论循环流化床锅炉节能降耗

呼利军，刘诚诚

（陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319）

0 引言

我国在几年前就提出了建立资源节约型社会的口号，尽管我国地大物博，煤炭资源较丰富，但随着用量的不断增加，煤炭作为不可再生资源也会面临短缺的威胁。而火电厂是煤炭利用率较高的企业，应在节能降耗方面引起经营者的重视。循环流化床是最近这些年兴起的新燃煤技术，其具有适应性强，效率较高，环境污染较小的特点，已经被很多火电厂应用到了具体的生产活动中。但同时我们也应该看到循环流化床的耗电率较高、耗煤率较高的特点，为了更好地节约资源，应对循环流化床锅炉的技术进行改进和更新，因此对循环流化床的节能降耗研究具有十分重要的意义。

1 循环流化床锅炉概述

循环流化床锅炉采用的是半悬浮的燃烧方式，其特点是流态化燃烧，更好地结合了悬浮燃烧和链条炉固定燃烧的特点。半悬浮的燃烧方式无论是在国内还是在国外都获得了一定程度的认可，也是目前效果较好的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉有着原材料适应性高、脱硫效果较强，氮氧化物排放率低，调节方便等优势。其脱硫原理是石灰石和燃料进行循环燃烧，长时间后会使石灰石越磨越细，到达一定程度后会从分离器中飞出，在此过程中，炉内温度可达到900 ℃左右，既可以充分分解石灰石，又可以有效抑制硫化物的生成，达到更好脱硫效果。

2 循环流化床锅炉特点

2.1 循环流化床锅炉煤炭燃烧率高

循环流化床采用的是动态流态化燃烧，许多灰粒子在炉内进行稳定的循环，而新加入的煤炭资源只占用床料的很小部分，这就使炉内的热量交换较为充分，更好、更高效地让煤炭预热和着火。对于未燃烧充分的煤粒子来说，通过反复循环增加了煤粒子在炉内的停留时间使其可以多次参与热量交换，从而达到充分燃烧的目的。循环流化床适应原材料性能也比较强，无论是高硫煤、洗中煤还是煤矸石等都可以使其充分燃烧，提高资源的利用率。

2.2 循环流化床锅炉调节性较强

由于灰粒子在循环流化床锅炉内进行高温循环，储存的热量较多，可以使炉内的温度保持在一个平稳的水平上，当新煤炭加入后为其迅速预热和着火提供热量供应，因此循环流化床的负荷可以非常低，从而有利于对负荷进行更好的调节。当循环流化床负荷发生变化时，通过调节给煤量和流动速度就可以对负荷进行相应的调节。

2.3 循环流化床对环境污染小

循环流化床既可以对煤炭进行脱硫，又可以进行脱氮。可以说循环流化床一个很重要的优势就是可以高效脱硫脱氮，从而达到保护环境的目的。煤粉炉内温度过高会导致煤焦煤渣过多而影响脱硫脱氮效果，炉内温度过低又会使热量损失，达不到煤粉充分燃烧的目的。而循环流化床因其内部温度一般在900 ℃左右，可以为煤炭脱硫处理提供最合适的温度，通过加入脱硫剂比如石灰石等，使脱硫效果可以达到90%左右[1]。循环流化床锅炉内温度不算太高又采用分级送风，在对煤炭进行燃烧的过程中可以充分抑制氮氧化物的生成。通过这种方式可以有效实现脱硫脱氮，使得对大气环境污染减少。

2.4 循环流化床可提高资源利用率

鉴于循环流化床低温燃烧且又充分燃烧的特点，使得锅炉的灰渣中碳含量较低，活性较好，可以用来为其它行业提供原材料，比如用于掺合料、建筑材料等，一方面提高了资源的利用率另一方面又为火电厂增加了经济效益。

3 提高循环流化床节能降耗能力的措施

循环流化床有着许多的优势，也成为了目前最主要的燃煤方式，但同时也应注意到循环流化床的劣势，因其辅机功率大、耗电多，使得火电厂的用电率急剧上升，既不利于火电厂控制成本又不利于资源节约，所以应加强对循环流化床节能降耗措施的实施力度。

3.1 降低循环流化床锅炉停炉频次

鉴于循环流化床的运行特点，一旦异常停炉，会给火电厂带来严重经济损失，从而影响其余行业的电力供应情况。在停炉后的启动阶段，应控制炉内床料的厚度，如果厚度值过高会导致柴油消耗较正常运行高，多利用燃烧器的升温速度特点对启动速度进行调节和控制，当温度符合投煤条件时，马上进行煤炭投入处理来降低启动过程中的能源消耗[2]。当循环流化床锅炉在正常运行时，相关操作人员要密切关注各指标参数，一旦发现问题及时整改，把隐患防范于未然，加强对设备的日常保养和维修力度，通过这种方式来尽可能减少因停炉给企业带来的经济损失，同时还可以达到节能降耗的目的。

3.2 对循环流化床锅炉的各参数指标要正确控制

鉴于循环流化床的构造特点和运行方式，其对于风量的要求远高于传统的煤粉炉。风量中的氧气是煤粉进行燃烧的必要条件，控制好床压、总一次风量、床料厚度是提高循环流化床锅炉节能降耗能力的有效途径。对风量的控制要以燃烧中最合适的风煤比为基准来进行。相关技术人员要根据本厂的实际情况科学的计算出相关指标，在生产过程中严加控制。同时在年度大修时，要对锅炉风量测定元件进行标定。对一次、二次风量以及总风量通过热质式流量计进行准确标定，之后利用修正热工测量系统对标定结果进行控制，来达到自动调节的精准性。对循环流化床锅炉的床温也要进行控制，通过外置床锥形阀开度来调整控制床温在800 ℃左右，此温度可以使燃烧更加充分，效率更高，旋风分离器入口烟温不能过高，否则会使耐火材料损毁。一旦烟温异常会导致回料锥阀开度两侧的减温装置出现异常，控制好烟温也可以实现节能降耗的目的。

3.3 对碎煤机的工作状态及时调整

碎煤机工作状态的良好与否直接决定着煤炭资源能否得到充分利用。在对煤炭进行燃烧之前，要利用碎煤机对煤炭进行粉碎处理以达到更好地控制煤粉颗粒大小的目的，同时要均匀分配煤粉粒，此阶段的工作得不到保证，会导致煤粉粒不符合设备对颗粒度的要求。一旦大颗粒物料产生堆积会加大料层阻力，从而导致床温升高，给排渣带来较大的影响，造成煤渣中碳含量较高，不利于煤渣的再次利用。而当煤粉颗粒较小时，会使煤炭燃料进入返料器，导致结焦现象的出现和排烟系统温度升高，一方面会增加资源的浪费程度，另一方面会引发安全事故。因此操作人员要密切观察碎煤机运行时的状态，并对其工作状态及时调整，一旦发现煤炭入炉颗粒度不符合要求，要及时通过设备或人工进行颗粒度调整。另外，在碎煤机使用过后，要及时调校各项技术参数防止其出现偏差，从而使资源得到合理利用。

3.4 严格对排烟温度进行控制

对于火电厂节能降耗工作来说，要严格做好排烟温度的控制。因为排烟系统的热量损失是最主要的一项资源浪费，通过控制排烟温度可以较好地控制排烟系统的热量损失。一般来说排烟温度每升高12 ℃就会导致热量损失增加1%。因此要严格控制排烟温度，可以通过在出口烟道增设低温省煤器，来达到降低排烟温度的效果，从而较好地防止了热能损失，同时要控制好其进水温度，防止低温带来的腐蚀现象。

3.5 对灰渣含碳量进行有效控制

灰渣是一项可供其余行业利用的重要原材料，可以为火电厂节省运行成本。灰渣的含碳量是评价燃烧是否充分和资料是否得到充分利用的关键依据。灰渣含碳量与炉内温度、煤炭特性以及煤粉粒大小息息相关，在实际控制中可以通过调整煤粉粒大小来提高燃烧的充分性，从而使灰渣含碳量降低；合理的调节分离器，对一次、二次风量进行控制，减少一次进风量同时增加二次进风量，适当提高炉床压差等都可以使灰渣的含碳量降低。

3.6 对冷渣器和补水率进行有效控制

冷渣器对于节能降耗也有着重要的作用，其可以改善流化质量，促进原料充分燃烧。火电厂可以对冷却水进行处理，使凝结水温度升高，同时降低排渣温度，将渣中的温度用于返风。对补水率也要进行控制，最好到3%以内，保持补水率的稳定，补水率的变化会使煤耗增加。先提高补水量使凝结器在较高水位运行，之后关闭补水阀门调节疏水量，再计算补水率是否在3%以内，如果没有甚至远超于这个数值，说明可能有内漏现象的发生，此时要对设备进行及时检查并维修。

4 结语

为了火电厂的效益可以进一步提升，在循环流化床锅炉运行时，要利用各种方法来提高资源的利用率,实现其节能降耗，一方面可以实现火电厂的资源合理配置，另一方面可以促进火电厂稳定健康发展，对循环流化床节能降耗的研究意义非常深远，希望有后来者继续对此展开深入研究。