循环流化床锅炉节能增效改造概述

2021-11-30石斌

科学与信息化 2021年16期

石斌

江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京 210000

引言

随着我国经济和工业快速发展，以及社会化进程加速，对能源尤其是电能的需求与消耗呈现与日俱增的态势。虽然我国三峡大坝等水利设施投入使用，风能、太阳能等清洁能源处在高速发展阶段，但使用煤炭等化石能源的热电厂生产电能仍然是我国电能占比最多的发电方式，比例已经超过60%，发电量甚至超过70%，这与我国工业化起步晚等历史原因存在着较大关系。火力发电是以煤炭为主，在煤炭燃烧过程中存在燃烧率低、能耗高等诸多问题，尤其是产生的废气、废渣对环境污染造成的损失更是不可估量。所以，如何最大程度降低火电厂能耗和污染问题一直都是急需解决的重大难题。本文对火电厂锅炉汽轮机系统的运行过程中存在的节能和环保问题进行了分析，并针对锅炉汽轮机在节能环保方面提出了解决对策。

1 循环流化床锅炉的特性分析

循环活塞混合气体试验。气态燃料与单相电流相比，热容量增加10倍，燃烧特性非常稳定。循环锅炉的温度分布非常均匀，有助于燃烧传热和提高燃烧效率；循环流化床燃烧效率超过98%。CFB锅炉具有低燃烧策略，允许向加热炉高燃烧高度，允许分层燃烧。分类燃烧有效地减少了氮氧化物的产生，减少了空气污染。CFB锅炉的性能优势在于两个主要领域:第一，燃料具有适应性，可以与通常难以适应的劣质燃料一起使用。二是负荷调节力较强，由于炉内循环较多，炉内温度较高，从而使燃烧参数保持稳定，实现了较高的耐受性[1]。

2 循环流化床锅炉的应用现状与必要性

发电厂散热器能耗低、使用效率低的问题是改善和优化电力供应不平衡和散热器利用率低的有效方法，因为采用节能技术运行锅炉。发电厂的生产对生活生产力和社会经济发展都是必不可少的，实施发电厂运行中的节能方案有助于绿色经济。发电厂能源消耗技术也是对国家政策呼吁的回应，不仅要满足能源节约的基本需求，还要提高发电厂的生产力。发电厂锅炉采用节能节能技术，确保锅炉安全运行，同时降低能耗。采用节能技术操作散热器和散热器，是最大限度地提高发电厂节能效益、保护国家环境发展、减少煤炭资源损失的实用方法。电厂运行中应用的节能技术已成为电厂生产的重要发展方向。节能技术降低了锅炉运行中发电厂的能耗，提高了锅炉效率，实现了发电厂的可持续发展[2]。

3 循环流化床锅炉运行中节能增效策略

3.1 辅机节能技术

辅助能源技术结合锅炉运行的事实，提高了节能二级系统的性能，降低了锅炉运行时的能耗。利用水力中心风扇提高锅炉的能效。以水力为中心的风扇工作，可提高第二个系统中风扇的工作效率，同时降低能耗。对辅助电源节能方案不断进行优化完善，应用于锅炉实践中，定期分析和讨论辅助电源节能效果。在助推器节能技术中，静液风机影响助推器节能系统的应用，使助推器节能系统中的通风机技术不断改进，提高了助推器的效率。

3.2 加强锅炉汽轮机智能控制系统的研究

锅炉汽轮机系统是火力发电单元的重要组成部分，具有多输入/多输出、非线性和强耦合等特点。加强锅炉汽轮机智能控制系统的研究，对实现精确操作、降低人为误差及降低劳动强度等具有重要作用。因此，可针对锅炉汽轮机系统设计终端滑模控制器和鲁棒自适应控制器，将控制系统分解成两个小规模的子系统，然后分别对两个子系统进行控制器设计，保证系统发生故障时仍能使系统稳定运行。

3.3 给煤装置改造

燃煤锅炉的主要燃料是原煤，锅炉类型普遍是链条炉排锅炉，传统集美装置向炉膛给煤过程中，原煤的块、末煤会混合堆叠到炉排中，无法保障锅炉进风的有效性，在锅炉炉膛内部氧气供应不充足的情况下，原煤很难进行充分燃烧。为了进一步优化给煤形式，设计人员需要针对斗式给煤装置进行改造，实行分层给煤装置，保障中块、末煤在炉排中的均匀性、分散性，提升炉膛的整体进风量，为原煤燃烧提供足够的氧气、燃料空间，减少碳含量，提高节能的整体效果，降低污染物的排放量。

3.4 引进多元化节能净化技术

在锅炉汽轮机的设计制造过程中，通过引入节能和环保多元化技术，优化汽轮机的整体运行工况，从源头上实现节能环保：一是将多齿蜂窝状汽封技术引入到锅炉汽轮机中，可以增强机器的流通性能，通过降低运行阻力达到提升设备运行效率的目的；二是将干冰清洗技术及工业锅炉水处理技术引入到锅炉汽轮机中，干冰清洗技术可以利用干冰的低温收缩功能清洗汽轮机中的油垢和煤垢，工业锅炉水处理技术可以利用低温废热产生的能量带动设备的运行，减少电能损耗。

3.5 采用混合燃料提高燃烧效率

在循环流化锅炉的运行过程中，燃料是必不可少的，当今使用的燃料大多是煤炭等不可再生资源，这些资源性价比相对新型能源较低，同时在燃烧过程中还会产生大量的有害物质。因此，可以采用一些生物能源来进行辅助，使其和煤炭混合形成混合燃料，提高燃料的燃烧效率。其中较为常见的生物能源便是秸秆，这些秸秆难以处理便被直接焚烧，不但浪费了大量的生物能源，还造成了严重的大气污染。将秸秆进行生物发酵处理后，可以生成烷烃等可燃性气体，燃烧过程中不会出现有害气体，能够实现环保发展[3]。