试析循环流化床锅炉在节能环保方面的技术发展

2014-02-01梁创霖

资源节约与环保 2014年1期

梁创霖

(茂名石化分公司动力厂热电二车间广东茂名 525000)

虽然循环流化床锅炉技术较新，是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。由于循环流化床锅炉具有节能、煤种适用范围广、可燃烧劣质煤、环保等优点，在本世纪得到充分发展。下面，今天要说的循环流化床锅炉与节能环保改造措施就是这样的一个例子。

1 循环流化床锅炉在节能环保方面存在问题

本装置两台循环流化床锅炉在2006年投入使用，每年平均连续运行时间超过8000小时，例如2012年，1#炉全年运行8531小时，平均负荷370 t/h，2#炉全年运行7929小时，平均负荷330 t/h，经过7年运行，存在主要问题如下：1.1锅炉炉内水冷壁磨损严重，近几年时有爆管停炉现象发生。仅2012年一年就发生三起因水冷壁爆管、空预器穿孔等问题导致的停炉事件。1.2热损失大，排烟温度高。由于循环流化床锅炉平均床温在850℃至900℃间，尽管循环倍率较高，但排烟温度都在150℃以上，甚至超过160℃，排烟热损失大。1.3用电设备多，电耗较大。由于循环流化床锅炉各类配风要求严格，对应配风风机较多，风机电耗较大。1.4无脱硝设备，氮氧化物排放控制困难。尽管循环流化床锅炉采用了通过控制锅炉床温，控制氮氧化物生成的低氮燃烧技术，但氮氧化物无法有效控制，随着环保管理要求越来越严，排放指标越来越低，仅靠此技术很难满足将来环保发展要求。1.5炉内添加石灰石脱硫效率低，随着环保管理要求越来越严，排放指标越来越低，仅靠此技术很难满足将来环保发展要求。

2 改造目的和总体思路

(1)提高锅炉防磨性，减少锅炉内部磨损，延长其使用寿命；(2)增加尾部余热回收设施，回收烟气余热，提高锅炉热效率；(3)风机采用变频技术，降低风机电耗，达到节能降耗目的；(4)控制炉内钙硫比，降低氮氧化物排放，增加脱硝设施，进一步控制和降低氮氧化物排放；(5)增加备用石灰石系统，确保炉内脱硫系统正常，增加尾部脱硫设施，控制和降低二氧化硫排放浓度，确保排放达标。

改造的总体思路为根据国际标准和控制要求，按照“两个确保”（即确保环保排放达标、确保锅炉安全经济运行）原则，实现节能和环保减排双目标。

3 循环流化床锅炉节能改造方案

3.1 采用主动防磨技术，减少炉内磨损。本装置首先采用浙江科得力新特材料有限公司的防磨喷涂技术，在磨损严重部位的水冷壁管进行喷涂，可有效缓解炉内物料对水冷壁管的磨损。其次采用浙江科得力新特材料有限公司的主动防磨技术，在炉内增设六道防磨梁，改变烟气流动方向，减轻了炉内物料对水冷壁管的磨损。

3.2 空预器出口增加换热器，回收排烟热量，减少排烟热损失。CFB锅炉排烟温度在155～160℃之间，锅炉排烟热损失大，如果采用普通的列管式换热器回收烟气中的余热，将排烟温度降低至130℃以下，则势必会发生露点酸腐蚀，且当运行工况出现变化时，也无法直接对金属壁温进行有效调整，通过采用相变换热器回收技术，实现解锅炉排烟温度余热回收，解决换热器露点酸腐蚀，实现对换热器壁温的可调可控。

3.3 风机采用变频技术，降低风机电耗，达到节能降耗目的。

4 循环流化床锅炉环保改造方案

4.1 控制炉内钙硫比，降低氮氧化物排放，增加脱硝设施，进一步控制和降低氮氧化物排放。针对本装置运行数据分析，在当前运行状态下，影响NOX最大和最直接因素是燃料配比，降到入炉煤高卡烟煤含量是控制氮氧化物排放主要手段。在同等燃料配比和工况下，二氧化硫排放浓度是影响NOX主要因素，控制二氧化硫排放浓度是调整NOX排放最重要方法和手段，只有维持二氧化硫排放在100～200 mg/m3之间，NOX能够得到有效控制，基本可满足200 mg/m3的排放要求。

4.2 增加备用石灰石系统，确保炉内脱硫系统正常，增加尾部脱硫设施，控制和降低二氧化硫排放浓度，确保排放达标。本装置原来只有一套石灰石系统，提供单炉炉内脱硫石灰石输送，但存在故障率高，一旦故障跳停，石灰石输送中断，将造成脱硫剂添加中断，导致排放超标。因此，通过改造，给每台炉增加一套备用石灰石系统，确保石灰石输送连续性，确保脱硫和环保排放达标。