径的增大，焦炭的燃烧速率是减小的，从而增加了颗粒燃尽所需的时间。虽然颗粒一次通过炉膛的停留时间也随颗粒的增大而增长，但停留时间增长的幅度较燃尽时间缓慢。粒径小于 0.09 mm 的颗粒（无烟煤）一次通过炉膛燃烧室时的停留时间大于其入炉至燃尽所需的总时间，因此能够被燃尽。而粒径大于 0.1 mm 的粒子（无烟煤）则由于其停留时间小于其燃烧所需总时间而无法被燃尽。其中分离器无法或没有捕捉到的粒子将飞出炉膛，来不及燃烧的部分则构成了飞灰含碳损失。个别大粒径的煤粒，在燃烧过程中，由于粒径大、燃烧反应表面积小，燃烧速度较低，燃尽时间较长，为了保证锅炉燃烧的正常床压而进行排渣，导致大
8、颗粒煤床内停留时间不足以保证其燃尽，造成排渣含碳损失，从而降低锅炉效率。 33 降低锅炉排烟温度 锅炉热效率是反映锅炉经济运行状况的一个综合性指标。要提高锅炉热效率，就必须努力降低各项热损失。一般情况下，排烟热损失在各种热损失中最大，可以达到 4% 8%，其大小不仅与锅炉烟气的热容积有关，而且与锅炉排烟温度关系紧密。在其他条件不变情况下，锅炉烟气总量越大，排烟热损失越高，排烟温度越高，锅炉的排烟热损失也越大。经验表明，排烟温度每升高 10 15，锅炉排烟热损失将增加 1% 左右，相当于锅炉热效率将降低 1%左右。降低锅炉的排烟温度有加装省煤器、普通管式空预器和热管空预器三种方式。其中热管预热器
9、具有阻力小、不漏风、安装空间小、防堵灰性能好等优点，是降低锅炉排烟温度的最佳选择 34 蒸汽与水参数 蒸汽温度每降低 10，相当于煤耗增加 O03。对于 l 0MPa25MPa，540的蒸汽，主蒸汽温度每降低 10，将使循环热效率下降 O5，汽轮机出口的蒸汽湿度增加 07。这不仅影响了热力系统的循环效率，而且加大了对汽轮机末级叶片的侵蚀，影响汽轮机的安全经济运行。解决的方法是提高热控自动投入率。防止减温水调节阀门的内漏。当然丰汽压力和再热器温度压力的偏差都对机组效率有一定的影响。合理进行 PID 调节参数，进行更为有效的自动控制是解决这类问题的重要环节。 总结 循环流化床锅炉虽然具有燃料适应性
10、广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣便于综合利用等优点。但在实际运行中仍存在一些问题。如与常规煤粉炉相比，循环流化床锅炉的磨损问题严重，且存在灰渣含碳量特别是飞灰含碳量过高等问题，它不仅会影响灰渣的综合利用，而且会使锅炉效率严重降低，从而达不到设计值。要在充分利用循环流化床锅炉优点的基础上尽可能克服其缺点，从而真正的做到节能减排。所以，在实际的设计中要根据给定的煤种给定的要求优化锅炉设计；在实际的运行中控制煤粉制备系统，提供合理的给煤粒度，从而提高煤的利用率，降低机械不完全燃烧热损失；控制合理的存料量，降低厂用电率，特别是辅机耗功；对于循环流化床锅炉的灰渣实现综合利用，减少固体废弃物排放。 参考文献： 1刘德昌，程汉平，张世红，等 循环流化床锅炉运行及事故处理M.北京: 中国电力出版社， 2008 2骆仲泱，何宏舟，王勤辉，岑可法.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景J.动力工程，2004（6）.
