光琪

[摘? ? 要]隨著我國(guó)綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的建立健全以及節(jié)能環(huán)保政策的實(shí)施，循環(huán)流化床鍋爐作為一種效率高、污染小的潔凈煤燃燒技術(shù)也逐漸受到行業(yè)內(nèi)企業(yè)的廣泛關(guān)注和使用。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前大型循環(huán)流化床鍋爐仍然存在各種問(wèn)題，基于此，文章首先從循環(huán)流化床鍋爐的功能和特點(diǎn)著手分析，闡述了目前循環(huán)流化床鍋爐的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，并針對(duì)性地提出了循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造意見(jiàn)和建議。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐;節(jié)能增效;綠色低碳

[中圖分類(lèi)號(hào)]TK229.66 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）07–00–03

Research on Energy-saving and Efficiency-increasing?Reformation of Circulating Fluidized bed Boiler

Guang Qi

[Abstract]With the establishment of my country's green and low-carbon circular development economic system and the implementation of energy saving and environmental protection policies， circulating fluidized bed boilers， as a clean coal combustion technology with high efficiency and low pollution， have gradually begun to be widely used by enterprises in the industry Attention and use. However， after research and investigation， it is found that there are still various problems in large-scale circulating fluidized bed boilers. Based on this， this article first analyzes the functions and characteristics of circulating fluidized bed boilers， and expounds the current status and existing problems of circulating fluidized bed boilers. Problems， and pointed out opinions and suggestions on the research of energy-saving and efficiency-enhancing reformation of circulating fluidized bed boilers.

[Keywords]circulating fluidized bed boiler;energy-saving and efficiency-enhancing;green and low-carbon

循環(huán)流化床鍋爐具備資源節(jié)約型技術(shù)。在實(shí)際操作中通過(guò)不斷探索和研究以減少故障發(fā)生的概率，同時(shí)利用經(jīng)濟(jì)高效、低污染和潔凈煤燃燒的技術(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能高效的目標(biāo)，在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也增強(qiáng)了社會(huì)公眾的認(rèn)同，有利于企業(yè)良好形象的樹(shù)立。

1 循環(huán)流化床鍋爐的功能和特點(diǎn)分析

1.1 燃燒效率高且適應(yīng)性強(qiáng)

循環(huán)流化床鍋爐中有大量灰粒子，因此其具有較穩(wěn)定的循環(huán)性。由于循環(huán)流化床鍋爐具備較強(qiáng)的流動(dòng)性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱量與質(zhì)量充分交換，同時(shí)也為燃料預(yù)熱和引燃創(chuàng)造了良好的前提環(huán)境，并且對(duì)于部分沒(méi)有燃盡的煤炭也可以通過(guò)延長(zhǎng)其在鍋爐內(nèi)的儲(chǔ)存時(shí)間來(lái)進(jìn)行多次循環(huán)燃燒，反復(fù)參與多次的熱量和質(zhì)量交換，一直到煤炭被充分燃盡為止，如此操作方式和儲(chǔ)存方式也大大提高了燃料的利用效率。另外，循環(huán)流化床鍋爐還可以通過(guò)特殊技術(shù)將最難燃燒的燃料進(jìn)行充分燃燒，實(shí)現(xiàn)其資源利用的最大化，比如垃圾和劣質(zhì)煤等，并且這種將不可分解的材料充分利用作為燃燒燃料的方式，不僅大大提升了一次性資源的完整利用率，同時(shí)還降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)和原料的購(gòu)買(mǎi)成本，進(jìn)一步提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和利潤(rùn)。

1.2 具備良好的調(diào)節(jié)性

由于循環(huán)流化床鍋爐中的燃料大部分都是高溫的循環(huán)灰，因此其不僅具備較強(qiáng)的熱量?jī)?chǔ)存功能，可以保持燃燒的穩(wěn)定性，并且還可以隨意變化鍋爐的負(fù)荷范圍，不僅包括循環(huán)流化床鍋爐自身的負(fù)荷，還包括負(fù)荷在一般情況下進(jìn)行相應(yīng)變化時(shí)，隨時(shí)調(diào)整鍋爐中的煤量以及其流化的速度，從而使循環(huán)流化床鍋爐在長(zhǎng)期使用中得以始終維持最合適的負(fù)壓狀態(tài)，保持負(fù)壓平衡，以便在鍋爐中加入新的燃料就能迅速產(chǎn)生并持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源，不僅如此，這種做法還可以將壓火設(shè)備作為儲(chǔ)備設(shè)備時(shí)刻保存，以充分利用循環(huán)流化創(chuàng)鍋爐良好的調(diào)節(jié)性。

1.3 具備環(huán)保功能

從技術(shù)運(yùn)行的本質(zhì)上來(lái)看，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以在鍋爐內(nèi)使用脫硫劑來(lái)進(jìn)行脫硫活動(dòng)。目前，企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)用最多的脫硫劑就是石灰石。其次，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)具備較為穩(wěn)定的床溫，因?yàn)橐坏╁仩t內(nèi)的溫度過(guò)高就會(huì)容易導(dǎo)致鍋爐內(nèi)產(chǎn)生難以徹底燃燒的遺留塊體，從而阻礙工作的正常完成。但是溫度一旦過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的溫度還達(dá)不到燃料燃燒的燃點(diǎn)，由于脫硫劑脫硫活動(dòng)反應(yīng)的發(fā)生需要最高溫度作為支撐，但是流化床鍋爐所采用的燃燒卻是最低溫，所以若是在隔空的環(huán)境中進(jìn)行燃料的燃燒，就可以有效抑制NO_X的產(chǎn)生和擴(kuò)散，從而有效減少循環(huán)流化床鍋爐在燃料燃燒過(guò)程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生和擴(kuò)散，并通過(guò)減少有害物質(zhì)的排放量實(shí)現(xiàn)周?chē)h(huán)境的污染程度降低。

1.4 利用率高

由于循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒溫度較低，能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)鍋爐內(nèi)的燃料充分燃燒，在提高燃料利用率的同時(shí)也能有效減少床鍋爐內(nèi)的灰渣含量，從而進(jìn)一步提升灰渣的活性。這些灰渣最后還可以將其摻和在水泥等建筑材料當(dāng)中進(jìn)行再次重復(fù)利用，將其經(jīng)濟(jì)價(jià)值實(shí)現(xiàn)效益最大化，有效提升了資源的利用率，對(duì)于我國(guó)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建也起到了積極作用。

2 循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能現(xiàn)狀

2.1 運(yùn)行現(xiàn)狀

循環(huán)流化床鍋爐長(zhǎng)期以來(lái)在運(yùn)行過(guò)程中都存在“大馬拉小車(chē)”的普遍現(xiàn)象，并且循環(huán)流化床鍋爐大部分都是在低負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行工作運(yùn)行。一方面，鑒于考慮到循環(huán)流化床鍋爐未來(lái)的發(fā)展需要，許多用戶(hù)和相關(guān)的設(shè)計(jì)部門(mén)在循環(huán)流化床鍋爐數(shù)量和容量上的選擇時(shí)都會(huì)出現(xiàn)實(shí)際需求量超標(biāo)的現(xiàn)象，另一方面，由于循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中隨著熱負(fù)荷和用氣的變化而在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)，從而造成其長(zhǎng)期處于低負(fù)荷運(yùn)行的工作狀態(tài)，大大降低了循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效率，同時(shí)也容易導(dǎo)致能源浪費(fèi)，不利于資源的充分利用和合理分配。

2.2 燃煤質(zhì)量

我國(guó)燃煤主要是以無(wú)煙煤和貧煤為主，地區(qū)不同，煤炭的質(zhì)量上也有較大的差別，使用的煤種也各不相同，所以煤種的變化也會(huì)影響循環(huán)流化床鍋爐的燃燒情況和運(yùn)行的熱效率。

2.3 燃燒設(shè)備

目前我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐主要側(cè)重于爐外觀(guān)的設(shè)計(jì)，對(duì)于設(shè)備上的研究還有所欠缺。同時(shí)燃燒設(shè)備也是交給專(zhuān)業(yè)的配套廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)，因此在燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)上缺乏針對(duì)性和科學(xué)合理性，在一定程度上也影響了循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行效果。

3 循環(huán)流化床鍋爐存在的問(wèn)題

3.1 安全問(wèn)題

循環(huán)流化床鍋爐由于開(kāi)發(fā)時(shí)間不長(zhǎng)，因此尚不具備完善的技術(shù)基礎(chǔ)理論和產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造體系，再加之缺乏成熟的運(yùn)營(yíng)操作經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐無(wú)法準(zhǔn)確全面的掌握相關(guān)技術(shù)運(yùn)行的注意事項(xiàng)，使得循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行上存在較大的安全隱患問(wèn)題，無(wú)法保障相關(guān)人員的安全性。

3.2 能耗問(wèn)題

從循環(huán)流化床鍋爐的能耗問(wèn)題上來(lái)看，由于其鍋爐內(nèi)的燃燒物料濃度很高，燃燒的徑粒也比較大，因此其在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)受熱面磨損速度過(guò)快等現(xiàn)象，即便已經(jīng)采取了相應(yīng)的防范措施，依然還是存在能量損耗過(guò)大的問(wèn)題。

3.3 控制問(wèn)題

由于循環(huán)流化床鍋爐在物料燃燒時(shí)所采取的調(diào)整方式不同且控制的點(diǎn)相對(duì)而言比較多，因此與傳統(tǒng)的鍋爐相比，其在風(fēng)煙系統(tǒng)和灰渣系統(tǒng)上的應(yīng)用相對(duì)比較復(fù)雜，因此在運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制上也具備一定的難度。

4 循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效改造研究

4.1 充分利用回收鍋爐余熱

循環(huán)流化床鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中最主要的燃料就是煤炭，因此煤炭的燃燒速度和充分燃燒率直接決定了循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能減排效率，而煤炭的燃燒速度和充分燃燒率又受燃燒技術(shù)的直接影響，因此為進(jìn)一步提升循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能增效改造，可以從燃料燃燒的技術(shù)著手，充分利用回收鍋爐的余熱來(lái)提高鍋爐的燃燒和運(yùn)行效率。由于大量的高壓蒸汽會(huì)隨著循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際運(yùn)行而不斷產(chǎn)生，因此可以通過(guò)建立一套專(zhuān)項(xiàng)智能溫度采集系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)鍋爐閥門(mén)排放和余熱的泄漏，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高壓蒸汽熱量的多次循環(huán)再利用，同時(shí)還可以通過(guò)在鍋爐尾部的煙道中增加其受熱面積，進(jìn)一步有效回收和利用鍋爐余熱。

4.2 合理安排啟動(dòng)時(shí)間

汽機(jī)的配合是機(jī)組啟動(dòng)的關(guān)鍵，因此要合理安排汽機(jī)暖缸沖轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷來(lái)降低啟動(dòng)消耗和縮短啟動(dòng)時(shí)間;在鍋爐點(diǎn)火之后為保證鍋爐前和汽輪機(jī)前蒸汽溫度的同步升高，需要汽輪機(jī)及時(shí)調(diào)整為真空狀態(tài)，同時(shí)為防止因操作不符合條件導(dǎo)致鍋爐持續(xù)燃燒最終導(dǎo)致機(jī)前溫度上升的不良現(xiàn)象，可在鍋爐的蒸汽參數(shù)滿(mǎn)足條件時(shí)進(jìn)行機(jī)組沖轉(zhuǎn)。

4.3 結(jié)合利用超強(qiáng)脫硫技術(shù)

超脫硫技術(shù)隨著我國(guó)高新科學(xué)技術(shù)的不斷完善和行業(yè)的持續(xù)發(fā)展而逐漸成為未來(lái)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和必要條件，加之隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，煤炭超脫硫技術(shù)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的解決和改善也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)污染物排放的嚴(yán)格管控，采取各種手段降低空氣中的二氧化硫含量?，F(xiàn)階段，根據(jù)所整合總結(jié)的目前我國(guó)傳統(tǒng)脫硫技術(shù)中所存在的問(wèn)題，不難發(fā)現(xiàn)石灰石是促進(jìn)脫硫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的有效方法。

4.4 采取低氧燃燒的方式

經(jīng)實(shí)踐證明，低氧燃燒的方式能夠通過(guò)連續(xù)重復(fù)的燃燒為燃料創(chuàng)造熱循環(huán)回路，大大提高了燃料的燃盡效率，同時(shí)也有效降低了電耗，推動(dòng)了循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能增效的提高。

4.5 積極發(fā)展綜合能源

可以通過(guò)采取對(duì)其他原材料的進(jìn)一步加工和再利用來(lái)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源資源的合理升級(jí)，積極發(fā)展能源的綜合利用來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排增效的目的。

4.6 科學(xué)調(diào)整循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行方式和磨損處理

床壓、床溫以及風(fēng)量和汽溫特性都是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的主要特性，其中床層的壓力主要取決于鍋爐內(nèi)的燃料量以及鍋爐負(fù)荷，在操作室要保持兩側(cè)床壓的平衡，并將兩側(cè)壓值控制在合理范圍內(nèi)。在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)上壓差增大，可適當(dāng)調(diào)節(jié)送入爐膛的一二次風(fēng)量。同時(shí)根據(jù)鍋爐內(nèi)的NO_x排放量調(diào)節(jié)床溫，同時(shí)將床溫控制在850 ～920 ℃來(lái)保證鍋爐的安全運(yùn)行。另外，在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，由于風(fēng)量特性與燃燒和流化狀態(tài)有關(guān)，因此要通過(guò)平衡兩側(cè)爐膛的差值來(lái)控制風(fēng)量，保證鍋爐的正常運(yùn)行。

4.7 采用混合燃料來(lái)提升燃燒效率

在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，燃料是最基本的要素，但是由于現(xiàn)如今大部分使用的燃料都是不可再生的煤炭等資源，不僅對(duì)環(huán)境造成了較為惡劣的影響，同時(shí)資源的性?xún)r(jià)比相對(duì)新能源來(lái)說(shuō)也較低，因此可以通過(guò)采用混合燃料，利用生物能源進(jìn)行適當(dāng)輔助，進(jìn)一步提高燃料的效率。比如桔梗在進(jìn)行生物發(fā)酵處理后可生成可燃性氣體，并且也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，符合我國(guó)環(huán)境保護(hù)的政策，也有利于企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)作為一項(xiàng)具有低熱值和高效利用循環(huán)燃燒的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，在節(jié)能環(huán)保上具有較大優(yōu)勢(shì)。但是由于發(fā)展的時(shí)間較短，因此在節(jié)能增效上仍存在著安全、能耗和控制等方面的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，可以通過(guò)采取利用回收鍋爐預(yù)熱、合理安排啟動(dòng)時(shí)間、綜合利用超脫硫技術(shù)和低氧燃燒方式以及發(fā)展中和能源、采用混合燃料提升燃燒效率等措施來(lái)進(jìn)一步推動(dòng)循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能增效改造，推動(dòng)我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展理念的實(shí)現(xiàn)。

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