循环流化床锅炉节能改造

循环流化床锅炉节能改造

王志龙

（黄陵矿业集团煤矸石发电有限责任公司陕西延安727307）

摘要：循环流化床锅炉，从字面上意思就能明显看出其中一个特点是节能。是目前最适宜的经济高效、洁净循环燃烧技术。在日常生产当中，循环流化床对燃烧的控制有着独到的技术手段，炉内传热能力强，并能够综合利用灰渣，实现循环节能高性能的目标，不仅可以有效的抑制氮氧化物的排放，防止环境被污染破坏，还可以降低有毒物质的排放，对环境负责，对人们负责。章介绍了循环流化床锅炉的原理内容，总结概括了国内外循环流化床锅炉技术的发展状况，并通过分析思考，对其今后发展提出了一些意见和措施。

关键词：锅炉；循环化床；燃烧技术；节能

引言

近十年来，我国循环流化床（CFB）锅炉技术发展迅猛。随着我国首台300MWCFB进口锅炉于四川白马电站投运，我国多台自主研发的300MW级以上CFB锅炉相继投产。迄今为止，我国建有的CFB锅炉数量世界最多、规模最大、参数最高，我国的CFB锅炉设计、制造和运行水平已处于世界顶尖水平。在此期间，我国CFB技术领域的专家、学者做了大量细致的工作，通过对大批CFB锅炉的研发、设计、施工，调试和生产期间的各类运行方式进行分析总结，归纳出节能提效的主要观点：第一，采用流态重构节能型CFB锅炉技术，优化床料质量，减少无效床料，降低风机压头和厂用电率，并有效解决了燃烧效率偏低的运行问题；第二，采用床下燃油点火方式，尽可能降低锅炉风速，实现机械脉动填煤，创新应用节能型雾化油枪有效降低点火油耗。

1循环流化床锅炉的应用现状与必要性

循环流化床燃煤锅炉是洁净煤技术中投入实际运营的、比较成熟的商业化技术，由于其煤种适应面、燃烧效率高、炉内脱硫脱氮等优势，近几年来在我国洁净煤发电领域处于优先地位而广泛的被应用。流化床锅炉在应用中表现出良好的燃烧稳定性，对燃料的适应性很好，但并不能保证经济有效地利用性质差别较大的多种煤料。由于近年来煤电供应的现状，导致大量燃煤电站不得不掺烧与原有设计煤种煤质差别较大的多种煤料，特别是劣质煤料，这就不可避免的导致全厂热效率下降和煤耗增加。由于多种煤的性质有较大区别，且国内的运行人员的实际运行经验不足，尚未深入掌握循环流化床锅炉发电技术，综合煤质变化较大、机组维修和启停次数较多等因素，从而造成了循环流化床锅炉的煤耗增加、实际运行经济性下降等问题。循环流化床锅炉应用的现状决定了，节能需要结合当前燃料的现状和发电状况来进行。实际上，锅炉节能的途径多种多样，如可以通过设备改造来达到节能的目的，还可以改变燃料的选择，如合理的对燃料进行配比掺烧来提升锅炉效率等。

2循环流化床锅炉节能措施

2.1低床压运行技术

目前国内部分国产自主型的CFB机组，在保持CFB煤种适应性广和污染排放控制成本低的优势条件下，通过流态重构提高床料质量和降低床料量，降低运行床压，减少了锅炉风机能耗。经调研国内某350MW超临界空冷CFB锅炉已实现低床压运行，机组满负荷测试床压为4.85～5.3kPa，供电煤耗336g/kWh、厂用电率6.25%，节能效果明显。实现低床压运行的关键条件是，依据绘制的CFB锅炉流态图谱，配置性能可靠的燃料破碎筛分系统，保证燃料粒径满足要求；优化提高旋风分离器效率，维持炉内有足够的细颗粒床料和炉膛的上床压，保证炉内有足够参与循环换热的细循环物料量，这样可以将炉内不参与循环换热的大颗粒渣排除炉外，有效降低水冷风室背压。

2.2合理安排启动时间

提前检查好油枪及其系统，减少在点火过程中处理油枪的次数。另外，外置床的投运时间也应合理安排，床温高于700℃时，迅速准备投运外置床。投运外置床前应适当增加给煤量，灰控阀开度也不易太大，开度为15%左右，以保证床温的稳定性。汽机的配合是机组启动的关键，合理安排汽机的暖缸和冲转及带负荷是降低启动消耗和缩短启动时间的关键所在。在锅炉点火后，汽机应适时送轴封、抽真空，开高、低压旁路开始疏水，以保证锅炉、汽机前的蒸汽温度同步上升，一旦锅炉的蒸汽参数满足冲车条件即可进行冲车。避免了锅炉因汽轮机机前的温度还不满足冲车条件，就维持燃烧，提高机前温度的现象。

2.3除尘器节能优化

由于国家对火电厂排放指标的调整以及各地政策要求，火力发电厂达到超低排放标准的形势刻不容缓。而循环流化床锅炉燃烧劣质煤时灰分含量偏高的因素便对除尘器有了一个新的考验，各循环流化床锅炉电厂对除尘器的改造势在必行。布袋除尘器的除灰效果已不能满足超低排放的要求，加上其阻力高，能耗大的缺陷，使得电厂需要改进除尘方式，采用电除尘器或电袋组合式。设计电除尘出力时要充分考虑到劣质煤的灰分含量偏高的因素来进行设计高压静电除尘变压器的电流，而实际上发电企业几乎很难长期采购到与设计煤质相近的燃煤，便需要通过配煤掺烧来进行实际运行。在这过程中燃煤在收到基灰分上通常低于设计值，与设计值存在2～3倍的差距。在符合国家排放标准的前提下使变压器的电流比下降到一定的范围，达到减少电除尘电耗，降低厂用电，节能增效的目的。

2.4合理的启动床料厚度及粒径

根据锅炉的升温升压要求，及时调整燃烧量，保证锅炉的正常升温。合理安排启动时间，启动过程中管理能耗同时添加合理的启动床料厚度及粒径。对整个系统内物料均排空的锅炉，在启动时建议添加床料800mm，返料器为放空的情况下，添加床料启动时，建议添加床料600mm，不易太高。根据循环物料对锅炉贡献的特点：大颗粒稳定床温，细颗粒加热锅炉，在锅炉启动添加床料时，床料添加不宜太细。若机组短期停运，重新点火时，床压较高，可通过返料器至冷渣器放灰管来降低锅内的有效物料，提高床温的温升速率，及时提高温度，缩短机组的启动时间。

2.5风机变频调速节能技术

通过工程实践，大型CFB锅炉一、二次风机因风压高，只能采用离心风机，因其使用效率高、能耗高。通过对比分析，带变频器的离心风机经济性更优，尤其是锅炉在低床压运行工况，一次风机轴功率更低，厂用电率进一步降低。国内某大型设计院针对660MW超超CFB锅炉一次风机调速方式进行对比分析，结果为：在BMCR工况，低床压运行时，采用变频装置的较采用定速的离心风机轴功率低1171kW，按机组年利用小时数4000h计，一台CFB锅炉可节省电耗937万kWh，节能收益明显；二次风机的节能效果同样显著。

结束语

大型CFB锅炉作为一种高效率、低污染的节能产品，在实现资源综合利用、环境治理方面起着十分重要的作用。CFB锅炉技术的进步使得能源综合利用率明显提高，能耗水平逐步提升，电力相关企业的可持续发展政策不断得以落实。通过对大型CFB锅炉节能技术的探讨分析，给出了一定成果观点，这对于不断提高大型CFB锅炉节能技术水平、提升CFB机组整体发电效率、提升我国工业整体发展效率、提高低热值煤绿色高效利用、实现经济和社会可持续发展具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]王新鹏，张存民.循环流化床锅炉运行调整对经济性影响的分析[J].中国新技术新产品，2012（11）.

[2]孙献斌，黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2013：231.