循环流化床锅炉节能改造方式探讨
工业技术
68 2015年49期
循环流化床锅炉节能改造方式探讨
张胜利
新疆宇澄热力股份有限公司，新疆克拉玛依 834008
摘要：循环流化床锅炉具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围宽广、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。由于当前大型的循环流化床锅炉存在着连续运行周期极短，机组经济效率不高等问题，对锅炉效率及厂用的电率进行能耗指标的优化调整，是各个单位在不断探索和研究的方向。
关键词：循环流化床；锅炉；节能改造
中图分类号：TK229.66 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)49-0068-01
1 导言
太原锅炉集团与清华大学通过多年的密切合作，深入分析了常规循环流化床锅炉面临的问题和挑战，提出了低能耗、超低排放循环流化床锅炉设计理论和方法，形成了基于流态重构的节能型超低排放循环流化床锅炉全套设计导则，在此基础上完成产品结构设计。使得新产品具有供电燃料耗低、厂用电率低、污染物排放量低、锅炉可用率高的技术优势，其技术关键在于分离器效率提高后，循环物料中的细灰份额增加，适当减少床存量低床压运行依然可以保证锅炉正常运行。
2 循环流化床锅炉存在问题
2.1 安全问题
因为循环流化床锅炉在开发上时间较短，致使其相关的基础理论和设计制造技术上的问题都没有从根本上得到解决，在运行上因为没有成熟的操作经验，也没有统一的标准，使得该锅炉在运行上存在较大的安全问题，无法掌握注意事项，这也就不能保障健康安全。
2.2 能耗问题
循环流化床锅炉要求燃烧粒径较大，其炉膛内物料浓度很高，尽管已经采取了很多的防磨措施，但真正进行运行时还是会有循环流化床锅炉受热面磨损速度过快的现象，这样导致了能量消耗大问题。
2.3 控制问题
循环流化床锅炉在风烟系统和灰渣系统的应用上叫常规锅炉复杂，由于燃烧在调整方式上是不同的，控制点过多，所以运用计算机自动控制相比常规锅炉有一定的难度。
3 循环流化床锅炉正常运行
3.1 过量空气系数
为了维持良好的燃烧，应注意控制炉膛过量空气系数来保证燃烧中合适的风煤比。
在运行中炉膛出口过量空气系数是以测量设置在尾部烟道测氧点处的氧量来控制。在额定出力时，此相应的氧量值约控制在3～5％左右（容积比，以湿烟气为基准）。上述氧量测量值仅作参考，最后还须通过燃烧调整确定其最佳值。低于上述确定的过量空气运行，对组织锅炉良好的燃烧工况和安全运行是不利的。
3.2 冷态启动程序
由于CFB锅炉内衬大量耐磨耐火材料，尤其旋风分离器回料腿、回料阀及出口烟道内敷设内衬，在启动期间，内衬所要求的温升速率限制了CFB锅炉的启动速度。烟气温度的变化速度是产生热应力的关键因素，采用合理的启动方式可以防止内衬热应力过大。通常耐火材料制造商可以允许的最大温度变化率为±150℃/h，因此，运行时要确保温度变化不超过150℃/h。
在启动过程中，床料流化所需的最低一次风流量和燃烧器的配风要求都将导致锅炉在较高的过量空气系数下运行。
锅炉采用的是床下柴油点火，单只床下点火燃烧器流量，根据雾化片尺寸不同流量一般为200-600kg/h，油压2.0MPa。床下点火燃烧率占总燃烧率的10%左右，当床温维持在允许投料的温度：烟煤550℃、褐煤400℃、无烟煤650℃以上时可先断续少量给料，当床料温度持续上升达到燃料燃点以上时可加大给料量并连续给料，同时逐步减小点火油枪的燃油量，当锅炉运行稳定后停止点火器的运行。（注：一般取850℃以上时）
为保证安全、正确的冷态启动，推荐如下操作程序，在以后获得运行、操作经验的基础上，相应的更改是必要的。锅炉辅助设备的操作按各有关辅助设备制造厂商的说明进行。
4 锅炉节能改造方式
4.1 加装燃油节能器
由于燃油节能器对碳氢化合物的处理，使得分子结构发生了变化，细小分子的增多，分子间距离的变大，燃料粘度下降，这样使得燃料油相比之前在雾化和细化方面都有很大的提高，而且在燃烧室内低氧条件也可以完成充分的燃烧。按照燃油节能器，可以解除由于燃料无法充分燃烧导致炉膛壁积残渣现象，这样实现了环保节能的目标。而且安装后可以降低废气的含尘量，减少有害废气的排出。
4.2 安装冷凝型燃气锅炉节能器
在燃气锅炉排烟中含有18%的水蒸气，这其中有着大量的潜热都没有充分的利用起来，而且在排烟时其温度很高，显热损失较大。而减少这种燃料的消耗便是解决高成本问题最有效的途径。安装冷凝型燃气锅炉节能器，这可以将高温烟气中的能量进行回收，减少这些燃料的消耗，增大经济效益。并通过水蒸气的凝结来对烟气中的有毒气体和物质进行吸收，从而降低污染物的排放，保护生态环境。
4.3 采用冷凝式余热回收锅炉技术
因为运用传统的锅炉，由于160～250℃的排烟温度，使得烟气中水蒸汽都处于过热的状态，这是不会出现气化潜热的。而锅炉热效率是将燃料低位发热值的计算作为基础，由于没有将基础的热损伤算入其中，便使得传统锅炉热效率不高。采用冷凝式余热回收锅炉技术，可以将排烟的温度降低到50～70℃，这样烟气中的显热及水蒸汽中的凝结潜热都能够充分的回收，让热效率提升的同时，还促进了冷凝水的回收利用。
4.4 锅炉尾部采用热管余热回收技术
根据一定的经济技术条件，余热是很难在能源利用设备中被利用起来，这是废气、多余的能源。但这部分能源可以大约划分为7种，包括废汽废水余热、高温产品与炉渣余热、高温废气余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热及高压流体余压等。这些总共约占到燃料消耗总量的17%～67%，所以采用锅炉尾部采用热管余热回收技术，可以回收利用更多的余热资源，响应节能、绿色、循环、洁净的主题，更好的遵循及发扬社会主义可持续发展的理念。
5 结论
综上所述，循环流化床锅炉经过不断深入的研究、实践和改进，已经进入到稳步发展阶段，早期普遍存在的磨损、结焦、出力不足等问题从设计上已经基本得到解决。运行人员在不同阶段要善于发现问题，认真对待完成调试运行的每一个环节，不断学习，不断总结经验，努力提高循环流化床锅炉运行水平，使锅炉达到最佳运行状态。
参考文献
[1]王新鹏,张存民.循环流化床锅炉运行调整对经济性影响
的分析[J].中国新技术新产品,2012(11)：87-88.
[2]施勇刚,马云龙.国内煤泥燃烧循环流化床锅炉研究现状[J].应用能源技术,2012(6)：27-28.