康春源
(太原鍋爐集團(tuán)有限公司技術(shù)中心,山西 太原 030021)
根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),煤是世界上儲(chǔ)量最多的化石燃料,煤炭在全世界整體一次能源結(jié)構(gòu)中的份額在今后幾十年內(nèi)不會(huì)有很大的變化,因而煤炭的使用對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)是處于相當(dāng)重要的能源地位,并在一段時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期處于中國(guó)能源的主要角色。同時(shí),煤在燃燒過(guò)程能夠產(chǎn)生大量的CO2、N2O等溫室氣體以及SO2、NOx等有毒氣體,這些氣體排放后不僅給農(nóng)作物、森林植被和建筑物造成了嚴(yán)重的危害,也嚴(yán)重威脅到人類的健康,因此受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注。早在1992年里約熱內(nèi)盧召開(kāi)的全球環(huán)境發(fā)展會(huì)議,就已經(jīng)把環(huán)境保護(hù)問(wèn)題提高到了關(guān)系全球發(fā)展的高度。
從古至今人民的生活和社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)人類社會(huì)對(duì)能源的利用。我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家,目前我國(guó)能源消耗中煤炭占了大約三分之二的份額,我國(guó)一次能源消費(fèi)以煤為主的情況在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以改變。煤炭燃燒引起的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的制約因素之一,關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)是否能夠可持續(xù)發(fā)展的重要因素,因此采用新的燃燒技術(shù),降低煤燃燒帶來(lái)的大氣污染問(wèn)題就成為各科研院所所面臨的重要課題。
20世紀(jì)80年代初,我國(guó)開(kāi)始著手循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究,1981年國(guó)家計(jì)委下達(dá)了“煤的流化床燃燒技術(shù)研究”課題,清華大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所分別率先開(kāi)展了循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的研究,標(biāo)志著我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)正式啟動(dòng)[1]。經(jīng)過(guò)十多年不斷的研究,實(shí)踐和改進(jìn),我國(guó)的循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。
由于煤粉爐對(duì)燃煤的要求高、適應(yīng)性差,所以循環(huán)流化床鍋爐以自己適應(yīng)性廣、對(duì)燃料要求低、效率高等特點(diǎn)迅速在中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中快速成長(zhǎng)起來(lái),但其特有的結(jié)構(gòu),使其煙風(fēng)阻力比煤粉爐大的多,所以通風(fēng)電耗也相應(yīng)較高。以前循環(huán)流化床鍋爐廠用電率比煤粉爐高,但現(xiàn)在二代循環(huán)流化床技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始普及并且技術(shù)也相對(duì)成熟,已經(jīng)能在一定程度上解決能耗較煤粉爐高的缺點(diǎn)。二代循環(huán)流化床鍋爐從風(fēng)機(jī)的電耗和燃煤的煤耗兩個(gè)方面著手來(lái)降低能耗[2]。因?yàn)槎h(huán)流化床采用低床壓技術(shù),所以所配備的一二次風(fēng)機(jī)壓頭降低,相應(yīng)風(fēng)機(jī)的電耗就降低了。二代循環(huán)流化床采用分離效率高的偏置型中心筒,其分離煤和灰的效果明顯,使沒(méi)有燃盡的煤顆粒重新回到爐膛燃燒,提高煤的燃燒效率,從而減低了煤耗,充分體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保的重要思想理念。
1)現(xiàn)在二代循環(huán)流化床不僅對(duì)不同的煤種有廣泛的適應(yīng)性,而且對(duì)燃?xì)庖灿蟹浅:玫剡m應(yīng)性。比如像煤層氣(主要成分是甲烷)也能很好的利用循環(huán)流化床對(duì)其進(jìn)行充分的燃燒。此外還有石油氣、天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等可燃性氣體都可以作為循環(huán)流化床的可燃物,并且可以根據(jù)用戶要求按比例與煤混合作為燃料,具有良好的實(shí)用性和適用性,并且具有燃燒效率高、利用率廣、節(jié)能環(huán)保的作用。
2)隨著社會(huì)高速發(fā)展,城市的繁榮背后也隱藏著城市的“痛”——城市生活垃圾。對(duì)于源源不斷的生活垃圾,以前采取填埋地處理,但這也是治標(biāo)不治本的處理方式,填埋的垃圾有的過(guò)十多年、二十多年,甚至半個(gè)世紀(jì)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,不能種莊稼,還對(duì)城市地下水系產(chǎn)生意想不到的影響[3]。而且隨著中國(guó)的城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn),城市也越來(lái)越大,容納的人口也越來(lái)越多,城市垃圾已經(jīng)成為社會(huì)健康發(fā)展的障礙。循環(huán)流化床垃圾燃燒鍋爐就能很好地解決這一問(wèn)題,讓垃圾變廢為寶,讓它從阻礙城市發(fā)展的障礙變成推動(dòng)城市化進(jìn)程的動(dòng)力。二代循環(huán)流化床不僅能變廢為寶,而且能很好地處理垃圾燃燒產(chǎn)生的二惡英等有害物質(zhì),使它們的含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)甚至是歐洲標(biāo)準(zhǔn),成為真正節(jié)能、環(huán)保的代名詞。
能源作為一種動(dòng)力在社會(huì)生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮舉足輕重的作用,它更作為一種社會(huì)向前發(fā)展的重要“推動(dòng)力”推動(dòng)著人類歷史車輪前進(jìn)和社會(huì)變革[4]。但隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高,能源的節(jié)約利用和環(huán)保意識(shí)這兩大課題是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平進(jìn)一步提高的重要指標(biāo)和理論前提。
[1] 劉愛(ài)成.循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度偏高的原因及對(duì)策[J].工業(yè)鍋爐,2010(1):38-41.
[2] 丁巖峰.循環(huán)流化床鍋爐變工況運(yùn)行特性研究[D].北京:華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文,2004:12.
[3] 馮俊凱,岳光溪,呂俊復(fù).循環(huán)流化床燃燒鍋爐[M].北京:中國(guó)電力出版社,2003.
[4] 四川省電力工業(yè)局.循環(huán)流化床燃燒技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1998.