循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行熱效率現(xiàn)狀及其影響分析

鐘冠亨

摘 要： 文章通過循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行熱效率的部分考察結(jié)果，進(jìn)一步探討了影響熱效率的排煙熱損失因素、機(jī)械燃燒不完全的熱損失因素與灰渣物理熱損失因素。在此基礎(chǔ)上，提出了具有參考價(jià)值的建議與意見，以期有所幫助。

關(guān)鍵詞： 循環(huán)流化床；鍋爐；運(yùn)行；熱效率

目前階段，循環(huán)流化床鍋爐逐漸成為新型的清潔燃燒設(shè)備，其具有高效與低污染等諸多優(yōu)勢，并且由國家的政策作為重要的支撐，為此，循環(huán)流化床鍋爐被廣泛應(yīng)用在我國多領(lǐng)域。要想進(jìn)一步促進(jìn)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，針對其運(yùn)行過程中的熱效率進(jìn)行了重點(diǎn)考察，希望可以發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并且提出相應(yīng)的建議，為相關(guān)部門提供有價(jià)值的參考。

一、循環(huán)流化床鍋爐熱效率現(xiàn)狀

現(xiàn)階段所使用的循環(huán)流化床鍋爐，大部分都是小型爐子，熱效率每小時(shí)不超過75噸，并且分布于各地?zé)犭姀S亦或是企業(yè)自備電廠當(dāng)中。為此，最終選用7家已經(jīng)通過資源綜合利用驗(yàn)收的電廠，針對其內(nèi)部的循環(huán)流化床鍋爐展開了全面地考察。具體指的就是借助反平衡的方法對鍋爐的熱效率進(jìn)行測試。在實(shí)際測試的過程中發(fā)現(xiàn)，煙氣當(dāng)中所含有的一氧化碳量并不多，所以在處理數(shù)據(jù)信息方面，將氣體的燃燒不完全的熱損失確定成0[1]。由于散熱損失難以測量，所以選擇使用煤粉爐的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息。

根據(jù)測試的結(jié)果，循環(huán)流化床鍋爐熱效率都超過了80%，而且運(yùn)行效果理想的已經(jīng)達(dá)到了88%，可以與小型的煤粉爐比較。即便實(shí)際運(yùn)行的狀況不理想，同樣要高于鏈條爐的實(shí)際效率。由此可見，現(xiàn)階段循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際熱效率處于處于鏈條爐和粉煤爐之間，但與煤粉爐更為貼近。根據(jù)深入地分析與研究，導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)熱損失的因素主要是排煙的熱損失與機(jī)械燃燒的不完全熱損失。在此基礎(chǔ)上，因所選擇的循環(huán)流化床鍋爐不具備冷渣器，且排渣的溫度相對較高，最終導(dǎo)致排渣的熱損失極高。

通過上述研究與分析，機(jī)械燃燒的不完全性熱損失與排煙熱損失都會(huì)直接影響循環(huán)流化床鍋爐效率，所以有必要展開進(jìn)一步探究。

二、循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行熱效率影響分析

（一）機(jī)械不完全燃燒熱損失

機(jī)械不完全燃燒熱損失現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)榛以鼪]有燃盡造成。當(dāng)飛灰、爐渣中的含碳量不斷提升的時(shí)候，機(jī)械具備的不完全燃燒熱損失也不斷增大。這期間，產(chǎn)生的粉煤爐熱損失為1%到5%。對于循環(huán)流化床鍋爐，其具備的機(jī)械不完全燃燒損失和煤粉爐損失相比，產(chǎn)生的機(jī)械不完全燃燒熱損失大。導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高，受到的原因表現(xiàn)為三個(gè)方面，第一，隨著循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度的不斷降低，顆粒燃燒速度降低，需要較長的時(shí)間才能燃盡[2]。尤其是爐膛內(nèi)的溫度在1000℃以上，其內(nèi)部的細(xì)顆粒是不容易燃燒。第二，無法促進(jìn)分離器效率的有效提升，一般情況下，更為理想的分離器能促進(jìn)爐膛內(nèi)顆粒的燃盡，但實(shí)際上使用的分離器效率較低。第三，由于燃料機(jī)械的磨損，產(chǎn)生大量的細(xì)顆粒無法被分離器分離，引起不完全燃燒現(xiàn)象。

在相同的循環(huán)流化床鍋爐中，相同的廠家、型號(hào)鍋爐，其產(chǎn)生的運(yùn)行熱效率也是不同的。其受到的影響主要表現(xiàn)在：第一，燃料特性的影響，因?yàn)槿剂现写嬖诘幕曳州^多，當(dāng)基灰分達(dá)到50%以上的時(shí)候，燃料灰分較大?；谌剂系姆磻?yīng)，也會(huì)影響到服飛灰和爐渣，尤其是質(zhì)量較差的燃料，其具備的爐渣含碳量也更高。受燃料發(fā)熱量的影響，灰分和帶出的碳量少，其產(chǎn)生的不完全燃燒熱損失也比較小。第二，飛灰份額的影響，在循環(huán)流化床鍋爐中，隨著劣質(zhì)燃料和飛灰碳量的不斷增加，將產(chǎn)生不同的磨損特征。該工作中，需要對其測試，并利用記錄爐渣排放量的方法，基于灰平衡原理，分析飛灰份額。根據(jù)試驗(yàn)的分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飛灰分額在21%-86%之間的時(shí)候，飛灰含碳量較高，主要是使用劣質(zhì)煤引起的，產(chǎn)生的機(jī)械不完全燃燒熱損失也較大。導(dǎo)致份額增加的影響因素表現(xiàn)為五個(gè)方面。第一，燃燒粒度，如果顆粒越細(xì)，其具備的飛灰分額就越大。第二，由于顆粒的機(jī)械磨損性影響，如果顆粒容易磨損，將產(chǎn)生較多細(xì)顆粒，從而增加飛灰份額。第三，燃燒特性，當(dāng)使用劣質(zhì)燃料的時(shí)候，將產(chǎn)生較大燃料消耗，增加爐渣的排放量，降低飛灰份額。第四，分離器效率的影響，當(dāng)分離器效率較高的時(shí)候，能在最大程度上降低飛灰份額，所以，要維護(hù)設(shè)備的良好性。第五，物料循環(huán)倍率，在相同分離效率下，隨著物料循環(huán)倍率的不斷增加，將產(chǎn)生較大飛灰額份，主要是在實(shí)際運(yùn)行中，受流化風(fēng)量的影響[3]。

基于以上的分析和研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐機(jī)械產(chǎn)生的不完全燃燒現(xiàn)象，在總體上還未獲得有效改進(jìn)，特別是受燃料質(zhì)量、設(shè)備維護(hù)工作的影響，無法對其問題進(jìn)行解決。

（二）排煙熱損失的分析

對排煙熱損失產(chǎn)生影響的因素主要有兩部分，其一是排煙的容積，其二是排煙的溫度。而燃料成分和排煙過量空氣系數(shù)會(huì)對排煙容積產(chǎn)生直接性的影響。根據(jù)測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐排煙損失比重最大，問題也最多，具有極大的熱效率提高潛力，如表一所示。

導(dǎo)致排煙熱損失量較大的原因具體表現(xiàn)在：第一，氧量監(jiān)測手段的確實(shí)。很多鍋爐并不具備氧量計(jì)，即便設(shè)置氧量計(jì)，所獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也偏低。究其原因，現(xiàn)階段所使用的氧化鋯氧量計(jì)的壽命不長且損壞幾率較高，使用的成本也不低，所以在損壞以后未及時(shí)進(jìn)行更換[4]。

（三）灰渣物理熱損失分析

循環(huán)流化床鍋爐的排渣溫度，主要是床層溫度，其具備的排渣量較大。在該過程中，如果不對灰渣中熱量回收再次利用，其產(chǎn)生的熱損失也不會(huì)減少。根據(jù)相關(guān)調(diào)查分析，循環(huán)流化床鍋爐中沒有冷渣裝置，其中的灰渣會(huì)直接排放，所以，期間將產(chǎn)生較大物理熱損失。為了盡可能的降低粉煤爐灰渣物理熱損失，可以為其增加冷渣設(shè)備，并對其存在的熱量充分利用[5]。當(dāng)前市場上，存在的冷渣器種類還比較多，在實(shí)際應(yīng)用期間，也無法促進(jìn)其效果的形成，尤其在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較多故障。所以，還需要對冷渣器進(jìn)行完善，并將其作為循環(huán)流化床鍋爐中的主要部件。

總結(jié)：

綜上所述，根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果的分析和研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行效率基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但仍需采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。另外，排煙熱損失與機(jī)械燃燒不完全性熱損失以及灰渣物理熱損失的影響程度最明顯。為此，必須要不斷強(qiáng)化循環(huán)流化床鍋爐的熱效率。

參考文獻(xiàn)

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