呼利軍，劉誠誠

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

0 引言

我國在幾年前就提出了建立資源節(jié)約型社會(huì)的口號(hào)，盡管我國地大物博，煤炭資源較豐富，但隨著用量的不斷增加，煤炭作為不可再生資源也會(huì)面臨短缺的威脅。而火電廠是煤炭利用率較高的企業(yè)，應(yīng)在節(jié)能降耗方面引起經(jīng)營者的重視。循環(huán)流化床是最近這些年興起的新燃煤技術(shù)，其具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率較高，環(huán)境污染較小的特點(diǎn)，已經(jīng)被很多火電廠應(yīng)用到了具體的生產(chǎn)活動(dòng)中。但同時(shí)我們也應(yīng)該看到循環(huán)流化床的耗電率較高、耗煤率較高的特點(diǎn)，為了更好地節(jié)約資源，應(yīng)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和更新，因此對(duì)循環(huán)流化床的節(jié)能降耗研究具有十分重要的意義。

1 循環(huán)流化床鍋爐概述

循環(huán)流化床鍋爐采用的是半懸浮的燃燒方式，其特點(diǎn)是流態(tài)化燃燒，更好地結(jié)合了懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒的特點(diǎn)。半懸浮的燃燒方式無論是在國內(nèi)還是在國外都獲得了一定程度的認(rèn)可，也是目前效果較好的潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐有著原材料適應(yīng)性高、脫硫效果較強(qiáng)，氮氧化物排放率低，調(diào)節(jié)方便等優(yōu)勢。其脫硫原理是石灰石和燃料進(jìn)行循環(huán)燃燒，長時(shí)間后會(huì)使石灰石越磨越細(xì)，到達(dá)一定程度后會(huì)從分離器中飛出，在此過程中，爐內(nèi)溫度可達(dá)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，達(dá)到更好脫硫效果。

2 循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn)

2.1 循環(huán)流化床鍋爐煤炭燃燒率高

循環(huán)流化床采用的是動(dòng)態(tài)流態(tài)化燃燒，許多灰粒子在爐內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定的循環(huán)，而新加入的煤炭資源只占用床料的很小部分，這就使?fàn)t內(nèi)的熱量交換較為充分，更好、更高效地讓煤炭預(yù)熱和著火。對(duì)于未燃燒充分的煤粒子來說，通過反復(fù)循環(huán)增加了煤粒子在爐內(nèi)的停留時(shí)間使其可以多次參與熱量交換，從而達(dá)到充分燃燒的目的。循環(huán)流化床適應(yīng)原材料性能也比較強(qiáng)，無論是高硫煤、洗中煤還是煤矸石等都可以使其充分燃燒，提高資源的利用率。

2.2 循環(huán)流化床鍋爐調(diào)節(jié)性較強(qiáng)

由于灰粒子在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)進(jìn)行高溫循環(huán)，儲(chǔ)存的熱量較多，可以使?fàn)t內(nèi)的溫度保持在一個(gè)平穩(wěn)的水平上，當(dāng)新煤炭加入后為其迅速預(yù)熱和著火提供熱量供應(yīng)，因此循環(huán)流化床的負(fù)荷可以非常低，從而有利于對(duì)負(fù)荷進(jìn)行更好的調(diào)節(jié)。當(dāng)循環(huán)流化床負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)給煤量和流動(dòng)速度就可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

2.3 循環(huán)流化床對(duì)環(huán)境污染小

循環(huán)流化床既可以對(duì)煤炭進(jìn)行脫硫，又可以進(jìn)行脫氮?？梢哉f循環(huán)流化床一個(gè)很重要的優(yōu)勢就是可以高效脫硫脫氮，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。煤粉爐內(nèi)溫度過高會(huì)導(dǎo)致煤焦煤渣過多而影響脫硫脫氮效果，爐內(nèi)溫度過低又會(huì)使熱量損失，達(dá)不到煤粉充分燃燒的目的。而循環(huán)流化床因其內(nèi)部溫度一般在900 ℃左右，可以為煤炭脫硫處理提供最合適的溫度，通過加入脫硫劑比如石灰石等，使脫硫效果可以達(dá)到90%左右[1]。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)溫度不算太高又采用分級(jí)送風(fēng)，在對(duì)煤炭進(jìn)行燃燒的過程中可以充分抑制氮氧化物的生成。通過這種方式可以有效實(shí)現(xiàn)脫硫脫氮，使得對(duì)大氣環(huán)境污染減少。

2.4 循環(huán)流化床可提高資源利用率

鑒于循環(huán)流化床低溫燃燒且又充分燃燒的特點(diǎn)，使得鍋爐的灰渣中碳含量較低，活性較好，可以用來為其它行業(yè)提供原材料，比如用于摻合料、建筑材料等，一方面提高了資源的利用率另一方面又為火電廠增加了經(jīng)濟(jì)效益。

3 提高循環(huán)流化床節(jié)能降耗能力的措施

循環(huán)流化床有著許多的優(yōu)勢，也成為了目前最主要的燃煤方式，但同時(shí)也應(yīng)注意到循環(huán)流化床的劣勢，因其輔機(jī)功率大、耗電多，使得火電廠的用電率急劇上升，既不利于火電廠控制成本又不利于資源節(jié)約，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)循環(huán)流化床節(jié)能降耗措施的實(shí)施力度。

3.1 降低循環(huán)流化床鍋爐停爐頻次

鑒于循環(huán)流化床的運(yùn)行特點(diǎn)，一旦異常停爐，會(huì)給火電廠帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，從而影響其余行業(yè)的電力供應(yīng)情況。在停爐后的啟動(dòng)階段，應(yīng)控制爐內(nèi)床料的厚度，如果厚度值過高會(huì)導(dǎo)致柴油消耗較正常運(yùn)行高，多利用燃燒器的升溫速度特點(diǎn)對(duì)啟動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，當(dāng)溫度符合投煤條件時(shí)，馬上進(jìn)行煤炭投入處理來降低啟動(dòng)過程中的能源消耗[2]。當(dāng)循環(huán)流化床鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)操作人員要密切關(guān)注各指標(biāo)參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改，把隱患防范于未然，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的日常保養(yǎng)和維修力度，通過這種方式來盡可能減少因停爐給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的各參數(shù)指標(biāo)要正確控制

鑒于循環(huán)流化床的構(gòu)造特點(diǎn)和運(yùn)行方式，其對(duì)于風(fēng)量的要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的煤粉爐。風(fēng)量中的氧氣是煤粉進(jìn)行燃燒的必要條件，控制好床壓、總一次風(fēng)量、床料厚度是提高循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能降耗能力的有效途徑。對(duì)風(fēng)量的控制要以燃燒中最合適的風(fēng)煤比為基準(zhǔn)來進(jìn)行。相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)本廠的實(shí)際情況科學(xué)的計(jì)算出相關(guān)指標(biāo)，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)加控制。同時(shí)在年度大修時(shí)，要對(duì)鍋爐風(fēng)量測定元件進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)一次、二次風(fēng)量以及總風(fēng)量通過熱質(zhì)式流量計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，之后利用修正熱工測量系統(tǒng)對(duì)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行控制，來達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)性。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的床溫也要進(jìn)行控制，通過外置床錐形閥開度來調(diào)整控制床溫在800 ℃左右，此溫度可以使燃燒更加充分，效率更高，旋風(fēng)分離器入口煙溫不能過高，否則會(huì)使耐火材料損毀。一旦煙溫異常會(huì)導(dǎo)致回料錐閥開度兩側(cè)的減溫裝置出現(xiàn)異常，控制好煙溫也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

3.3 對(duì)碎煤機(jī)的工作狀態(tài)及時(shí)調(diào)整

碎煤機(jī)工作狀態(tài)的良好與否直接決定著煤炭資源能否得到充分利用。在對(duì)煤炭進(jìn)行燃燒之前，要利用碎煤機(jī)對(duì)煤炭進(jìn)行粉碎處理以達(dá)到更好地控制煤粉顆粒大小的目的，同時(shí)要均勻分配煤粉粒，此階段的工作得不到保證，會(huì)導(dǎo)致煤粉粒不符合設(shè)備對(duì)顆粒度的要求。一旦大顆粒物料產(chǎn)生堆積會(huì)加大料層阻力，從而導(dǎo)致床溫升高，給排渣帶來較大的影響，造成煤渣中碳含量較高，不利于煤渣的再次利用。而當(dāng)煤粉顆粒較小時(shí)，會(huì)使煤炭燃料進(jìn)入返料器，導(dǎo)致結(jié)焦現(xiàn)象的出現(xiàn)和排煙系統(tǒng)溫度升高，一方面會(huì)增加資源的浪費(fèi)程度，另一方面會(huì)引發(fā)安全事故。因此操作人員要密切觀察碎煤機(jī)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，并對(duì)其工作狀態(tài)及時(shí)調(diào)整，一旦發(fā)現(xiàn)煤炭入爐顆粒度不符合要求，要及時(shí)通過設(shè)備或人工進(jìn)行顆粒度調(diào)整。另外，在碎煤機(jī)使用過后，要及時(shí)調(diào)校各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)防止其出現(xiàn)偏差，從而使資源得到合理利用。

3.4 嚴(yán)格對(duì)排煙溫度進(jìn)行控制

對(duì)于火電廠節(jié)能降耗工作來說，要嚴(yán)格做好排煙溫度的控制。因?yàn)榕艧熛到y(tǒng)的熱量損失是最主要的一項(xiàng)資源浪費(fèi)，通過控制排煙溫度可以較好地控制排煙系統(tǒng)的熱量損失。一般來說排煙溫度每升高12 ℃就會(huì)導(dǎo)致熱量損失增加1%。因此要嚴(yán)格控制排煙溫度，可以通過在出口煙道增設(shè)低溫省煤器，來達(dá)到降低排煙溫度的效果，從而較好地防止了熱能損失，同時(shí)要控制好其進(jìn)水溫度，防止低溫帶來的腐蝕現(xiàn)象。

3.5 對(duì)灰渣含碳量進(jìn)行有效控制

灰渣是一項(xiàng)可供其余行業(yè)利用的重要原材料，可以為火電廠節(jié)省運(yùn)行成本?；以暮剂渴窃u(píng)價(jià)燃燒是否充分和資料是否得到充分利用的關(guān)鍵依據(jù)?；以剂颗c爐內(nèi)溫度、煤炭特性以及煤粉粒大小息息相關(guān)，在實(shí)際控制中可以通過調(diào)整煤粉粒大小來提高燃燒的充分性，從而使灰渣含碳量降低；合理的調(diào)節(jié)分離器，對(duì)一次、二次風(fēng)量進(jìn)行控制，減少一次進(jìn)風(fēng)量同時(shí)增加二次進(jìn)風(fēng)量，適當(dāng)提高爐床壓差等都可以使灰渣的含碳量降低。

3.6 對(duì)冷渣器和補(bǔ)水率進(jìn)行有效控制

冷渣器對(duì)于節(jié)能降耗也有著重要的作用，其可以改善流化質(zhì)量，促進(jìn)原料充分燃燒?；痣姀S可以對(duì)冷卻水進(jìn)行處理，使凝結(jié)水溫度升高，同時(shí)降低排渣溫度，將渣中的溫度用于返風(fēng)。對(duì)補(bǔ)水率也要進(jìn)行控制，最好到3%以內(nèi)，保持補(bǔ)水率的穩(wěn)定，補(bǔ)水率的變化會(huì)使煤耗增加。先提高補(bǔ)水量使凝結(jié)器在較高水位運(yùn)行，之后關(guān)閉補(bǔ)水閥門調(diào)節(jié)疏水量，再計(jì)算補(bǔ)水率是否在3%以內(nèi)，如果沒有甚至遠(yuǎn)超于這個(gè)數(shù)值，說明可能有內(nèi)漏現(xiàn)象的發(fā)生，此時(shí)要對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢查并維修。

4 結(jié)語

為了火電廠的效益可以進(jìn)一步提升，在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)，要利用各種方法來提高資源的利用率,實(shí)現(xiàn)其節(jié)能降耗，一方面可以實(shí)現(xiàn)火電廠的資源合理配置，另一方面可以促進(jìn)火電廠穩(wěn)定健康發(fā)展，對(duì)循環(huán)流化床節(jié)能降耗的研究意義非常深遠(yuǎn)，希望有后來者繼續(xù)對(duì)此展開深入研究。