張國慶

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，相應(yīng)的環(huán)境污染問題就越來越引起人們的重視。國家"十二·五"期間對實現(xiàn)節(jié)能減排的建設(shè)目標(biāo)提出了新的要求，在供暖、供熱行業(yè)中大力發(fā)展大型集中供熱。隨著國家政策的引導(dǎo)與城市設(shè)施的不斷更新?lián)Q代，熱源廠的建設(shè)成為大型集中供熱的關(guān)鍵。而鍋爐作為熱源廠生產(chǎn)運營鏈中的重要組成部分，什么樣的爐子能在實用性與經(jīng)濟性上找到更好的契合點就變得尤為重要了。本文在此基礎(chǔ)上，對循環(huán)流化床鍋爐與新型斜推往復(fù)爐排鍋爐在熱源廠投資運行方面進行了分析比較。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；新型斜推往復(fù)爐排鍋爐； 實用； 經(jīng)濟性

一、循環(huán)流化床鍋爐的特點

循環(huán)流化床燃燒（CFB）是一種既能適應(yīng)不同燃料，又能有效燃燒燃料，降低污染物排放濃度的清潔燃燒技術(shù)。鍋爐中的燃料和脫硫劑被粉碎成細小顆粒，并通過氣流輸送到爐內(nèi)，使燃料和脫硫劑在低溫下反復(fù)燃燒、脫硫，脫硫效率高，減少氮氧化物排放，燃料達到高效燃燒，產(chǎn)生的灰渣也有利于綜合利用。

典型的循環(huán)流化床鍋爐由爐膛、氣固分離器、固體物料回收裝置、外置式換熱器和對流煙道組成。燃燒室是循環(huán)流化床鍋爐的主體。燃料和脫硫劑（石灰石）破碎成細小顆粒送入爐膛。爐子的底部由側(cè)壁送入兩層空氣。在一次風(fēng)和兩次風(fēng)的作用下，顆粒被送入流化狀態(tài)，加劇了燃燒強度。剩下的未燃燼的燃料在分離器內(nèi)分離后，通過物料回流裝置回到爐膛，形成床料循環(huán)，重復(fù)燃燒，直到燃料完全燃燒，煙氣在對流煙氣中交換，通過除塵器進入大氣。

與普通鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性好、燃料流化、固體和氣體充分混合等優(yōu)點。即能充分利用難燃燃料，也有利于快速燃燒。因此，各種類型的煤種均可以使用燃燒，而不需要使用任何輔助燃料燃燒；由于特殊的水動力形式，氣固混合充分，增加爐內(nèi)的停留時間，有助于燃料循環(huán)燃燒，燃燒效率高。低排放，循環(huán)流化床鍋爐低溫燃燒，溫度一般控制在850～950℃，能促進脫硫反應(yīng)，抑制氮氧化物的生成，其它污染物也很低。負荷調(diào)節(jié)操作靈活，簡單地調(diào)整燃料供給、空氣供給和物質(zhì)循環(huán)，調(diào)整范圍非常大，通常從30%到110%，負荷調(diào)節(jié)速度也很快，每分鐘可達4%；垃圾灰渣易于綜合利用，焚燒后的渣灰碳含量低，很適合作為建筑材料的原料。循環(huán)流化床鍋爐也有許多缺點：能耗高，風(fēng)供風(fēng)壓力高，循環(huán)系統(tǒng)相對復(fù)雜，冷、熱慣性大，支持快速啟動和停止困難，自動控制系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)配套還不完善等等，以上問題還需要進一步的研究。

二、新型斜推往復(fù)爐排鍋爐的特點

新型斜推往復(fù)爐排鍋爐，通過不斷實踐與創(chuàng)新，自主研發(fā)爐排片技術(shù)和整體傾斜往復(fù)爐排技術(shù)。鍋爐設(shè)計效率接近或達到83%，實際運行效率不低于80%，鍋爐能夠長期高效穩(wěn)定運行。

新型斜推往復(fù)爐排鍋爐，合理地組織爐內(nèi)空氣動力場，針對不同的煤種，燃料層氧擴散速度得以強化，使燃料在爐內(nèi)容易點火，燃燒完全。在燃燒過程中，過量空氣系數(shù)可控制在低于其他層燃鍋爐的平均水平。同時，鍋爐受熱面布置均考慮了運行的實際工況，使鍋爐在運行中，風(fēng)道及煙道的阻力均較低，鼓引風(fēng)機的單耗在同樣容量的鍋爐中幾乎是最低的。

新型斜推往復(fù)爐排鍋爐，解決了以前斜推往復(fù)爐排運行“可靠性差”、“爐排片燒損”、“爐排漏煤量大”的三個根本問題。爐排各項燃燒技術(shù)指標(biāo)的合理性，均得到實踐的驗證。在正常使用條件下，可以確保在5～7年內(nèi)無需更換爐排片。動力傳動機構(gòu)、爐排內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔合理，能夠保證爐排事故率底和維修、維護的方便。

三、鍋爐房初投資

鍋爐及附屬設(shè)備

1）石灰石投加系統(tǒng)（脫硫）

循環(huán)流化床鍋爐可以在爐內(nèi)進行進行脫硫，但為了將石灰石粉料投入爐內(nèi)，每臺鍋爐需要一套傳動和控制系統(tǒng)（根據(jù)煤質(zhì)和負荷的變化來調(diào)整石灰石粉的投入量），一臺70mw鍋爐預(yù)計增加30萬元費用支出。往復(fù)爐排鍋爐只能利用于爐外煙氣脫硫。根據(jù)目前濕法脫硫的方法，不需要每爐建立脫硫劑投加系統(tǒng)。

2）除塵系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐煙氣粉塵的原始排放濃度一般大于20000mg /立方米。采用靜電除塵器或布袋除塵器，使凈化后的煙氣達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。往復(fù)爐排鍋爐的煙氣煙塵初始排放濃度為1800毫克/立方米，采用濕式除塵器或高效多管旋風(fēng)除塵器即可。一臺70mw循環(huán)流化床鍋爐三靜電除塵器價格為156萬元，而往復(fù)爐排鍋爐的價格大約是80萬元。

3）鼓、引風(fēng)系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐耗電大。與往復(fù)爐排鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機、二次風(fēng)機和流化風(fēng)機要求有較高的壓力，風(fēng)壓一般運行在10kPa，功率消耗大、噪聲高、振動大。往復(fù)爐排鍋爐的風(fēng)機壓力一般低于2kPa。一般循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)機功率要普遍比往復(fù)爐排鍋爐高4～5%。

一臺70mw循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)機投資約為60萬元，而往復(fù)爐排鍋爐風(fēng)機投資約為26萬4000元。

4）除渣系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐排出的灰渣量是往復(fù)爐排鍋爐的十倍甚至十倍以上。目前一般有兩種運輸方式：一種是封閉罐車運輸，二種采用正壓氣力輸送系統(tǒng)。采用正壓氣力輸送系統(tǒng)，循環(huán)流化床鍋爐平均投資72萬元。往復(fù)爐排鍋爐濕式除塵脫硫一體化裝置與除渣系統(tǒng)相結(jié)合，可采用鏈斗式除渣器或重鏈鏈除渣器輸送，鍋爐平均投資50萬元。

一臺70mw熱水鍋爐的兩種爐型設(shè)備價格比較（如表1）

采用循環(huán)流化床鍋爐，每臺鍋爐的設(shè)備價格比往復(fù)爐排鍋爐貴549.96萬?？紤]其安裝費和土建費用，估算每臺采用循環(huán)流化床的鍋爐投資要比往復(fù)爐排鍋爐貴935萬元。

四、運行費用

維護及檢修費用

對分離器的磨損問題，循環(huán)流化床鍋爐尚未完全解決。與往復(fù)爐排鍋爐相比，維護工作量大、成本高。有更好的除塵效果的袋式除塵器，也有必要增加定期換袋費用的要求。

往復(fù)爐排鍋爐是一種有很長的歷史和非常成熟的爐型。其經(jīng)營管理相對簡單，容易掌握。循環(huán)流化床鍋爐在司爐操作人員的操作水平上要求較高，這也在無形中增加了一部分鍋爐運行成本。在操作中，燃燒的條件應(yīng)根據(jù)負荷和煤質(zhì)的變化隨時調(diào)整，正常的床層溫度和煤的比例應(yīng)隨時變化，從而減少氣體與固體不完全燃燒損失。可以看出，循環(huán)流化床鍋爐的運行調(diào)整比往復(fù)爐排鍋爐更加復(fù)雜。

結(jié)論

循環(huán)流化床鍋爐是一種良好的爐型。然而，新型斜推往復(fù)鍋爐在滿足煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求下，具有突出的優(yōu)點和廣闊的應(yīng)用前景。目前，循環(huán)流化床鍋爐廣泛應(yīng)用于電站鍋爐，在供熱鍋爐中應(yīng)用較少。為什么會這樣？有以下幾個原因：首先，循環(huán)流化床爐其耗電量高，但它使用電廠的電力，價格低，所以不會增加發(fā)電成本；其次，發(fā)電廠的經(jīng)營管理水平，可滿足循環(huán)流化床鍋爐在運行方面的要求。最后，循環(huán)流化床鍋爐的使用可降低電廠的能耗和投資。

參考文獻：

[1]曾兵. 循環(huán)流化床鍋爐選擇性排渣冷卻系統(tǒng)研究[D].重慶大學(xué)，2012.