循環(huán)流化床鍋爐運行調整對安全經(jīng)濟運行的作用論文

　　摘要：循環(huán)流化床鍋爐是目前應用最廣的潔凈煤燃燒技術(shù)之一，目前在循環(huán)流化床鍋爐運行中存在較多問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在使循環(huán)流化床鍋爐連續運行時(shí)間受到限制，機組可利用率相對較低，本文是筆者通過(guò)查閱大量循環(huán)流化床鍋爐燃燒論文和筆者所在單位總結的一些心得。提出了鍋爐對床溫、一、二次風(fēng)量的比例、送引風(fēng)量、煤的粒度、粒度的級配比等參數精心進(jìn)行調整來(lái)實(shí)現循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率降低飛灰可燃物來(lái)確保循環(huán)流化床機組的安全、穩定、經(jīng)濟運行

　　關(guān)鍵詞: 循環(huán)流化床鍋爐 運行調整 燃料級配 安全經(jīng)濟

　　一、循環(huán)流化床鍋爐的現狀

　　循環(huán)流化床鍋爐自上個(gè)世紀八十年代第一臺濟南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的35T/H在山東濟南明水電廠(chǎng)投運以來(lái)，就以其獨特的燃燒效率較高、煤種適應性廣，運行調整簡(jiǎn)單，負荷調整范圍廣、環(huán)保、灰渣綜合利用率高、脫硫效果明顯等優(yōu)勢在電力、化工等行業(yè)得到大力的推廣。特別是電力行業(yè)經(jīng)過(guò)二十年的努力，目前大量大容量循環(huán)流化床鍋爐投入商業(yè)運行，最近四川白馬電廠(chǎng)、云南紅河電廠(chǎng)300MW連續刷新連續運行記錄，云南紅河電廠(chǎng)更是創(chuàng )造了連續運行200天的300MW機組的最長(cháng)運行記錄。因此循環(huán)流化床鍋爐是可以通過(guò)運行人員精心調整來(lái)確保機組安全經(jīng)濟穩定運行的。這就要求我們電廠(chǎng)生產(chǎn)人員不斷的努力學(xué)習新知識、積極探索鍋爐調整對電廠(chǎng)安全經(jīng)濟運行的重要性，來(lái)確保循環(huán)流化床鍋爐長(cháng)周期，安全高效經(jīng)濟穩定的運行。

　　二、運行床溫風(fēng)量的調整

　　鍋爐既是一個(gè)蒸發(fā)設備又是一個(gè)燃燒設備，燃料在爐內燃燒是一個(gè)非常復雜的化學(xué)反應過(guò)程，如何搞好完全燃燒這種化學(xué)反應，不但是研究人員、設計人員、制造、安裝、調試，監督檢驗單位的責任，也是使用者的責任。在理論上煤中的炭原子、氫原子、可燃硫原子能和空氣中的氧原子發(fā)生完全的化合反應，但在實(shí)際運行中很難做到。就運行設備而言，在現有的設備基礎上通過(guò)精心調整，摸索出比較合適的運行工況，按完全燃燒的四個(gè)條件（溫度、時(shí)間、均勻的混合、充分的氧量）來(lái)達到最佳的燃燒工況。循環(huán)流化床鍋爐采用的是低溫燃燒技術(shù)，由于燃燒穩定相對電站煤粉爐來(lái)說(shuō)溫度偏低，而溫度是燃料燃燒中最重要的條件，溫度越高，反應的速度就越快，燃燒所需要的時(shí)間就相對縮短，一般來(lái)講循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率要低于常規煤粉爐，但在循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際運行中，大中型鍋爐都接近了常規煤粉爐，150MW和300MW配套循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率都能達到90%左右。所以說(shuō)在一個(gè)比較低的溫度場(chǎng)內能獲得一個(gè)較高的燃燒效率且減少了污物的排放是循環(huán)流化床鍋爐能得到大力發(fā)展的前提條件，循環(huán)流化床鍋爐對燃料的品質(zhì)要求相對較低是其優(yōu)于常規煤粉爐。

　　循環(huán)流化床鍋爐剛入爐的煤和其它爐型一樣，先預熱逐漸蒸發(fā)出內為在水分，而后析出揮發(fā)分在爐內密相區進(jìn)行燃燒。較小的顆粒的煤被強烈的氣流送到稀相區繼續燃燒，未燃盡的炭粒子被旋風(fēng)分離器分離出來(lái)，通過(guò)返料器返回爐膛繼續在爐內燃燒。大顆粒的煤在爐膛內被流化風(fēng)吹到一定高度，靠自由落體從爐膛四周回到床上，這樣燃料煤在爐膛內進(jìn)行多次循環(huán)，直至燃盡。這是因為在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，爐內溫度場(chǎng)變化很小，有利于可燃物與氧原子的混合而充分燃盡，使得循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率保持在很高的狀態(tài)（大型流化床鍋爐的燃燒效率>98%）鍋爐運行人員在運行調整中，只要將一 、二次風(fēng)量、風(fēng)壓、給煤量、床溫、床壓和氧量控制在合適的范圍內就可以保證循環(huán)流化床鍋爐正常的運行。根據近年來(lái)的理論研究和各電廠(chǎng)運行的經(jīng)驗，一、二次風(fēng)量比為燃燒煙煤、褐煤等揮發(fā)分較高的煤種時(shí)為6：4左右比較合適，燃用揮發(fā)分低的煤種時(shí)，根據揮發(fā)分的含量一、二次風(fēng)比例為5：5到6：4之間較為合適，這種風(fēng)量比例下鍋爐燃燒效率就比較高。鍋爐負荷在50%以下時(shí)可停用二次風(fēng)機以減少鍋爐廠(chǎng)用電。為減少鍋爐排煙熱損失，煙氣中的氧量應控制在3~6%之間，燃燒揮發(fā)分高的煙煤、褐煤時(shí)煙氣中的氧量應控制在下線(xiàn)3~5%，揮發(fā)分低與10%的燃料氧量盡量提高到5~6%。料層差壓根據鍋爐設計進(jìn)行控制，揮發(fā)分高的煤種由于燃盡時(shí)間短可小些；揮發(fā)分低的煤種燃燒較為困難燃盡時(shí)間要多些，料層差壓可采取高位運行，以增加其在爐內的燃燒時(shí)間。爐膛差壓控制在1000~1500Kpa較為合適，正常運行時(shí)爐膛保持正壓運行，爐膛溫度盡量控制在950℃以下，盡量不要低于900℃，這樣燃燒效率比較高，負荷控制容易，脫硫效率較好，Nox化合物也能符合國家控制標準，鍋爐的各項參數就比較正常，鍋爐的循環(huán)倍率也能和設計值相吻合。相反，鍋爐燃燒效率低，鍋爐負荷難帶外，對鍋爐的安全運行帶來(lái)很大的影響，也對爐內脫硫脫硝效率影響很大，給企業(yè)的外在形象和經(jīng)濟效益帶來(lái)影響。

　　三、燃料粒度級配比的調整

　　循環(huán)流化床鍋爐負荷的調整，在某種意義上就是說(shuō)對循環(huán)物料的調整即：煤、床料、返料量。鍋爐點(diǎn)火后需要相對長(cháng)的時(shí)間鍋爐才能帶滿(mǎn)負荷，其根本原因就是鍋爐點(diǎn)火后，爐內料層較薄，蓄熱量小和爐內內襯材料的制約，使循環(huán)物料少，循環(huán)倍率低物料難以建立有效的循環(huán)。當循環(huán)物料達到一定的濃度、床溫比較穩定時(shí)，鍋爐內物料建立正常的循環(huán)后，鍋爐負荷就比較好控制。研究和實(shí)踐證明，進(jìn)入爐內物料顆粒度比較均勻且顆粒度較小時(shí)，鍋爐內物料循環(huán)就好，燃燒效率就高，飛灰和爐底渣的可燃物就越少，鍋爐運行就經(jīng)濟。這就需要我們生產(chǎn)運行人員控制合適的入爐煤粒度，經(jīng)科技人員研究和在循環(huán)流化床鍋爐上多次實(shí)踐給出，比較合適燃料的級配比為，無(wú)煙煤入爐煤的粒度應控制在8mm以下，煙煤入爐煤的粒度應控制在13mm以下，褐煤等揮發(fā)分高的煤可適當提高入爐煤的粒徑控制在30mm以下(云南紅河電廠(chǎng)燃燒褐煤最大粒徑為50mm)。無(wú)煙煤比較合適的級配比為0~0.45mm約占40%，0.45~1mm的約占30%，1~5mm的占20%，大于5mm的約10%。盡量不要出現大量的超過(guò)8mm煤粒。燃燒煙煤時(shí)比較合適的級配比為0~0.45mm約占35%，0.45~1mm的約占20%，1~8mm的占40%，大于8mm的約5%，盡量不要出現大量的超過(guò)13mm煤粒。燃燒褐煤時(shí)由于褐煤煤中灰分較少、熱爆性強，成灰密度較小，灰質(zhì)軟易磨損飛失等特性，在排渣允許的情況下，為保住床壓維持爐內平衡，可適當提高入爐煤的粒度，對褐煤的級配比可適當的放寬。因此無(wú)論燃燒那種煤種都要積極的探索，摸索出適合自己鍋爐的燃料的級配比和顆粒度，來(lái)保證我們的循環(huán)流化床鍋爐能安全穩定經(jīng)濟運行。每個(gè)電廠(chǎng)燃燒的煤種都不可能相同，建議各個(gè)電廠(chǎng)要在條件許可的情況下，盡量燃燒可磨性系數較大或成灰性較好的煤，這對鍋爐的安全經(jīng)濟穩定運行是有好處的。進(jìn)入爐膛的煤粒度偏大且不均勻（級配比不好）原煤的可磨性系數偏小，成灰性差，不但造成爐膛料壓高，爐內流化不好，灰渣可燃物上升，循環(huán)倍率偏離設計值，還造成鍋爐燃燒效率降低，熱效率降低。強化送風(fēng)量、風(fēng)壓還易造成爐內磨損加大，連續運行時(shí)間縮短，就難以達到循環(huán)流化床鍋爐安全、穩定、經(jīng)濟運行。因此煤的粒度、粒度的級配比、一、二次風(fēng)量的比例、送引風(fēng)量、原煤的可磨性系數、循環(huán)倍率、爐內氣固兩種物質(zhì)運行的速度、煙氣中的含氧量、爐內溫度等參數的優(yōu)化是保證循環(huán)流化床鍋爐安全、經(jīng)濟、穩定運行的基礎。

　　四、結束語(yǔ)：

　　循環(huán)流化床鍋爐運行調整相對常規煤粉爐來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，但要調整好，以達到最安全、最經(jīng)濟穩定的工況卻較為困難。安全和經(jīng)濟有時(shí)是很矛盾的。我們生產(chǎn)管理人員一定要充分認識這種矛盾，決不能回避矛盾，才能去解決這種矛盾，安全和經(jīng)濟矛盾的相對解決就能保證循環(huán)流化床機組的安全經(jīng)濟運行。生產(chǎn)管理人員的職責就是知道和解決生產(chǎn)中存在的各種矛盾，生產(chǎn)運行人員的職責和工作就是要做到精心操作調整好處理好安全和經(jīng)濟的矛盾。也就是說(shuō)在確保安全的前提下保證機組在最經(jīng)濟的工況下運行。讓燃料的可燃元素在爐內的燃燒反應過(guò)程中與空氣中的氧原子有一個(gè)最佳的混合和配比，使其充分的燃燒，就是根據蒸汽的壓力、溫度、負荷、爐內燃燒各部溫度、煤質(zhì)情況、循環(huán)倍率物料濃度、料層差壓和返料溫度，返料量等工況，調整好一、二次風(fēng)的比例和引風(fēng)量。

　　參考文獻：

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　　劉德昌：《流化床燃燒技術(shù)的工業(yè)應用》。中國電力出版社，1999。

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　　崔建川：燃料粒徑對CFB鍋爐飛灰可燃物的影響。CFB協(xié)作網(wǎng)

　　趙家恩：淺談CFB鍋爐運行調整及磨損治理。CFB協(xié)作網(wǎng)

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