張楠木

[摘 要]循環(huán)流化床鍋爐不僅燃料適應(yīng)性強(qiáng)，燃燒率高，負(fù)載變化范圍廣，調(diào)節(jié)性能好，環(huán)保性能好。同時，脫硫脫硝也可以再次使用。因此，為了更好地保證其高效運(yùn)行，必須采取有效措施，充分發(fā)揮其環(huán)保性能。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐；發(fā)展；環(huán)保

中圖分類號：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）29-0002-01

前言

目前我國火力發(fā)電中電站鍋爐仍然以煤粉爐為主。隨著我國科技的進(jìn)步，以及環(huán)保要求的嚴(yán)格，循環(huán)流化床鍋爐（CFB）在我國的應(yīng)用日益廣泛，單臺容量不斷擴(kuò)大，已成為成熟的環(huán)保發(fā)電技術(shù)之一。

1 循環(huán)流化鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 鼓泡硫化鍋爐技術(shù)

沸騰爐（鼓泡流化床）最早產(chǎn)生在20世紀(jì)60年代后期，通過堅(jiān)持不懈的研究，工作人員終于解決了難點(diǎn)，同時在摸索中一直歸納經(jīng)驗(yàn)，這讓鼓泡流化床鍋爐技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。但事實(shí)上，鼓泡流化床鍋爐在產(chǎn)品研發(fā)與研究中，很多人員都發(fā)現(xiàn)該技術(shù)燃料有很多局限，最后只得使用油頁巖作為高灰燃料，所以鼓泡流化床的技術(shù)發(fā)展受到了制約。

1.2 小型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)

在20世紀(jì)80年代初，國家科委會首次對煤的流化床燃料技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，隨后對循環(huán)流化床鍋爐與相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了深入的研發(fā)。1984年，國內(nèi)科學(xué)院物理研究所中2.8MW的熱功率循環(huán)流化床燃燒試驗(yàn)誕生，它說明流化床燃燒技術(shù)開始從冷態(tài)實(shí)驗(yàn)與理論研究轉(zhuǎn)向熱態(tài)。從80年代中期開始，大多數(shù)中小型鍋爐制造廠開始與研究院成立合作關(guān)系，并且對循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施項(xiàng)目研發(fā)。到90年代中期，已經(jīng)有200多臺75t/h的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。這類小容量的循環(huán)流化床鍋爐在應(yīng)用中也存在諸多問題，主要體現(xiàn)為主氣溫偏低、磨損較大、出力不足、輔機(jī)故障率偏高、自動化水平不足等，雖然目前也進(jìn)行了優(yōu)化，也很好地解決了一些問題，機(jī)組應(yīng)用率有了明顯改善，但小容量循環(huán)流化床鍋爐整體水平依然不夠，還需要進(jìn)一步提高。

1.3 中等容量循環(huán)流化床

到90年代中期，國內(nèi)鍋爐制造公司先后引進(jìn)了一大批先進(jìn)的技術(shù)，220t/h循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入國內(nèi)市場，機(jī)組中的中等含量循環(huán)流化床鍋爐讓國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)得到了整體改善，同時也在商業(yè)市場上獲得了很好的位置。在這過程中，最為顯著的是四川白馬發(fā)電總壩，成功投運(yùn)了410t/h的高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，這對國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展發(fā)揮了很大作用，它不僅體現(xiàn)了良好的循環(huán)流化床鍋爐與容量優(yōu)勢，同時也印證了循環(huán)流化床鍋爐對國內(nèi)無煙煤的影響。到90年代末，中國開始重視環(huán)境問題，同時電力工業(yè)也對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了協(xié)調(diào)，整體上開始傾向于老機(jī)組改造，以促進(jìn)循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)的應(yīng)用，這為循環(huán)硫化床鍋爐迎來了新的亮點(diǎn)，也正是在國家政策的資助下，國內(nèi)大型鍋爐制造廠的實(shí)施了600m的超臨界前期準(zhǔn)備。

2 循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展前景

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已經(jīng)成為商業(yè)化典型的清潔煤技術(shù)，在全球儲煤不斷減少的同時，也對環(huán)保提出了很多新要求。煤炭作為重要的能源，若大量使用儲量也會降低，大型煤粉鍋爐業(yè)將被限制。事實(shí)上，循環(huán)流化床有很好的適應(yīng)性，適合不同燃料燃燒，同時幫助城市處理垃圾，所以會得到政府支持，這也是循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的優(yōu)勢。循環(huán)硫化鍋爐擁有低溫燃燒與空氣分級等作用，它能幫助生成氧化物，和同期鍋爐相比，它能減小氮氧含量，使NO質(zhì)量濃度始終處在300mg/m3內(nèi)。深度脫硝脫硫已經(jīng)成為重點(diǎn)研究方向，CFB在國內(nèi)分布范圍較廣，雖然數(shù)量很多，但技術(shù)還需要進(jìn)一步改良，從而讓深度脫硫成為發(fā)展目標(biāo)。對于高硫份設(shè)備與高灰份設(shè)備等容易燃燒的設(shè)備，循環(huán)流化床鍋爐有很多技術(shù)優(yōu)勢，針對低負(fù)荷的調(diào)峰電廠，循環(huán)流化床鍋爐燃燒有很多優(yōu)勢。目前，410t/h與220t/h的循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)投入運(yùn)行。在整個發(fā)展中該技術(shù)將朝著更加大型的方向遞進(jìn)，所以循環(huán)流化鍋爐有良好的生命力與應(yīng)用前景。

3 循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)異的環(huán)保特性

3.1 低煙塵產(chǎn)生量

循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)件旋風(fēng)分離器上半部分為圓柱形，下半部分為錐形。煙氣出口為圓筒形鋼板件，形成一個端部敞開的圓柱體。細(xì)顆粒和煙氣先旋轉(zhuǎn)下流至圓柱體的底部，而后向上流動離開旋風(fēng)分離器。粗顆粒落入直接與旋風(fēng)分離器相連接回料閥回料器立管。實(shí)際上循環(huán)流化床鍋爐中的旋風(fēng)分離器與煙氣除塵設(shè)備中的旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)是一樣的。這種分離設(shè)備作用就是將固態(tài)顆粒物從氣流中分離出來。單個的旋風(fēng)分離器的分離效率約為50%。因此循環(huán)流化床鍋爐爐膛上部熱態(tài)細(xì)煤粒、灰粒隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器后，大部分被分離后再次返回爐膛，對新的入爐煤加熱使其燃燒，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。

3.2 燃燒方式

根據(jù)環(huán)境保護(hù)和煤的潔凈燃燒的要求，選用了循環(huán)流化床燃燒方式。為了保證較高的燃燒效率和較高的鍋爐熱效率，選用中循環(huán)倍率布置燃燒系統(tǒng)。眾所周知，循環(huán)流化床是靠調(diào)節(jié)循環(huán)物料流率控制床溫。為了保證燃燒的穩(wěn)定性和運(yùn)行的可靠性，燃燒系統(tǒng)采用全密封的膜式水冷壁、水冷布風(fēng)板、水冷風(fēng)室，采用分離可靠、分離效率最高的全密封的高溫旋風(fēng)分離器和返料可靠性最好的U型返料器，以及床下油點(diǎn)火系統(tǒng)。分離系統(tǒng)的工作效率對循環(huán)流化床鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行、鍋爐出力影響至關(guān)重要。分離系統(tǒng)為單級高溫旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外眾多鍋爐廠生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐，運(yùn)行統(tǒng)計(jì)出分離效果最好的也是高溫旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)。因此，鍋爐燃燒系統(tǒng)采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器從根本上保證了鍋爐有最高的燃燒效率和鍋爐熱效率，從根本上保證鍋爐出力充足。

3.3 水循環(huán)方式的選擇

鍋爐采用了強(qiáng)制水循環(huán)，使受熱面管中有較高的水流速。所以鍋爐運(yùn)行時，在規(guī)定的循環(huán)水流量下，爐水不會汽化。該爐布置的管中水流速，當(dāng)鍋爐水流量在額定循環(huán)水量50%以上變化時，水冷壁不會發(fā)生過冷沸騰。水流程布置為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使鍋爐運(yùn)行操作、調(diào)節(jié)最簡單。布置受熱面中的水流都是從下到上流向，管內(nèi)水不會發(fā)生氣塞。鍋爐布置了大直徑鍋筒，鍋爐水容量為90噸。當(dāng)突然停電時，汽化需要的熱量大于爐內(nèi)的蓄熱量，保護(hù)鍋爐安全。所以在突然停電后，鍋爐的水系統(tǒng)完全保證鍋爐的安全可靠。

3.4 熱力系統(tǒng)

煙氣流程為：爐膛、分離器、省煤器、空氣預(yù)熱器順序流動。按各受熱面間的吸熱量分配和布置受熱面面積。熱水鍋爐各受熱面間吸熱量分配不像蒸汽鍋爐有加熱、蒸發(fā)、過熱的熱量分配比例，而是根據(jù)燃燒條件、總吸熱量、節(jié)約鋼材的要求布置。鍋爐受熱面積布置是依據(jù)國內(nèi)外循環(huán)流化床熱水鍋爐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)爐測試數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的。除保證該爐有110%超負(fù)荷能力，還有部分富裕量。

3.5 水循環(huán)系統(tǒng)

熱水鍋爐正常運(yùn)行時，爐內(nèi)的水不允許發(fā)生汽化。如果汽化會發(fā)生水擊，水擊使鍋爐設(shè)備發(fā)出響聲、振動，直至損壞設(shè)備。因此熱水鍋爐受熱面的布置應(yīng)采用避免發(fā)生過冷沸騰和爐水汽化的結(jié)構(gòu)。鍋爐采用了強(qiáng)制水循環(huán)，稅流程是采用鍋爐回水進(jìn)入給水分配集箱、省煤器、后水冷壁、側(cè)水冷壁、前水冷壁至鍋爐出水鍋筒送出。鍋爐最高出口水溫130℃以下，各管組出口水溫有25℃以上的欠熱，避免發(fā)生飽和沸騰。

結(jié)束語

對循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用策略進(jìn)行探討具有十分重要的意義。所以在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須采取有效的技術(shù)措施加強(qiáng)對循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能環(huán)保應(yīng)用，才能確保循環(huán)流化床鍋爐始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

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