循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造

光琪

[摘? ? 要]隨著我國綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的建立健全以及節(jié)能環(huán)保政策的實施，循環(huán)流化床鍋爐作為一種效率高、污染小的潔凈煤燃燒技術(shù)也逐漸受到行業(yè)內(nèi)企業(yè)的廣泛關(guān)注和使用。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前大型循環(huán)流化床鍋爐仍然存在各種問題，基于此，文章首先從循環(huán)流化床鍋爐的功能和特點著手分析，闡述了目前循環(huán)流化床鍋爐的現(xiàn)狀和存在的問題，并針對性地提出了循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造意見和建議。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐;節(jié)能增效;綠色低碳

[中圖分類號]TK229.66 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–00–03

Research on Energy-saving and Efficiency-increasing?Reformation of Circulating Fluidized bed Boiler

Guang Qi

[Abstract]With the establishment of my country's green and low-carbon circular development economic system and the implementation of energy saving and environmental protection policies， circulating fluidized bed boilers， as a clean coal combustion technology with high efficiency and low pollution， have gradually begun to be widely used by enterprises in the industry Attention and use. However， after research and investigation， it is found that there are still various problems in large-scale circulating fluidized bed boilers. Based on this， this article first analyzes the functions and characteristics of circulating fluidized bed boilers， and expounds the current status and existing problems of circulating fluidized bed boilers. Problems， and pointed out opinions and suggestions on the research of energy-saving and efficiency-enhancing reformation of circulating fluidized bed boilers.

[Keywords]circulating fluidized bed boiler;energy-saving and efficiency-enhancing;green and low-carbon

循環(huán)流化床鍋爐具備資源節(jié)約型技術(shù)。在實際操作中通過不斷探索和研究以減少故障發(fā)生的概率，同時利用經(jīng)濟高效、低污染和潔凈煤燃燒的技術(shù)來達到節(jié)能減排，實現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能高效的目標，在提高企業(yè)經(jīng)濟效益的同時也增強了社會公眾的認同，有利于企業(yè)良好形象的樹立。

1 循環(huán)流化床鍋爐的功能和特點分析

1.1 燃燒效率高且適應(yīng)性強

循環(huán)流化床鍋爐中有大量灰粒子，因此其具有較穩(wěn)定的循環(huán)性。由于循環(huán)流化床鍋爐具備較強的流動性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱量與質(zhì)量充分交換，同時也為燃料預(yù)熱和引燃創(chuàng)造了良好的前提環(huán)境，并且對于部分沒有燃盡的煤炭也可以通過延長其在鍋爐內(nèi)的儲存時間來進行多次循環(huán)燃燒，反復(fù)參與多次的熱量和質(zhì)量交換，一直到煤炭被充分燃盡為止，如此操作方式和儲存方式也大大提高了燃料的利用效率。另外，循環(huán)流化床鍋爐還可以通過特殊技術(shù)將最難燃燒的燃料進行充分燃燒，實現(xiàn)其資源利用的最大化，比如垃圾和劣質(zhì)煤等，并且這種將不可分解的材料充分利用作為燃燒燃料的方式，不僅大大提升了一次性資源的完整利用率，同時還降低了企業(yè)的運營和原料的購買成本，進一步提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益和利潤。

1.2 具備良好的調(diào)節(jié)性

由于循環(huán)流化床鍋爐中的燃料大部分都是高溫的循環(huán)灰，因此其不僅具備較強的熱量儲存功能，可以保持燃燒的穩(wěn)定性，并且還可以隨意變化鍋爐的負荷范圍，不僅包括循環(huán)流化床鍋爐自身的負荷，還包括負荷在一般情況下進行相應(yīng)變化時，隨時調(diào)整鍋爐中的煤量以及其流化的速度，從而使循環(huán)流化床鍋爐在長期使用中得以始終維持最合適的負壓狀態(tài)，保持負壓平衡，以便在鍋爐中加入新的燃料就能迅速產(chǎn)生并持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源，不僅如此，這種做法還可以將壓火設(shè)備作為儲備設(shè)備時刻保存，以充分利用循環(huán)流化創(chuàng)鍋爐良好的調(diào)節(jié)性。

1.3 具備環(huán)保功能

從技術(shù)運行的本質(zhì)上來看，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)最大的優(yōu)勢就是可以在鍋爐內(nèi)使用脫硫劑來進行脫硫活動。目前，企業(yè)生產(chǎn)運行過程中運用最多的脫硫劑就是石灰石。其次，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)具備較為穩(wěn)定的床溫，因為一旦鍋爐內(nèi)的溫度過高就會容易導(dǎo)致鍋爐內(nèi)產(chǎn)生難以徹底燃燒的遺留塊體，從而阻礙工作的正常完成。但是溫度一旦過低則會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的溫度還達不到燃料燃燒的燃點，由于脫硫劑脫硫活動反應(yīng)的發(fā)生需要最高溫度作為支撐，但是流化床鍋爐所采用的燃燒卻是最低溫，所以若是在隔空的環(huán)境中進行燃料的燃燒，就可以有效抑制NO_X的產(chǎn)生和擴散，從而有效減少循環(huán)流化床鍋爐在燃料燃燒過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生和擴散，并通過減少有害物質(zhì)的排放量實現(xiàn)周圍環(huán)境的污染程度降低。

1.4 利用率高

由于循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒溫度較低，能夠在最大程度上實現(xiàn)鍋爐內(nèi)的燃料充分燃燒，在提高燃料利用率的同時也能有效減少床鍋爐內(nèi)的灰渣含量，從而進一步提升灰渣的活性。這些灰渣最后還可以將其摻和在水泥等建筑材料當中進行再次重復(fù)利用，將其經(jīng)濟價值實現(xiàn)效益最大化，有效提升了資源的利用率，對于我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的構(gòu)建也起到了積極作用。

2 循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能現(xiàn)狀

2.1 運行現(xiàn)狀

循環(huán)流化床鍋爐長期以來在運行過程中都存在“大馬拉小車”的普遍現(xiàn)象，并且循環(huán)流化床鍋爐大部分都是在低負荷的狀態(tài)下進行工作運行。一方面，鑒于考慮到循環(huán)流化床鍋爐未來的發(fā)展需要，許多用戶和相關(guān)的設(shè)計部門在循環(huán)流化床鍋爐數(shù)量和容量上的選擇時都會出現(xiàn)實際需求量超標的現(xiàn)象，另一方面，由于循環(huán)流化床鍋爐的負荷會在運行過程中隨著熱負荷和用氣的變化而在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動，從而造成其長期處于低負荷運行的工作狀態(tài)，大大降低了循環(huán)流化床鍋爐的實際運行效率，同時也容易導(dǎo)致能源浪費，不利于資源的充分利用和合理分配。

2.2 燃煤質(zhì)量

我國燃煤主要是以無煙煤和貧煤為主，地區(qū)不同，煤炭的質(zhì)量上也有較大的差別，使用的煤種也各不相同，所以煤種的變化也會影響循環(huán)流化床鍋爐的燃燒情況和運行的熱效率。

2.3 燃燒設(shè)備

目前我國循環(huán)流化床鍋爐主要側(cè)重于爐外觀的設(shè)計，對于設(shè)備上的研究還有所欠缺。同時燃燒設(shè)備也是交給專業(yè)的配套廠進行生產(chǎn)，因此在燃燒設(shè)備的設(shè)計上缺乏針對性和科學(xué)合理性，在一定程度上也影響了循環(huán)流化床鍋爐的運行效果。

3 循環(huán)流化床鍋爐存在的問題

3.1 安全問題

循環(huán)流化床鍋爐由于開發(fā)時間不長，因此尚不具備完善的技術(shù)基礎(chǔ)理論和產(chǎn)品設(shè)計制造體系，再加之缺乏成熟的運營操作經(jīng)驗和統(tǒng)一的檢驗標準，導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐無法準確全面的掌握相關(guān)技術(shù)運行的注意事項，使得循環(huán)流化床鍋爐在運行上存在較大的安全隱患問題，無法保障相關(guān)人員的安全性。

3.2 能耗問題

從循環(huán)流化床鍋爐的能耗問題上來看，由于其鍋爐內(nèi)的燃燒物料濃度很高，燃燒的徑粒也比較大，因此其在運行過程中容易出現(xiàn)受熱面磨損速度過快等現(xiàn)象，即便已經(jīng)采取了相應(yīng)的防范措施，依然還是存在能量損耗過大的問題。

3.3 控制問題

由于循環(huán)流化床鍋爐在物料燃燒時所采取的調(diào)整方式不同且控制的點相對而言比較多，因此與傳統(tǒng)的鍋爐相比，其在風(fēng)煙系統(tǒng)和灰渣系統(tǒng)上的應(yīng)用相對比較復(fù)雜，因此在運用計算機進行自動控制上也具備一定的難度。

4 循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造研究

4.1 充分利用回收鍋爐余熱

循環(huán)流化床鍋爐在實際運行過程中最主要的燃料就是煤炭，因此煤炭的燃燒速度和充分燃燒率直接決定了循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能減排效率，而煤炭的燃燒速度和充分燃燒率又受燃燒技術(shù)的直接影響，因此為進一步提升循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能增效改造，可以從燃料燃燒的技術(shù)著手，充分利用回收鍋爐的余熱來提高鍋爐的燃燒和運行效率。由于大量的高壓蒸汽會隨著循環(huán)流化床鍋爐的實際運行而不斷產(chǎn)生，因此可以通過建立一套專項智能溫度采集系統(tǒng)來檢測鍋爐閥門排放和余熱的泄漏，進一步實現(xiàn)高壓蒸汽熱量的多次循環(huán)再利用，同時還可以通過在鍋爐尾部的煙道中增加其受熱面積，進一步有效回收和利用鍋爐余熱。

4.2 合理安排啟動時間

汽機的配合是機組啟動的關(guān)鍵，因此要合理安排汽機暖缸沖轉(zhuǎn)和帶負荷來降低啟動消耗和縮短啟動時間;在鍋爐點火之后為保證鍋爐前和汽輪機前蒸汽溫度的同步升高，需要汽輪機及時調(diào)整為真空狀態(tài)，同時為防止因操作不符合條件導(dǎo)致鍋爐持續(xù)燃燒最終導(dǎo)致機前溫度上升的不良現(xiàn)象，可在鍋爐的蒸汽參數(shù)滿足條件時進行機組沖轉(zhuǎn)。

4.3 結(jié)合利用超強脫硫技術(shù)

超脫硫技術(shù)隨著我國高新科學(xué)技術(shù)的不斷完善和行業(yè)的持續(xù)發(fā)展而逐漸成為未來循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的必然趨勢和必要條件，加之隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國環(huán)境問題日益嚴重，煤炭超脫硫技術(shù)的發(fā)展對于我國環(huán)境問題的解決和改善也有著重要的現(xiàn)實意義，因此要進一步加強對污染物排放的嚴格管控，采取各種手段降低空氣中的二氧化硫含量?，F(xiàn)階段，根據(jù)所整合總結(jié)的目前我國傳統(tǒng)脫硫技術(shù)中所存在的問題，不難發(fā)現(xiàn)石灰石是促進脫硫技術(shù)進一步發(fā)展的有效方法。

4.4 采取低氧燃燒的方式

經(jīng)實踐證明，低氧燃燒的方式能夠通過連續(xù)重復(fù)的燃燒為燃料創(chuàng)造熱循環(huán)回路，大大提高了燃料的燃盡效率，同時也有效降低了電耗，推動了循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效的提高。

4.5 積極發(fā)展綜合能源

可以通過采取對其他原材料的進一步加工和再利用來優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)能源資源的合理升級，積極發(fā)展能源的綜合利用來實現(xiàn)節(jié)能減排增效的目的。

4.6 科學(xué)調(diào)整循環(huán)流化床鍋爐的運行方式和磨損處理

床壓、床溫以及風(fēng)量和汽溫特性都是循環(huán)流化床鍋爐運行的主要特性，其中床層的壓力主要取決于鍋爐內(nèi)的燃料量以及鍋爐負荷，在操作室要保持兩側(cè)床壓的平衡，并將兩側(cè)壓值控制在合理范圍內(nèi)。在鍋爐正常運行時，當上壓差增大，可適當調(diào)節(jié)送入爐膛的一二次風(fēng)量。同時根據(jù)鍋爐內(nèi)的NO_x排放量調(diào)節(jié)床溫，同時將床溫控制在850 ～920 ℃來保證鍋爐的安全運行。另外，在鍋爐的運行過程中，由于風(fēng)量特性與燃燒和流化狀態(tài)有關(guān)，因此要通過平衡兩側(cè)爐膛的差值來控制風(fēng)量，保證鍋爐的正常運行。

4.7 采用混合燃料來提升燃燒效率

在鍋爐的運行過程中，燃料是最基本的要素，但是由于現(xiàn)如今大部分使用的燃料都是不可再生的煤炭等資源，不僅對環(huán)境造成了較為惡劣的影響，同時資源的性價比相對新能源來說也較低，因此可以通過采用混合燃料，利用生物能源進行適當輔助，進一步提高燃料的效率。比如桔梗在進行生物發(fā)酵處理后可生成可燃性氣體，并且也不會產(chǎn)生有害氣體，符合我國環(huán)境保護的政策，也有利于企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)作為一項具有低熱值和高效利用循環(huán)燃燒的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，在節(jié)能環(huán)保上具有較大優(yōu)勢。但是由于發(fā)展的時間較短，因此在節(jié)能增效上仍存在著安全、能耗和控制等方面的問題。針對這些問題，可以通過采取利用回收鍋爐預(yù)熱、合理安排啟動時間、綜合利用超脫硫技術(shù)和低氧燃燒方式以及發(fā)展中和能源、采用混合燃料提升燃燒效率等措施來進一步推動循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能增效改造，推動我國綠色可持續(xù)發(fā)展理念的實現(xiàn)。

參考文獻

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