康春源
(太原锅炉集团有限公司技术中心,山西 太原 030021)
根据国际能源署(IEA)的统计和预测,煤是世界上储量最多的化石燃料,煤炭在全世界整体一次能源结构中的份额在今后几十年内不会有很大的变化,因而煤炭的使用对于中国来说是处于相当重要的能源地位,并在一段时间内长期处于中国能源的主要角色。同时,煤在燃烧过程能够产生大量的CO2、N2O等温室气体以及SO2、NOx等有毒气体,这些气体排放后不仅给农作物、森林植被和建筑物造成了严重的危害,也严重威胁到人类的健康,因此受到国际社会的普遍关注。早在1992年里约热内卢召开的全球环境发展会议,就已经把环境保护问题提高到了关系全球发展的高度。
从古至今人民的生活和社会的发展离不开人类社会对能源的利用。我国是以煤为主要能源的国家,目前我国能源消耗中煤炭占了大约三分之二的份额,我国一次能源消费以煤为主的情况在今后相当长的时间内难以改变。煤炭燃烧引起的环境问题已经成为影响我国经济和社会发展的制约因素之一,关系到国民经济是否能够可持续发展的重要因素,因此采用新的燃烧技术,降低煤燃烧带来的大气污染问题就成为各科研院所所面临的重要课题。
20世纪80年代初,我国开始着手循环流化床锅炉技术的研究,1981年国家计委下达了“煤的流化床燃烧技术研究”课题,清华大学与中国科学院工程热物理研究所分别率先开展了循环流化床燃烧技术的研究,标志着我国循环流化床锅炉的研究和产品开发技术正式启动[1]。经过十多年不断的研究,实践和改进,我国的循环流化床锅炉已经进入稳步发展阶段。
由于煤粉炉对燃煤的要求高、适应性差,所以循环流化床锅炉以自己适应性广、对燃料要求低、效率高等特点迅速在中国工业生产中快速成长起来,但其特有的结构,使其烟风阻力比煤粉炉大的多,所以通风电耗也相应较高。以前循环流化床锅炉厂用电率比煤粉炉高,但现在二代循环流化床技术已经开始普及并且技术也相对成熟,已经能在一定程度上解决能耗较煤粉炉高的缺点。二代循环流化床锅炉从风机的电耗和燃煤的煤耗两个方面着手来降低能耗[2]。因为二代循环流化床采用低床压技术,所以所配备的一二次风机压头降低,相应风机的电耗就降低了。二代循环流化床采用分离效率高的偏置型中心筒,其分离煤和灰的效果明显,使没有燃尽的煤颗粒重新回到炉膛燃烧,提高煤的燃烧效率,从而减低了煤耗,充分体现了节能、环保的重要思想理念。
1)现在二代循环流化床不仅对不同的煤种有广泛的适应性,而且对燃气也有非常好地适应性。比如像煤层气(主要成分是甲烷)也能很好的利用循环流化床对其进行充分的燃烧。此外还有石油气、天然气、高炉煤气、焦炉煤气等可燃性气体都可以作为循环流化床的可燃物,并且可以根据用户要求按比例与煤混合作为燃料,具有良好的实用性和适用性,并且具有燃烧效率高、利用率广、节能环保的作用。
2)随着社会高速发展,城市的繁荣背后也隐藏着城市的“痛”——城市生活垃圾。对于源源不断的生活垃圾,以前采取填埋地处理,但这也是治标不治本的处理方式,填埋的垃圾有的过十多年、二十多年,甚至半个世纪都不能很好地分解掉,并且填埋的土地也不能再次很好地利用,不能种庄稼,还对城市地下水系产生意想不到的影响[3]。而且随着中国的城市化进程的进一步推进,城市也越来越大,容纳的人口也越来越多,城市垃圾已经成为社会健康发展的障碍。循环流化床垃圾燃烧锅炉就能很好地解决这一问题,让垃圾变废为宝,让它从阻碍城市发展的障碍变成推动城市化进程的动力。二代循环流化床不仅能变废为宝,而且能很好地处理垃圾燃烧产生的二恶英等有害物质,使它们的含量低于国家标准甚至是欧洲标准,成为真正节能、环保的代名词。
能源作为一种动力在社会生产和人民生活中发挥举足轻重的作用,它更作为一种社会向前发展的重要“推动力”推动着人类历史车轮前进和社会变革[4]。但随着现代社会经济的高速发展和人民生活水平的进一步提高,能源的节约利用和环保意识这两大课题是社会可持续发展和人民生活水平进一步提高的重要指标和理论前提。
[1] 刘爱成.循环流化床锅炉排烟温度偏高的原因及对策[J].工业锅炉,2010(1):38-41.
[2] 丁岩峰.循环流化床锅炉变工况运行特性研究[D].北京:华北电力大学硕士学位论文,2004:12.
[3] 冯俊凯,岳光溪,吕俊复.循环流化床燃烧锅炉[M].北京:中国电力出版社,2003.
[4] 四川省电力工业局.循环流化床燃烧技术[M].北京:中国电力出版社,1998.