循环流化床锅炉节能增效改造

光琪

[摘    要]随着我国绿色低碳循环发展经济体系的建立健全以及节能环保政策的实施，循环流化床锅炉作为一种效率高、污染小的洁净煤燃烧技术也逐渐受到行业内企业的广泛关注和使用。经调查研究发现，目前大型循环流化床锅炉仍然存在各种问题，基于此，文章首先从循环流化床锅炉的功能和特点着手分析，阐述了目前循环流化床锅炉的现状和存在的问题，并针对性地提出了循环流化床锅炉节能增效改造意见和建议。

[关键词]循环流化床锅炉;节能增效;绿色低碳

[中图分类号]TK229.66 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–03

Research on Energy-saving and Efficiency-increasing Reformation of Circulating Fluidized bed Boiler

Guang Qi

[Abstract]With the establishment of my country's green and low-carbon circular development economic system and the implementation of energy saving and environmental protection policies， circulating fluidized bed boilers， as a clean coal combustion technology with high efficiency and low pollution， have gradually begun to be widely used by enterprises in the industry Attention and use. However， after research and investigation， it is found that there are still various problems in large-scale circulating fluidized bed boilers. Based on this， this article first analyzes the functions and characteristics of circulating fluidized bed boilers， and expounds the current status and existing problems of circulating fluidized bed boilers. Problems， and pointed out opinions and suggestions on the research of energy-saving and efficiency-enhancing reformation of circulating fluidized bed boilers.

[Keywords]circulating fluidized bed boiler;energy-saving and efficiency-enhancing;green and low-carbon

循环流化床锅炉具备资源节约型技术。在实际操作中通过不断探索和研究以减少故障发生的概率，同时利用经济高效、低污染和洁净煤燃烧的技术来达到节能减排，实现循环流化床锅炉节能高效的目标，在提高企业经济效益的同时也增强了社会公众的认同，有利于企业良好形象的树立。

1 循环流化床锅炉的功能和特点分析

1.1 燃烧效率高且适应性强

循环流化床锅炉中有大量灰粒子，因此其具有较稳定的循环性。由于循环流化床锅炉具备较强的流动性，因此能够实现热量与质量充分交换，同时也为燃料预热和引燃创造了良好的前提环境，并且对于部分没有燃尽的煤炭也可以通过延长其在锅炉内的储存时间来进行多次循环燃烧，反复参与多次的热量和质量交换，一直到煤炭被充分燃尽为止，如此操作方式和储存方式也大大提高了燃料的利用效率。另外，循环流化床锅炉还可以通过特殊技术将最难燃烧的燃料进行充分燃烧，实现其资源利用的最大化，比如垃圾和劣质煤等，并且这种将不可分解的材料充分利用作為燃烧燃料的方式，不仅大大提升了一次性资源的完整利用率，同时还降低了企业的运营和原料的购买成本，进一步提升了企业的经济效益和利润。

1.2 具备良好的调节性

由于循环流化床锅炉中的燃料大部分都是高温的循环灰，因此其不仅具备较强的热量储存功能，可以保持燃烧的稳定性，并且还可以随意变化锅炉的负荷范围，不仅包括循环流化床锅炉自身的负荷，还包括负荷在一般情况下进行相应变化时，随时调整锅炉中的煤量以及其流化的速度，从而使循环流化床锅炉在长期使用中得以始终维持最合适的负压状态，保持负压平衡，以便在锅炉中加入新的燃料就能迅速产生并持续提供稳定的热源，不仅如此，这种做法还可以将压火设备作为储备设备时刻保存，以充分利用循环流化创锅炉良好的调节性。

1.3 具备环保功能

从技术运行的本质上来看，循环流化床锅炉技术最大的优势就是可以在锅炉内使用脱硫剂来进行脱硫活动。目前，企业生产运行过程中运用最多的脱硫剂就是石灰石。其次，循环流化床锅炉技术具备较为稳定的床温，因为一旦锅炉内的温度过高就会容易导致锅炉内产生难以彻底燃烧的遗留块体，从而阻碍工作的正常完成。但是温度一旦过低则会导致锅炉内的温度还达不到燃料燃烧的燃点，由于脱硫剂脱硫活动反应的发生需要最高温度作为支撑，但是流化床锅炉所采用的燃烧却是最低温，所以若是在隔空的环境中进行燃料的燃烧，就可以有效抑制NO_X的产生和扩散，从而有效减少循环流化床锅炉在燃料燃烧过程中有害物质的产生和扩散，并通过减少有害物质的排放量实现周围环境的污染程度降低。

1.4 利用率高

由于循环流化床锅炉中的燃烧温度较低，能够在最大程度上实现锅炉内的燃料充分燃烧，在提高燃料利用率的同时也能有效减少床锅炉内的灰渣含量，从而进一步提升灰渣的活性。这些灰渣最后还可以将其掺和在水泥等建筑材料当中进行再次重复利用，将其经济价值实现效益最大化，有效提升了资源的利用率，对于我国资源节约型和环境友好型社会的构建也起到了积极作用。

2 循环流化床锅炉的节能现状

2.1 运行现状

循环流化床锅炉长期以来在运行过程中都存在“大马拉小车”的普遍现象，并且循环流化床锅炉大部分都是在低负荷的状态下进行工作运行。一方面，鉴于考虑到循环流化床锅炉未来的发展需要，许多用户和相关的设计部门在循环流化床锅炉数量和容量上的选择时都会出现实际需求量超标的现象，另一方面，由于循环流化床锅炉的负荷会在运行过程中随着热负荷和用气的变化而在一定范围内产生波动，从而造成其长期处于低负荷运行的工作状态，大大降低了循环流化床锅炉的实际运行效率，同时也容易导致能源浪费，不利于资源的充分利用和合理分配。

2.2 燃煤质量

我国燃煤主要是以无烟煤和贫煤为主，地区不同，煤炭的质量上也有较大的差别，使用的煤种也各不相同，所以煤种的变化也会影响循环流化床锅炉的燃烧情况和运行的热效率。

2.3 燃烧设备

目前我国循环流化床锅炉主要侧重于炉外观的设计，对于设备上的研究还有所欠缺。同时燃烧设备也是交给专业的配套厂进行生产，因此在燃烧设备的设计上缺乏针对性和科学合理性，在一定程度上也影响了循环流化床锅炉的运行效果。

3 循环流化床锅炉存在的问题

3.1 安全问题

循环流化床锅炉由于开发时间不长，因此尚不具备完善的技术基础理论和产品设计制造体系，再加之缺乏成熟的运营操作经验和统一的检验标准，导致循环流化床锅炉无法准确全面的掌握相关技术运行的注意事项，使得循环流化床锅炉在运行上存在较大的安全隐患问题，无法保障相关人员的安全性。

3.2 能耗问题

从循环流化床锅炉的能耗问题上来看，由于其锅炉内的燃烧物料浓度很高，燃烧的径粒也比较大，因此其在运行过程中容易出现受热面磨损速度过快等现象，即便已经采取了相应的防范措施，依然还是存在能量损耗过大的问题。

3.3 控制问题

由于循环流化床锅炉在物料燃烧时所采取的调整方式不同且控制的点相对而言比较多，因此与传统的锅炉相比，其在风烟系统和灰渣系统上的应用相对比较复杂，因此在运用计算机进行自动控制上也具备一定的难度。

4 循环流化床锅炉节能增效改造研究

4.1 充分利用回收锅炉余热

循环流化床锅炉在实际运行过程中最主要的燃料就是煤炭，因此煤炭的燃烧速度和充分燃烧率直接决定了循环流化床锅炉的节能减排效率，而煤炭的燃烧速度和充分燃烧率又受燃烧技术的直接影响，因此为进一步提升循环流化床锅炉的节能增效改造，可以从燃料燃烧的技术着手，充分利用回收锅炉的余热来提高锅炉的燃烧和运行效率。由于大量的高压蒸汽会随着循环流化床锅炉的实际运行而不断产生，因此可以通过建立一套专项智能温度采集系统来检测锅炉阀门排放和余热的泄漏，进一步实现高压蒸汽热量的多次循环再利用，同时还可以通过在锅炉尾部的烟道中增加其受热面积，进一步有效回收和利用锅炉余热。

4.2 合理安排启动时间

汽机的配合是机组启动的关键，因此要合理安排汽机暖缸冲转和带负荷来降低启动消耗和缩短启动时间;在锅炉点火之后为保证锅炉前和汽轮机前蒸汽温度的同步升高，需要汽轮机及时调整为真空状态，同时为防止因操作不符合条件导致锅炉持续燃烧最终导致机前温度上升的不良现象，可在锅炉的蒸汽参数满足条件时进行机组冲转。

4.3 结合利用超强脱硫技术

超脱硫技术随着我国高新科学技术的不断完善和行业的持续发展而逐渐成为未来循环流化床锅炉技术发展的必然趋势和必要条件，加之随着经济的发展，我国环境问题日益严重，煤炭超脱硫技术的发展对于我国环境问题的解决和改善也有着重要的现实意义，因此要进一步加强对污染物排放的严格管控，采取各种手段降低空气中的二氧化硫含量。现阶段，根据所整合总结的目前我国传统脱硫技术中所存在的问题，不难发现石灰石是促进脱硫技术进一步发展的有效方法。

4.4 采取低氧燃烧的方式

经实践证明，低氧燃烧的方式能够通过连续重复的燃烧为燃料创造热循环回路，大大提高了燃料的燃尽效率，同时也有效降低了电耗，推动了循环流化床锅炉节能增效的提高。

4.5 积极发展综合能源

可以通过采取对其他原材料的进一步加工和再利用来优化能源结构，实现能源资源的合理升级，积极发展能源的综合利用来实现节能减排增效的目的。

4.6 科学调整循环流化床锅炉的运行方式和磨损处理

床压、床温以及风量和汽温特性都是循环流化床锅炉运行的主要特性，其中床层的压力主要取决于锅炉内的燃料量以及锅炉负荷，在操作室要保持两侧床压的平衡，并将两侧压值控制在合理范围内。在锅炉正常运行时，当上压差增大，可适当调节送入炉膛的一二次风量。同时根据锅炉内的NO_x排放量调节床温，同时将床温控制在850 ～920 ℃来保证锅炉的安全运行。另外，在锅炉的運行过程中，由于风量特性与燃烧和流化状态有关，因此要通过平衡两侧炉膛的差值来控制风量，保证锅炉的正常运行。

4.7 采用混合燃料来提升燃烧效率

在锅炉的运行过程中，燃料是最基本的要素，但是由于现如今大部分使用的燃料都是不可再生的煤炭等资源，不仅对环境造成了较为恶劣的影响，同时资源的性价比相对新能源来说也较低，因此可以通过采用混合燃料，利用生物能源进行适当辅助，进一步提高燃料的效率。比如桔梗在进行生物发酵处理后可生成可燃性气体，并且也不会产生有害气体，符合我国环境保护的政策，也有利于企业的健康可持续发展。

5 结束语

综上所述，循环流化床锅炉技术作为一项具有低热值和高效利用循环燃烧的节能环保技术，在节能环保上具有较大优势。但是由于发展的时间较短，因此在节能增效上仍存在着安全、能耗和控制等方面的问题。针对这些问题，可以通过采取利用回收锅炉预热、合理安排启动时间、综合利用超脱硫技术和低氧燃烧方式以及发展中和能源、采用混合燃料提升燃烧效率等措施来进一步推动循环流化床锅炉的节能增效改造，推动我国绿色可持续发展理念的实现。

参考文献

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