?！×?劉　博（山西京玉發(fā)電有限責任公司,山西右玉037200）

循環(huán)流化床機組節(jié)能減排改造與優(yōu)化

常亮,劉博
（山西京玉發(fā)電有限責任公司,山西右玉037200）

作為電廠生產的關鍵設備，循環(huán)流化床機組的高效運行對于改善電力企業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟性和可持續(xù)性具有重要的作用。本文首先介紹了不同運行指標對循環(huán)硫化床機組運行經(jīng)濟性的影響，然后具體探討了循環(huán)流化床機組節(jié)能減排改造與優(yōu)化措施。

循環(huán)流化床；機組；節(jié)能減排

自20世紀60年代以來，循環(huán)流化床機組鍋爐的研究不斷發(fā)展，而國內也早已掌握大型循環(huán)流化床機組的制造能力。循環(huán)流化床機組具有綜合利用性能高、煤種適應范圍廣、環(huán)保、負荷調節(jié)范圍大、優(yōu)良的調峰經(jīng)濟性等有點，其在火電廠中應用十分廣泛。然而因循環(huán)硫化床機組燃燒系統(tǒng)具有一定的特殊性和復雜性，當前投運的機組大量存在能耗過高的問題。因此，加強有關循環(huán)硫化床機組節(jié)能減排改造與優(yōu)化的研究，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

1　不同運行指標對循環(huán)流化床機組運行經(jīng)濟性的影響

1.1入爐煤水分的影響

煤炭中水分含量的多少，會在一定程度上影響機組運行的經(jīng)濟性。水分并非會降低燃燒效率，適量的水分還可加快揮發(fā)份析出和焦炭燃燒。但當水分超高時，將會明顯降低床溫，影響燃燒。在煤中水分高于8%時，會增大煤的粘性，容易引發(fā)煤系統(tǒng)機械故障機原煤斗可能發(fā)生堵煤、棚煤等問題。同時水分會增大機組的排煙熱損失。而水分過低時則容易導致輸煤系統(tǒng)產生大量飛灰，污染周圍環(huán)境。在機組運行時4%～7%的水分含量是相對合理的[1]。

1.2煤種的影響

燃燒效率高、煤種適應性好是循環(huán)流化床機組的優(yōu)點，但對單臺機組來說，其自身對煤種的適應性也存在一定的范圍，所以只有當使用煤種與機組設計煤種相匹配時，燃燒效率才能盡可能高。一般而言，煤質相對疏松、揮發(fā)份較好的煤種，在機組內部揮發(fā)份析出速度會較快，煤粒很容易形成多孔的松散結構，使大量氧分子可進入到煤粒內部，燃燒產物迅速擴散至外部，因而具有較高的燃燒效率和速率。而對于結構相對緊密、揮發(fā)份相對較小的矸石煤、無煙煤等煤種，當煤熱解后很難形成松散結構，內部揮發(fā)份難以析出，燃燒效率相對較低。

1.3入爐煤粒徑的影響

給煤粒度分布的影響主要表現(xiàn)在兩方面：一是當煤粒徑低于0.1mm，即小于分離器捕捉臨界直徑時，細煤粒大量存在，分離器會難以收集到飛灰，飛灰被煙氣卷走而增大其不完全燃燒損失；二是當煤粒徑過大時，煤?？偙砻娣e會降低，這會增加煤粒燃盡時間，減小煤粒燃燒效率；并且床料層飛出的細顆粒數(shù)目會降低，機組難以保持標準的循環(huán)灰量，稀相區(qū)燃燒份額會減少，由此造成機組出力不足；同時較大煤塊還可能擁擠到布風裝置底部，影響流化水平，進而引發(fā)結焦事故[2]。

2　循環(huán)硫化床機組節(jié)能減排改造與優(yōu)化措施

2.1改造機組設備，降低廠電用電率

（1）調整爐煤粒徑。對于300MW左右的循環(huán)流化床機組，燃煤通常為揮發(fā)份比較高的褐煤，機組選用入爐粒徑一般不高于8mm。然而實際運行時因褐煤揮發(fā)性較高，若將爐煤粒徑增加至不大于50mm，則不僅能提高爐膛內煤粒的停留時間，且能增加機組密相區(qū)大粒徑物料量，保證機組內物料進行充分的內外循環(huán)。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，有效調整爐煤粒徑，可有效減小床料工作量，提高鍋爐燃燒效率，同時每小時可節(jié)約1000Kw的電量。

（2）增設凝結水泵運行的變頻器裝置。機組運行時，只有當凝結水泵滿負荷工作才能使其達到最經(jīng)濟狀態(tài)，而當機組負荷在一半時，其調節(jié)性能最差。為避免凝結水母管發(fā)生超壓問題，實際運行中會將凝結水泵再循環(huán)，利用再循環(huán)門凝結水的流動使水泵處于滿負荷工作狀態(tài)，然而此種方式很容易導致電機發(fā)熱嚴重，同時浪費大量電能。由此，可在凝結水泵處增設變頻器，以改善凝結水泵的調節(jié)性能，優(yōu)化凝結水泵運行方式。

2.2調整燃用煤種

（1）當使用質地密實、熱值小、揮發(fā)份低的劣質煤時，易產生燃燒困難、床溫較低的問題。機組工作中可對二級反料實施放灰以降低飛灰循環(huán)量。使用較小的一次風量，適宜增大二次風量，并增加過?？諝庀禂?shù)，同時將床溫調整在900～950℃范圍內，由此可改善燃燒效率。

（2）當使用質地疏松、熱之高、揮發(fā)份高的優(yōu)質煤時，可能出現(xiàn)帶負荷較難、床溫較高問題。機組工作中可通過使用煙氣再循環(huán)風機來增大飛灰循環(huán)流量；合理增大一次風壓，將床溫調整在850～900℃范圍內，并通過降低二次風量的方式來減小過?？諝庀禂?shù)，提高燃燒效率。

2.3優(yōu)化機組運行方式

調整并優(yōu)化機組低負荷狀態(tài)下的風機系統(tǒng)。在機組負荷小于200MW時，因供煤燃燒系統(tǒng)中單臺二次風機便可提供充足氧量，所以可逐漸減小停運側運行的二次風機，直到空載后進行停運。在運行單側風機時，需實時監(jiān)控風煙系統(tǒng)的運行狀況，特別要控制運行風機的過電流問題。當鍋爐空氣預熱器內沉積過多灰塵時，在空氣預熱器前后二次風機會出現(xiàn)較大壓差，由此會增大風機的功耗。實際運行中可調整空氣預熱器入口煙氣溫度，使其高于設定值，并及時清除預熱器內的積塵，由此可降低空氣預熱器前后壓差，減小風機電耗[3]。

2.4控制床溫及床層高度

通常而言，800～1000℃是循環(huán)流化床機組運行安全的溫度范圍。在安全床溫范圍內，當床溫增大時，燃燒效率也會稍微增加，但此種效率變化非常微小。實際運行時應依據(jù)煤種特性對床溫進行調整。如當燃燒高硫煤時，床溫控制在較低范圍內可確保脫硫溫度達到最佳水平。床層高度對機組的運行穩(wěn)定性有重要影響。當床層厚度較大時，風機壓頭會增高，同時電耗會增大，運行經(jīng)濟性會受到影響；而當床層較薄時，床層很容易被吹穿，流化質量會受到影響。工作中可為確保料層差壓正常，應盡量選用機械連續(xù)排渣，以促使機組維持在最佳料位工作。

3　結束語

循環(huán)流化床機組的節(jié)能減排水平將直接關系電廠生產的經(jīng)濟性和效益，因此，相關技術與研究人員應加強有關循環(huán)硫化床機組節(jié)能減排優(yōu)化與改造研究，總結機組節(jié)能減排措施及關鍵系統(tǒng)優(yōu)化方法，以逐步提升循環(huán)硫化床機組運行質量。

[1]孟磊.大型循環(huán)流化床機組節(jié)能優(yōu)化運行技術研究[D].華北電力大學,2013.

[2]龔仁杰.循環(huán)流化床機組一次調頻控制方案優(yōu)化研究[D].華北電力大學,2014.

[3]劉媛.國產化300MW循環(huán)流化床機組鍋爐燃燒系統(tǒng)研究[D].華北電力大學,2012.

常亮（1988-），男，山西忻州人，本科。