循环流化床锅炉节能潜力分析

循环流化床锅炉节能潜力分析

钱朝洪

（中国铝业遵义氧化有限公司贵州遵义563100）

摘要：循环流化床锅炉燃烧是一个具有非线性、大滞后、多耦合特性的复杂过程，DCS系统PID控制属于传统的PID控制，而常规控制技很难适应煤质大幅度变化、负荷的频繁变化等循环流化床锅炉的复杂特性。本文讲述通过循环流化床锅炉运行优化控制，使得循环流化床锅炉稳定运行，降低各种消耗，节约能源，提高锅炉整体运行的安全经济性。

关键词：循环流化床锅炉；燃烧优化控制系统；锅炉节能

1.热力工序系统分析

热力工序主要可以划分为以下几个生产系统：煤堆场及上煤系统、锅炉系统、汽轮机系统和除盐水处理系统。工序主要利用燃煤在锅炉燃烧将给水加热成一定参数的蒸汽，由汽轮发电机组发电后或经减温减压设备将蒸汽减压后提供给厂内蒸汽管网，以供热用户使用。

如上图所示，燃煤由汽车运至热力工序煤堆场，通过输煤系统筛分破碎至锅炉所需粒度后送至锅炉燃烧；锅炉生产所需的水由除盐水站补充，其补水有两种产生方式：一是将工业水经化学除盐后得到合格的除盐水，这是最主要的补给水形式；二是回收蒸发工艺等产生的合格的生产回水作为锅炉的补给水。锅炉产出的过热蒸汽送至汽轮机系统，汽轮机组利用蒸汽焓差发电后向外提供所需参数的蒸汽，当汽轮机组停运时，由减温减压系统直接将锅炉产出的主蒸汽减温减压后向外提供。锅炉生产排出的灰渣，由汽车外运至灰渣堆场或外销。

2.循环流化床锅炉的排烟温度分析

循环流化床锅炉普遍采用炉内、炉外脱硫，入炉煤中含硫所生成的SO2经炉内石灰石脱除后，在燃用同种煤质下，炉膛出口的SO2较煤粉炉大幅度降低。基于酸露点温度的计算，锅炉最终烟道出口排烟温度的控制将会随炉膛出口SO2浓度的降低而降低。循环流化床锅炉酸露点温度较低，对新建机组可通过受热面及空气预热器设计降低锅炉的设计排烟温度；对在役机组在空气预热器之后、脱硫塔之前烟道的合适位置通过加装烟气冷却器，用来加热除盐水、锅炉送风或城市热网低温回水，回收部分热量，从而降低排烟热损失，达到节能降耗的目的。

3.循环流化床锅炉节能降耗应用

3.1仔细观察并勤于调整碎煤机的工作状态

燃料燃烧之前，需要通过碎煤机将煤粒的颗粒度进行控制，并确保煤粒得到均匀的分配，若碎煤机得不到及时的调整，就会导致煤粒往往大于设计的要求。由于较大粒径物料的沉积增加了料层的阻力使床压增高,进而对冷渣器排渣的效果带来影响，但实际的料层厚度又非常薄，料层容易被吹穿而产生沟流，流化不均而引起局部结渣，难以形成稳定的密相区，同时还会造成底渣含碳量升高。而且当细粉较多时，就可能导致燃料进入返料器，而这就会出现结焦的情况，或者直接进入尾部烟道，导致尾部烟道积碳增加，可能因此而出现事故。所以在碎煤机日常运行维护中，应多观察和勤调整其间隙，确保入炉煤粒度在5—8mm之间的占90%以上。

3.2加强对阀门的维护，合理使用冷渣器

热力系统的补水率必须进行严格的控制，一般应低于3%，并确保阀门无内漏，确保热力系统正常运行的同时，其排污量应低于2%。所以热力工序在开2#机对热力系统补水率进行控制时，首先就应将其补水流量提升，确保凝结器始终处于高水位的状态下运行，再将补水阀门关闭；然后对系统的疏水阀门进行合理的调节，并利用凝结器的水位下降幅度，对热力系统补水率进行计算，若大于3%，就应对阀门是否存在内漏进行检查，当补水率变化1%时，就会增加发电煤耗0.22%，所以必须引起高度重视。而在控制床温时，则应在布风板上设置测温热电偶对其实际温度进行测试，过高或过低都会对热力系统正常运行带来影响。所以为了控制床温，就应确保各种测温元件完好，并将锅炉床温始终控制在880℃到950℃之间，入炉煤热值波动范围控制在±150大卡/公斤基础上，对系统负荷变化进行分析，从而对煤量进行调节，降低产汽及发电煤耗。

3.3严控补水率和排烟温度

首先加强对加热器的检修，并确保检修质量达标，而且还应切实做好对加热器的清洁工作，才能更好地将其温差降低；其次就是确保疏给水热系统在疏水时的动作正确，并确保其维持在最低的水位，预防由于其疏水积存导致铜管被淹没；最后就应着力将给水回热系统严密性提升，预防空气进入。而在控制排烟温度时，由于排烟温度也是整个锅炉运行的重要技术参数，循环流化床锅炉排烟温度对锅炉燃烧及各段受热面的换热状况，有着直接的影响为保持各段受热面的清洁和换热效果是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。

3.4定期排污

锅炉排污一般在低负荷时进行，各排污阀全开时间不得超过30秒，且不准同时开两组及以上的排污阀进行排污，以免破坏水循环，排污应缓慢进行。排污时，先全开一次阀，缓慢开启二次阀，先关二次阀，再关一次阀。排污结束后，进行全面检查，确认各阀门关闭严密，方可离开现场，锅炉停炉前进行一次定期排污，所有排污水必须通过生水预热器和扩容器将热量进行充分利用后方可排入地沟。

3.5严控排烟温度

在控制排烟温度时，由于排烟温度也是整个锅炉运行的重要技术参数，循环流化床锅炉排烟温度对锅炉燃烧及各段受热面的换热状况，有着直接的影响为保持各段受热面的清洁和换热效果是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。即保证锅炉的严密性，减少漏风，合理控制氧量在3.5%—4.5%之间，若发现空预器漏风，则应采取封堵或更换措施，减小漏风率，定期进行吹灰或优化吹灰，减少锅炉尾部烟道的积灰，提高换热效果。

结束语

综上所述，循环流化床锅炉燃烧优化控制系统在锅炉节能方面有着较大的提升空间，通过优化可以实现负荷稳定状态时，压力过程值平均误差保持在压力给定值的±0.2MPa以内，外部负荷增减10%负荷时，压力平均误差保持在给定值的±0.4MPa以内，提高自动投入率达到95%以上，床温变化、氧量、炉膛负压、床压、主汽温度均可控制在良好的工艺范围以内，对提高循环流化床锅炉整体安全经济运行十分有利，同时达到节能降耗的目的。

参考文献

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