循环流化床锅炉节能技术分析
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摘要：循环流化床锅炉是一种低污染、高效率的节能设备，在工业生产中有着广泛的应用，它对改善环境、促进可持续工业的发展、充分利用低热值煤、提高煤矸石有效利用有着重要的意义。本文先介绍循环流化床锅炉节能的必要性和节能性优势，再具体探究锅炉的优化措施，供相关人员参考。
关键词：循环流化床;锅炉;节能技术
一 循环流化床锅炉的特性分析
循环流化床锅炉采用气固相混合的燃烧方式，这种气固混合燃料的热容量比粉煤炉的单向烟气高出几十倍，具有极其稳定的燃烧特性。同时，循环流化床锅炉具有非常均匀的炉膛温度，有利于燃烧和传热的进行，因此能够达到较高的燃烧效率，现阶段循环流化床的燃烧率能达到98%以上。循环流化床锅炉采取低温燃烧策略，且燃烧是沿炉膛高度完成的，能够方便地进行分级燃烧，通过分级燃烧有效地减少了氮氧化物的生成，降低了对大气的污染。整体来讲，循环流化床锅炉的性能优势主要体现在以下两点：一是燃料适应性强，可以使用一些普通锅炉难以适应的性质较差的燃料;二是负荷调节能力强，由于炉内物料的循环量比较大，炉体蓄热高，能够维持稳定的燃烧参数，有着较强的负荷调节能力。
二 循环流化床锅炉节能的必要性
循环流化床锅炉应用的现状决定了节能需要结合当前燃料的现状和发电状况来进行。实际上，锅炉节能的途径多种多样，如可以通过设备改造来达到节能的目的，还可以改变燃料的品种，如合理的对燃料进行配比掺烧来提升锅炉效率等。实际运行中循环流化床锅炉的经济性比常规煤粉炉有较大差距。统计数据显示，同等条件下的循环流化床锅炉煤耗高于煤粉炉1～3%，而厂用电率更是高于煤粉炉2～3%。更为严重的是多种原因导致的高故障率，常见的故障包括受热面磨损，给煤机、冷渣器堵塞等，而故障导致的结果就是锅炉的被迫停运。虽然在近几年的运行经验积累后，采用了一些办法对此进行解决，但实际运行的时间仍远小于常规机组。非正常停炉、重新启动带来的是煤、油和厂用电的损耗，一台480t/h循环流化床锅炉，每次重新启炉会带来直接损失估计超过35万元.发电和供热的损失则难以计算。为了循环流化床锅炉取得更为广泛的应用，也为了实现电力的节能减排目标，争取企业的经济利益和社会效益，从各方面开展节能工作就显得尤为重要。
三 循环流化床锅炉的节能措施
1 锅炉的调校
1.1 风量
相对于煤粉炉，循环流化床锅炉的构造比较特殊，对风量的要求也更为严格，。在锅炉安装或大修后，应进行冷态试验，以确定风机的风量和风压能够符合锅炉的燃烧需求。临界流化风量是循环流化床锅炉运行的最小风量，如果低于这一风量，就可能发生结焦，而风量太大，容易造成锅炉快速磨损，并且造成大量的热能损失。
1.2 过量空气
过量空气系数关系着炉膛内的风煤比，是保证锅炉燃烧的重要参数，过量空气系数太小容易造成燃烧不完全，使发电煤耗增大过量空气系数太大容易造成厂用电率增大、SO2、NOX生成量增多，增加脱硫脱硝成本。对于480T/H锅炉，过量空气系数最好控制在2—3%之内。
过量空气系数主要通过锅炉尾部烟道口的氧量来间接推测，因此在循环流化床锅炉的运行中要做好氧量监测工作，使炉腔内保持良好的风煤比，此外，还要做好锅炉飞灰中可燃物含量的控制工作。
1.3 碎煤机
碎煤机是对燃料处理的重要环节，对锅炉正常运行具有重要影响，通过碎煤机可以使燃料达到规定的颗粒度，并实现煤料的均匀分布。以480t/h循环流化床锅炉为例，一般要求煤粒尺寸在10mm以下，若煤粒过粗，会造成大块沉积，影响流化循环，还会造成排渣困难。但煤粒并非越细越好，煤粒过细会造成额外的制煤电耗，还会增加受热面的磨损，并且过细的燃料容易进入尾部烟气，造成烟道燃烧及燃料浪费。
四 实现循环流化床锅炉优化运行
1床温
床温是流化床锅炉最重要的控制参数之一，主要根据负荷和煤质的变化，及时调整给煤量，并保持合适的风煤比和料层厚度，使床温维持在最佳的范围内运行。在850℃～910℃的范围内，床温的提高与锅炉的效率成正比。温度的控制与燃料的特性有关，有的电厂要求温度可以高到950℃，只要控制并保证床层不结焦。按照环保要求，如果是高硫燃料，床温运行在800—850℃，可达到脱硫剂的最佳使用效果。如果煤质较好，可以将燃料温度适当提高，提高主循环回路的燃烧效率。运行中锅炉负荷发生变化时，要及时按变化趋势相应调整给煤量，维持正常的汽压和床温。
2蒸汽与水参数
主蒸汽温度每降低10℃，相当于煤耗增加0.03%。对于10MPa一25MPa、540℃的蒸汽，主蒸汽温度每降低10℃，将使循环热效率下降0.5%o，汽轮机出口的蒸汽湿度增加0.7%o，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動投入率，防止减温水调节阀门内漏。
3给水温度
给水温度是指汽轮机高压加热器的出口水温。给水温度的先进目标为设计值。给水回热系统由低压加热器、除氧器、高压加热器等组成。采用给水回热后，提高了进入锅炉的给水温度，减少了排人凝汽器的蒸汽量及其潜热损失，提高了循环热效率。给水温度每降低10℃，煤耗约增加0.5%。为使高低加热器能全部投入运行，最大限度地提高给水温度，应采取以下措施：
（1）提高加热器的检修质量，保持加热器的清洁，降低加热器的端差;
（2）消除加热器旁路门和隔板的泄漏现象，防止给水短路;
（3）保证加热器疏水器正确动作，维持加热器疏水在最低水位，防止疏水积存淹没铜管;
（4）消除低压加热器的不严密性，防止空气漏入。
4排烟温度
排烟温度是锅炉运行中可控的一个综合性指标，其主要决定于锅炉燃烧及各段受热面的换热状况，保持各段受热面的清洁和换热效果是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。排烟温度升高5℃锅炉效率降低0.2%左右，煤耗升高0.6玑w·h。具体的措施是：保证人孔门和保温层的严密性，减少漏风;合理控制氧量，流化床的标准是3.0%;定期进行吹灰。
5灰渣含碳量
灰渣含碳量表示从尾部烟道排出的飞灰或者是从冷渣器中排出的干渣中含有的未燃尽碳的量占飞灰量或者是渣量的百分比，主要与燃煤特性、煤粒大小、炉膛温度、物料循环程度等有关。在运行过程中，煤粒的大小是影响灰渣含碳量的主要因素。针对所燃用的煤种，要合理调节分离器的分离效率，尽可能保证循环燃烧，提高燃尽程度。运行中的具体措施是：合理一、二次风配比，在保证流化前提下，尽量减少一次风、增加二次风;在流化良好、排渣正常的情况下，可适当提高炉床差压;加强煤炭破碎设备的维护;提高旋风分离器的分离效率;适当提高床温，控制在900℃左右。
结束语
循环流化床锅炉作为一种新型的燃料设备，其对低热值燃料的高效利用以及循环燃烧、再利用的特点，在节能环保方面有着很大的优势，对我国目前的节能发展建设有着重要意义，但目前我国的循环流化床锅炉在节能方面还存在很多问题，因此需要不断对其进行优化。
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（作者单位：中煤大同能源有限责任公司电厂）
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