潘獻(xiàn)軍

摘 要：通過(guò)對(duì)目前的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進(jìn)行分析，得出循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展前景，不斷的采取有效的措施對(duì)我國(guó)的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)中各方面的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，從而使得循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐；現(xiàn)狀；發(fā)展

引言

現(xiàn)階段，煤炭燃燒的主要應(yīng)用爐型就是循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)，該鍋爐技術(shù)的應(yīng)用，使得煤炭實(shí)現(xiàn)了清潔燃燒的目的，同時(shí)，該鍋爐技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，還具有適應(yīng)性強(qiáng)以及調(diào)節(jié)范圍大等諸多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，這就使得該鍋爐技術(shù)逐漸受到了相關(guān)人員的青睞。

一、循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

迄今為止，流化床鍋爐技術(shù)經(jīng)過(guò)了50多年的發(fā)展，已經(jīng)初步成熟，基本能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的較為先進(jìn)的技術(shù)，在這之前，舊鍋爐的改造和新鍋爐的研發(fā)為此提供了數(shù)據(jù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

在將流化床鍋爐技術(shù)投入使用的初期，由于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展還有一定的缺陷，這一階段的任務(wù)主要是工廠舊鍋爐的改造，在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了鼓泡床鍋爐（沸騰爐）。鼓泡床鍋爐的煤炭利用率很低，對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，流化床鍋爐技術(shù)進(jìn)入了新階段，對(duì)鼓泡床鍋爐進(jìn)行技術(shù)革新和升級(jí)，提高了燃料利用率，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)出了新型鍋爐，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。近年來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進(jìn)入了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，使得我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展突飛猛進(jìn)，生產(chǎn)效率急劇提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害大大降低。目前，在研發(fā)工作人員的努力下，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用，由此可見(jiàn)，該技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。

二、運(yùn)行分析

2.1 給煤量調(diào)節(jié)

給煤泥量多少是和鍋爐負(fù)荷相適應(yīng)的，不同洗選煤泥，煤泥量也發(fā)生相應(yīng)變化。一般，在增加負(fù)荷時(shí)，是先加風(fēng)，后加煤泥；而在減小負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先減煤泥，后減風(fēng)，以減少燃燒損失。因煤泥有結(jié)團(tuán)燃燒的特點(diǎn)，采用了從爐膛頂部的高位給煤，以延長(zhǎng)水分蒸發(fā)時(shí)間和揮發(fā)份的析出，避免顆粒團(tuán)粘性過(guò)大，粘連床上物料。從運(yùn)行來(lái)看，不同水分的煤泥，同樣給煤量，整個(gè)爐膛溫度場(chǎng)變化不同，試驗(yàn)表明，水分對(duì)煤泥結(jié)團(tuán)強(qiáng)度影響較大，過(guò)高或過(guò)低水分都會(huì)使凝聚團(tuán)強(qiáng)度降低。強(qiáng)度較低，細(xì)顆粒增多，中上部溫度變化較明顯；強(qiáng)度較高，底部密相區(qū)溫度變化較明顯。前墻三臺(tái)給煤機(jī)做為備用。為保證燃燒穩(wěn)定，一般規(guī)定進(jìn)入爐膛的煤泥含水量控制在28%～32%之間。鍋爐正常運(yùn)行中，通過(guò)調(diào)整煤泥泵的泵送次數(shù)控制燃料量，如煤泥泵突然故障，燃料中斷，氧量表指示將升高，爐膛出口負(fù)壓增大，床溫略有下降（特別是爐膛出口溫度下降較快），此時(shí)，可以啟用備用給煤機(jī)，采用沖量調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)穩(wěn)定床溫。

2.2 風(fēng)量調(diào)節(jié)

1） 一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)。一次風(fēng)的主要作用是保證底部床料處于良好的流化狀態(tài)，提供一定流化風(fēng)速，為爐膛底部燃燒提供部分氧氣。一次風(fēng)量的調(diào)整一般依據(jù)負(fù)荷量的要求來(lái)調(diào)整，但一般不能低于運(yùn)行中所需最低運(yùn)行風(fēng)量（此爐型一般保持在32000～42000m3/s）。風(fēng)量過(guò)低，床料不能正常流化，影響鍋爐負(fù)荷，還可能造成結(jié)焦；風(fēng)量過(guò)大，爐膛下部難以形成穩(wěn)定燃燒的密相區(qū)，增加了鍋爐內(nèi)、外循環(huán)，使各受熱面磨損加劇，風(fēng)機(jī)電耗增加。如風(fēng)量突然增大過(guò)多，還可能出現(xiàn)吹穿、溝流等現(xiàn)象，在爐膛差壓高的情況下，會(huì)因大量細(xì)灰進(jìn)入返料，造成返料器堵塞事故。

2） 二次風(fēng)量調(diào)節(jié)。二次風(fēng)分三層進(jìn)入爐膛，一是補(bǔ)充燃燒所需空氣，二是擾動(dòng)作用，加強(qiáng)氣、固兩相混合，三是改變爐內(nèi)物料的分布。二次風(fēng)的調(diào)節(jié)與負(fù)荷和燃料特性有關(guān)系，一般情況下，鍋爐并爐前期才啟用二次風(fēng)機(jī)，用以提高蒸汽溫度，隨著負(fù)荷增加相應(yīng)增加二次風(fēng)量。在穩(wěn)定工況下，一、二次風(fēng)的比例在6∶4，如果煤泥灰份大，為了增加中上部的燃燒份額，可適當(dāng)提高二次風(fēng)比例。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，此種工況下的調(diào)節(jié)，可以使?fàn)t膛出口溫度穩(wěn)定在850℃以上，爐膛內(nèi)上中下溫度差在50℃左右，溫度場(chǎng)比較均勻，鍋爐負(fù)荷最高可達(dá)85t。

2.3 料層高度的調(diào)節(jié)

維持相對(duì)穩(wěn)定的床層高度是CBF 鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。使用DCS （分散控制系統(tǒng)） 系統(tǒng)，可以通過(guò)策略（風(fēng)室壓力- 密相層上部壓力） 在微機(jī)上直接顯示料層差壓，料差過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響流化質(zhì)量，甚至引起結(jié)焦。因?yàn)槊耗嗄劢Y(jié)團(tuán)性，分裂后顆粒度較小，容易揚(yáng)希夾帶，所以此爐型的另一大特點(diǎn)就是不排渣連續(xù)運(yùn)行，煤泥發(fā)熱量高時(shí)，鍋爐可連續(xù)1～2 天不排渣，料層也許還有下降的可能。為穩(wěn)定運(yùn)行，保證床料合理的顆粒度要求，確保鍋爐在異重流化下燃燒，公司選用煤矸石作為床料進(jìn)行添加，其在床內(nèi)劇烈翻滾運(yùn)動(dòng)，可以將大凝聚團(tuán)碰碎和磨損，還原成細(xì)灰粒，提高了燃盡程度，保證了很高的燃燒效率。運(yùn)行人員根據(jù)需要，隨時(shí)保持料差高度在要求范圍內(nèi)（一般在7200Pa～9200Pa 之間）。

2.4 爐膛差壓

燃燒室密相層上部區(qū)域與爐膛出口之間的壓力差稱為爐膛差壓，它是一個(gè)反映爐膛內(nèi)循環(huán)物料濃度量大小的參數(shù)。分離器效率高時(shí)，燃用高灰份的煤泥時(shí)爐膛差壓會(huì)較高，運(yùn)行時(shí)一般控制在800～2000Pa之間；超過(guò)2000Pa 可從返料放灰管中放掉部分循環(huán)物料以減少返爐膛內(nèi)的返料量。運(yùn)行中，盡量建立并保持較高的爐膛差壓，因?yàn)闋t膛差壓越大，爐內(nèi)傳熱系數(shù)越高，爐膛內(nèi)溫度場(chǎng)越均勻，鍋爐負(fù)荷越高。差壓過(guò)低，細(xì)灰量少，無(wú)法把密相層的熱量帶到鍋爐中上部，床溫就會(huì)偏高，加不上煤泥，帶不起負(fù)荷。爐膛差壓高低還是反映返料裝置工作是否正常的參數(shù)，當(dāng)返料裝置堵塞，返料停止后，爐膛差壓會(huì)突然降低，甚至為負(fù)，運(yùn)行中要格外注意。

三、循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展前景

3.1向超臨界、大型化方向轉(zhuǎn)變

循環(huán)流化床鍋爐現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)基本能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需求，但對(duì)未來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還不能完全跟上腳步，勢(shì)必要進(jìn)行更高程度的技術(shù)革新。由于循環(huán)流化床鍋爐自身的燃燒特性，未來(lái)的鍋爐技術(shù)將朝著超臨界、大型化的方向發(fā)展。一方面，相對(duì)煤粉爐來(lái)說(shuō)，循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)的溫度要低得多，鍋爐向超臨界方向發(fā)展能夠有效地調(diào)節(jié)水冷壁溫度。另一方面，循環(huán)流化床鍋爐床體的固體傳熱系數(shù)與鍋爐的溫度成反比，這樣的熱流分布特點(diǎn)有利于水冷壁的溫度控制。

3.2深度脫硫與脫硝

低溫燃燒是循環(huán)流化床鍋爐獨(dú)有的特性，這一優(yōu)勢(shì)使得燃料燃燒的產(chǎn)生的副產(chǎn)物NOX含量相對(duì)較低。但就目前的發(fā)展形勢(shì)而言，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題愈加重視，未來(lái)必將對(duì)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)提出更加嚴(yán)格的要求。因此，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)必須在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上更上一層樓，才能更好地適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需求。

3.3實(shí)現(xiàn)能源綜合性利用

煤炭等鍋爐生產(chǎn)應(yīng)用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺問(wèn)題十分嚴(yán)重，因此，如何實(shí)現(xiàn)能源的綜合性利用是循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展面臨的一個(gè)技術(shù)難題。一方面，依靠現(xiàn)有的技術(shù)水平，研發(fā)人員可以考慮將部分低級(jí)能源想辦法利用起來(lái)，減小主要能源短缺帶來(lái)的生產(chǎn)壓力。另一方面，當(dāng)前階段，循環(huán)流化床鍋爐燃燒燃料產(chǎn)生的大量灰渣還沒(méi)有一個(gè)很好的處理方式，就目前來(lái)看，這一問(wèn)題擁有更加廣闊的發(fā)展前景，留給我們的還有很大的思考空間。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐具有燃料的適廣性、有較高的燃燒率、污染物的排放濃度點(diǎn)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，因而循環(huán)流化床鍋爐的研究和開(kāi)發(fā)在我國(guó)具有很好的發(fā)展前景，擁有很多發(fā)展機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)：

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