循环流化床锅炉节能技术分析作者:刘建光来源:《城市建设理论研究》2013年第31期摘要:循环流化床锅炉是一种低污染、高效率的节能设备,在工业生产中有着广泛的应用,它对改善环境、促进可持续工业的发展、充分利用能源、提升机械制造业技术水平有着重要的意义。
本文先介绍循环流化床锅炉节能的必要性和节能性优势,再具体探究锅炉的优化措施,供相关人员参考。
关键词:循环流化床;锅炉;节能技术Abstract:;circulating fluidized bed boiler is;an energy-saving equipment for;low pollution,;high efficiency,;has been widely used in;industrial production,;it is;to improve the environment,;promote the development of;sustainable;industry,;make full use of energy,;is of important significance;for improving the technical level of;the mechanical manufacturing industry.;This paper;first introduces;the necessity ofcirculating fluidized bed boiler;energy-saving;and;energy-savingadvantages,;optimization measures;and;concrete exploration;of the boiler,;the reference for the related;personnel.Keywords:;circulating fluidized bed;boiler;;energy-saving technologies;中图分类号:TK223 文献标识码:A前言循环流化床燃烧技术是洁净煤燃烧技术之一,由于其具有燃料适应性广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节调节灵活、灰渣便于综合利用等优点,所以得到了迅速发展。
但在实际运行中,循环流化床锅炉仍存在很多问题,如厂用电率高、飞灰含碳量高等,这就需要不断对锅炉进行优化和改造。
1.循环流化床锅炉概述在沸腾燃烧锅炉基础上发展了循环流化床锅炉,其燃烧方式比较独特,对于发热量低、含灰量高以及挥发分低的劣质燃料、中煤、矸石及一般煤粉锅炉不能使用的燃料都可以很好的适用;循环流化床锅炉能够对灰溶点低的燃料很好的使用,烟气中具有较低的一氧化氮,在燃烧时加入脱硫剂,比如石灰石,可以进行脱硫处理,使烟气中NO和S02减少,进而降低了大气污染。
循环流化床锅炉最大的特点是进入炉内的燃料除了颗粒细小的以外都要循环多次,并且在多次循环中燃料可以燃透燃烬,通常可以有2.5~40的物料循环倍率。
节约能源是循环流化床锅炉的燃烧特点,可以对大气的污染有所减少,是当前热能动力发展的主要方向;另外,循环流化床锅炉的灰渣还可以在低温条件下烧透,方便再利用。
2.循环流化床锅炉节能的必要性循环流化床锅炉应用的现状决定了,节能需要结合当前燃料的现状和发电状况来进行。
实际上,锅炉节能的途径多种多样,如可以通过设备改造来达到节能的目的,还可以改变燃料的选择,如合理的对燃料进行配比掺烧来提升锅炉效率等。
实际运行中循环流化床锅炉的经济性比常规煤粉炉有较大差距。
统计数据显示,同等条件下的循环流化床锅炉煤耗高于煤粉炉1~3%,而厂用电率更是高于煤粉炉2~3%。
更为严重的是多种原因导致的高故障率,常见的故障包括受热面磨损,给煤机堵塞等,而故障导致的结果就是锅炉的被迫停运。
虽然在近几年的运行经验积累后,采用了一些办法对此进行解决,但实际运行的时间仍远小于常规机组。
非正常停炉、重新启动带来的是煤、油和厂用电的损耗,一台475t/h循环流化床,每次重新启炉会带来直接损失估计超过35万元.发电和供热的损失则难以计算。
为了循环流化床锅炉取得更为广泛的应用,也为了实现电力的节能减排目标,争取企业的经济利益和社会效益,从各方面开展节能工作就显得尤为重要。
3.循环流化床锅炉节能性优势3.1燃料具有良好的适应性以及高效率的燃烧效果在床料中,新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)仅占很小的份额,这是因为大量灰粒子的循环较为稳定,而循环流化床具有的特殊流体动力特性,可以对其中的质量和热量充分交换,对预热、燃烧新燃料非常有利,煤粒子没有燃烬,在循环多次后不仅可以使炉内停留时间增加还能对床层中剧烈的质量和热量交换多次参与,对燃料燃尽非常有利,且能够达到很高的燃烧效率。
这种燃烧特点使得循环流化床对最难以燃烧的燃料也能很好的适应,如中煤、矸石、高硫劣质煤、垃圾等,并且还具有很好的燃烧效果,能够对一次能源资源充分利用,提高了能源的使用率。
3.2具有变化范围较大的锅炉负荷高温循环灰在循环流化床锅炉床料中占很大一部分,对燃烧稳定和蒸汽参数的保持比较容易,提供给新燃料稳定的热源,使其可以快速燃烧,所以可以具有较低的循环流化床锅炉负荷。
通常来讲一般情况下,负荷变化范围在100%~25%之间。
在负荷变化时,只要对供煤量和流化的速度进行调节,就能使负荷的变化得到满足,进而使得节能减排得到了保证。
3.3具有良好的环保性能循环流化床锅炉的突出优点之一就是能够通过脱硫剂的使用达到高效脱硫,石灰石是使用普遍的脱硫剂。
一般保持700~950℃的床温这是由于床温太高可能会导致床内出现焦、渣块进而对正常的流化工况产生破坏,太低则使燃烧温度得不到有效保证。
700~950℃之间是高效率的脱硫反应效率温度,所以能够在钙硫比和石灰石粒度适当的条件下,使脱硫率高达80%~90%。
另外,对于NOX的生成可以有效降低,这是因为流化床锅炉使用的是850~950℃的低温进行分级送风的燃烧,在低过量空气下进行燃烧,这使得炉内脱硫脱硝得以实现,使烟气中排放的有害物浓度得以降低,使电厂对周围环境的污染减轻。
3.4综合利用燃料灰渣循环流化床燃烧是一个低温燃烧的过程,并且在炉内较好的燃尽条件下,锅炉中燃料灰渣有极低的含碳量,灰渣的活性良好,在水泥的掺和料或建筑材料中可以进行使用,其经济价值非常好,促进了能源的再利用。
对节能建设有着重要意义。
4.实现循环流化床锅炉优化运行火力发电机组运行一定时间后应当进行运行优化。
根据主辅机设备实际运行隋况,进行优化调整试验,实践证明:通过对火力发电机组的全面运行优化,机组的经济性可相对提高1.0%~1.5%,供电煤耗率相应下降3g/kw·h~5g/kW·h。
要保证锅炉经济运行,运行参数必须在设计范围内。
4.1床温床温是流化床锅炉最重要的控制参数之一,主要根据负荷和煤质的变化,及时调整给煤量,并保持合适的风煤比和料层厚度,使床温维持在最佳的范围内运行。
在850℃~910℃的范围内,床温的提高与锅炉的效率成正比。
温度的控制与燃料的特性有关,有的电厂要求温度可以高到950℃,只要控制并保证床层不结焦。
按照环保要求,如果是高硫燃料,床温运行在850℃,可达到脱硫剂的最佳使用效果。
如果煤质较好,可以将燃料温度适当提高,提高主循环回路的燃烧效率。
运行中锅炉负荷发生变化时,要及时按变化趋势相应调整给煤量,维持正常的汽压和床温。
4.2蒸汽与水参数主蒸汽温度每降低10℃,相当于煤耗增加0.03%。
对于10MPa一25MPa、540%的蒸汽,主蒸汽温度每降低10℃,将使循环热效率下降0.5%o,汽轮机出口的蒸汽湿度增加0.7%o,不仅影响了热力系统的循环效率,而且加大了对汽轮机末级叶片的侵蚀,影响汽轮机的安全经济运行。
解决的方法是提高热控自动投入率,防止减温水调节阀门内漏。
4.3给水温度给水温度是汽轮机高压加热器的出口水温。
给水温度的先进目标为设计值。
给水回热系统由低压加热器、除氧器、高压加热器等组成。
采用给水回热后,提高了进入锅炉的给水温度,减少了排人凝汽器的蒸汽量及其潜热损失,提高了循环热效率。
给水温度每降低10℃,煤耗约增加0.5%。
为使高低加热器能全部投入运行,最大限度地提高给水温度,应采取以下措施:(1)提高加热器的检修质量,保持加热器的清洁,降低加热器的端差;(2)消除加热器旁路门和隔板的泄漏现象,防止给水短路;(3)保证加热器疏水器正确动作,维持加热器疏水在最低水位,防止疏水积存淹没铜管;(4)消除低压加热器的不严密性,防止空气漏入。
4.4排烟温度排烟温度是锅炉运行中可控的一个综合性指标,其主要决定于锅炉燃烧及各段受热面的换热状况,保持各段受热面的清洁和换热效果是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。
排烟温度升高5℃锅炉效率降低0.2%左右,煤耗升高0.6玑w·h。
具体的措施是:保证人孔门和保温层的严密性,减少漏风;合理控制氧量,流化床的标准是3.5%;定期进行吹灰。
4.5灰渣含碳量灰渣含碳量表示从尾部烟道排出的飞灰或者是从冷渣器中排出的干渣中含有的未燃尽碳的量占飞灰量或者是渣量的百分比,主要与燃煤特性、煤粒大小、炉膛温度、物料循环程度等有关。
在运行过程中,煤粒的大小是影响灰渣含碳量的主要因素。
针对所燃用的煤种,要合理调节分离器的分离效率,尽可能保证循环燃烧,提高燃尽程度。
运行中的具体措施是:合理一、二次风配比,在保证流化前提下,尽量减少一次风增加二次风;在流化良好、排渣正常的情况下,可适当提高炉床差压;加强煤炭破碎设备的维护;提高旋风分离器的分离效率;适当提高床温,控制在900℃左右。
5.结语循环流化床锅炉作为一种新型的燃料设备,其对燃料的高效利用以及循环燃烧、再利用的特点,在节能环保方面有着很大的优势,对我国目前的节能发展建设有着重要意义,但目前我国的循环流化床锅炉在节能方面还存在很多问题,因此需要不断对其进行优化。
参考文献:[1]李君,循环流化床锅炉节能运行试验[J],锅炉技术,2011(01).[2]楚美秀,浅谈循环流化床锅炉节能降耗[J],同煤科技,2010(01).。