影响300MW循环流化床锅炉排烟热损失的因素分析及技术对策

李华波

摘要：随着社会经济的快速发展，人们的生活环境质量也受到严重威胁，当下，随着我国新能源的退出，能量大且效率低的设备正逐步淘汰，将会建立更多以300MW或者600MW等大容量的机组。随着人们对于用电量的需求，使得国家对于电力工程的投入也在不断增大。对于电力行业来说，这无疑是一次巨大的挑战。这主要由于在循环流化床锅炉中，排烟热损失能够对其产生重大影响。作为一种新型的洁净煤发电技术，循环流化床发电技术能够有效降低排烟热损失，受到众多企业的广泛认可。对此，为适应新的环保排放要求，超低排放技术在我省得到广泛推广和应用。而本文主要针对影响300MW循环流化床锅炉排烟热损失的因素分析及技术对策进行了详细探讨。

关键词：300MW；循环流化床锅炉；排烟热损失；因素分析；技术对策

0 引言

随着社会经济的快速发展，人们对于环保的要求越来越高，然而，人们对于用电需求量呈现上升趋势。作为300MW循环流化床锅炉燃烧技术，不仅能够有效降低锅炉排烟热损失，还能起到保护环境的作用。所以，如何有效降低300MW循環流化床锅炉排烟热损失，如何采取有效策略提高机组的经济性能，这些都成为人们急需解决的重要问题。对此，文中做出了详细分析，进一步推动了社会经济的发展。

1 影响300MW循环流化床锅炉排烟热损失的因素分析

通常情况下，影响锅炉排烟损失的因素有很多，其中，排烟温度和排烟处的过剩空气量是降低锅炉锅炉效率的重要因素，具体分析如下。

1.1 300MW循环流化床锅炉的燃烧特性对排烟温度产生的影响

首先是对床温和床压的控制。一般床压能够反映炉内物料的浓度，它和炉内的燃烧和传热工控息息相关。而床温则是在炉内燃烧和外循环灰调节的作用下而产生的综合结果。由此可见，床温和床压能够对排烟的热损失造成严重影响。其次是总风量和上下二次风以及一二次风的配比是影响锅炉排烟损失的另一重要的因素。根据300MW循环流化床锅炉实际情况来看，尽管锅炉密相区内存在大量氧气，但如果其锅炉密相区区内浓度大于2%左右，则其区内处于氧气欠佳的状态。又加之气固两相流的原因看，循环流化床锅炉密相区受到传质阻力的影响，使得氧气和不完全燃烧产物等多种挥发份无法得到充分混合，进而大大增加排烟的热损失。尤其在二次风口方面，它能够为燃烧室中心提供大量的动能，进而使其穿透物料空间，为其提供足够的氧气。比如，某企业二次风一般会由上下两层送入其中，而300MW循环流化床锅炉炉内不同部位的氧量份额，直接由二次风一上下两层不同的分配比例息息相关。总风量保持不变，足够强大的一次性风量能够有效确保料的扬析力度，使循环流化床的循环速度加快，即使如此，也不能满足二次风口上燃烧时所需要的氧气，同时也不能确保炭颗粒充分燃烧，进而使锅炉效率大大降低。如果过量的二次风量能够满足锅炉燃烧所需的氧气，但它会随着一次风量的减弱而使循环流化床的循环速度降低，进而使床温逐渐升高。所以，合理调整一二次风、上下二次风比例问题，能够有效改善锅炉炉内风和床料以及煤的混合度，从而使碳颗粒能够燃烧殆尽，提高锅炉运作效率，使排烟温度得到有效降低。

1.2 燃烧性质对排烟温度的影响

首先水分对循环流化床锅炉的排烟温度有一定影响，一旦煤中的水份变成水蒸汽，则极易增加排烟的温度，降低锅炉的效率，这就是诸多企业合理配比煤泥以及加强煤管理的原因。只有在现有设备的条件下，最大限度降低炉煤的水分，有效降低排烟的温度。其次是灰份和挥发份对排烟温度的影响，一旦锅炉受热面造成严重磨损等现象，则极易使炉内排烟温度升高，尤其是在相同负荷的情况下，一旦燃烧量增加，很容易促使炉内排烟量的升高，造成排烟温度的增高，使锅炉运行效率大大降低。然而，当挥发份减少的情况下，就会大大增加锅炉煤粒燃烧的时间，造成排烟温度的升高，使锅炉运行效率大大降低。所以，300MW循环流化床锅炉本身所具有的燃烧特性能够大大影响排烟量，降低锅炉的运行效率

1.3 受热面积灰和吹灰控制

受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高；空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高。考虑到循环流化床锅炉尾部烟道灰浓度高的特性，兼顾吹灰蒸汽的损失量，合理的安排吹灰的时间和次数。

1.4 不合理的锅炉内风机的设计参数的不准确改进

由于循环流化床锅炉采用的是髙压头的风机，一旦风机运行，便很容易因工质摩擦产生大量的热量，进而导致风机出口温度较高。又加之空气预热器传热温差小，烟气的放热量就相应减少，降低了从烟气吸收的热量致使与煤粉炉相比排烟温度较高。假如，将一次风机出口温度设计值35℃ 二次风机出口温度设计值也为35℃，而夏季一二次风机实际运行出口温度为50℃，这种温度要高于设计值15℃左右， 使得排烟损失与实际排烟损失之间有很大差异。基于上述种种原因， 如果将石灰石脱硫加入其中， 已无空预器低温腐蚀的可能性，确保机组的正常运行。所以，不合理的锅炉内风机的设计参数的不准确改进都会对300MW循环流化床锅炉造成很大排烟量热损失。

总而言之，影响300MW循环流化床锅炉排烟热损失的因素还有很多，像锅炉内风机的设计参数不准确等中任何一个环节出现问题，都会能对锅炉排烟量造成严重影响。由此可见，采取有效措施，才能有有效提高300MW循环流化床锅炉的运行性能，降低锅炉排烟热损失。

2 有效降低300MW循环流化床锅炉排烟量热损失策略

2.1 加强对300MW循环流化床锅炉的管理

由于300MW循环流化床常常会出现受热面磨损以及锅炉过热器产生爆管等情况的发生，严重威胁人们的生命安全。因此，要加强对300MW循环流化床锅炉的管理，有效降低锅炉受热表面的磨损程度，降低锅炉产生爆管的概率，从而确保锅炉安全有效运行。首先要加强对锅炉受热面磨损的管理，确保循环流化床锅炉的密相区处于足够的氧化状态，这样才能促使受热面形成氧化膜，对循环流化床锅炉起到一定保护作用，降低锅炉受热面的磨损度。其次加强对300MW循环流化床锅炉水冷壁管损坏的管理，一旦发现循环流化床锅炉水冷壁管有损坏现象，就要在第一时间进行修复，避免因损坏加剧而影响锅炉的运行效率，从而保证锅炉运行的安全性。最后还加强对锅炉过热器的管理。由于锅炉过热器主要是在循环流化床锅炉运行过程中发生，一旦出现问题，则很容易发生爆管的风险。因此，要加强对锅炉热水器的管理，避免发生爆管的风险。一是在循环流化床锅炉运行过程中，要加强对锅炉升温或者升压的控制，避免因超温或超压造成过热器发生爆管现象。二是合理调整过热器的运行状态，保证温度处于稳定的状态，避免高温运行。三是加强对过热器的监测，尤其在日常生活中，要加强对过热器的监测，确保循环流化床锅炉稳定性能，进而降低炉内排烟量热损失。

2.2 合理选择300MW循环流化床锅炉的床料

通常情况下，循环流化床锅炉的床料是锅炉蓄热和换热的介质，锅炉点炉初期需要在炉膛布风板预铺床料，并将其加热至投煤温度用其蓄热点燃给煤，后转入锅炉正常运行阶段。而一般工厂在加热过程选用的是#0轻柴，加热到投煤温度的时间在给油鼍一定的情况下取决于床料的多少，即料层厚度。因此选取合适的料层厚度既可以节约燃油，也可以保证锅炉换热的需要。若料层过厚会导致在点火过程中床料的吸热量大幅增加，为达到着火温度而需要的燃油消耗量势必增加；料层太薄则会造成床料部分吹穿产生沟流即严重的流化不均，易造成床料受热不均产生结焦：另外床料太薄还会导致床层蓄热量不足，在投煤阶段引燃困难，升负荷速度变慢。因此，只有合理选择合理选择300MW循环流化床锅炉的床料，才能有效满足锅炉的启动需要，确保其顺利运行。

2.3 有效降低空预器的漏风率和排烟温度

通常情况下，锅炉排烟氧量大约为3%～5%左右，而空预器入口过量空气系数只为1.09左右，空预器空气侧设计温度为283℃，而实际运行温度只能达到250℃左右。因此，只有降低排烟氧量和空预器漏风率，才能有效降低排烟损失。又加之，空预器漏风的多少一般能够反映出过量空气系数的变化。假如，空气从冷端到热端是均匀漏风，空气侧温度以入口冷风与出口热风的算术平均值计算，烟气侧温度以空预器入口烟温与排烟温度的算术平均值计算，得出漏风的吸热量，从而得出排烟温度的影响。从各种工况可以得出空预器的平均漏风率为11%，漏风量的增加会直接导致排烟温度增高，排烟损失较设计值增加了0.63%，由此可见，防止空预器漏风是现有降低排烟损失的关键。在当前情况下，充分利用检修机做好空预器的查漏和堵漏工作，才能有效做好防磨措施。如果机组平均等效运行7500h，平均煤量100t，排烟损失就可以降低至0.63%，每年可节省煤量为4725t，也就是说平均每吨煤价格500元进行计算，可以节省236.25万元资金。所以，有效降低空预器的漏风率和排烟温度，是降低排烟损失的重要途径。

2.4 加强对超低排放技术的应用

只有加强对超低排放技术的应用，采用炉外脱硫工艺和循环流化床烟气脱硫工艺相结合的方式，才能大幅降低脱硫、脱氮、烟尘排放，进而降低循环流化床锅炉排烟量热损失。由于循环流化床烟气脱硫工艺是一种半干法脱硫工艺，它主要包括吸收剂添加系统和循环流化床反应器以及分离器等多项技艺组合而成。在循环流化床反应器中，二氧化硫等有害气体和脱硫剂直接反应，从而使反应产物直接由烟气携带出去，这样遗留下来的固体颗粒就会再次返回到反应器中，待多次循环后，从而使脱硫的利用率得到有效提高。最后对分离器出来的烟气等其他少量细颗粒进行除尘，从而使除尘后的烟气湿度维持在70～75℃，进而排出大气。所以，只有加强对超低排放技术的应用，才能有效确保300MW循环流化床锅炉排烟量热损失得到大大降低。

3 结语

综上所述，只有不断详细掌握和了解影响300MW循环流化床锅炉排烟热损失的因素，才能采取有效措施，有效降低300MW循环流化床锅炉排烟量热损失，进而提高機组的经济性能，为300MW循环流化床锅炉更加安全可靠的运行提供有效保障。

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