循环流化床锅炉节能增效改造总结

循环流化床锅炉节能增效改造总结

周洁

中国能源建设集团山西电力建设第三有限公司 山西 太原 030000

摘要：改革后，在我国高速发展的背景下，工业生产过程中因流化床锅炉自身具有高效、发电率强、燃料灵活性、低污染排放等优点，所以大部分工厂均采用循环流化床锅炉技术进行工艺生产加工。本文主要围绕着循环流化床锅炉技术的特点及存在的问题进行分析，并采取了一定的措施。

关键词：循环流化床；锅炉节能；增效改造

引言

我国以火力发电为主且煤炭的消耗量很大，而且在煤炭燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等有害物质。因此，无论从提高煤炭燃烧效率还是从降低煤炭燃烧所带来的环境污染均需通过洁净煤燃烧技术来实现。循环流化床锅炉燃烧技术为当前最为高效、洁净、低成本的技术被广泛应用于火力发电行业。本文以南煤龙川电厂的465t/h循环流化床锅炉为研究对象，着重对其关键部件进行改造，并对改造后的节能效果进行验证。

1改造背景

2010年3月锅炉投入运行，因生产酒精工艺需要，要求锅炉满负荷运行，使锅炉长期处于高负荷、大风量的运行状况，从而出现平均床温高达986℃，单点测定温度达到了1045℃；长期处于高床温的运行状态，导致锅炉NOx排放高；床温高、风机出力增大，导致厂用电增大；床温分布不均匀，导致风帽磨损严重；一、二次风比例匹配不当，影响锅炉燃烧；减温器喷水量偏大；排烟温度高等状况，影响锅炉安全、稳定运行。

2循环流化床锅炉的应用现状与必要性

循环流化床锅炉燃煤锅炉是一项较为成熟的工业技术，在洁净煤技术上已经开始应用。近几年来，以其煤的适应性强，燃烧效率高，炉膛脱硫脱硝，近几年来在我国洁净煤发电中占有重要地位。流化床锅炉具有良好的燃烧稳定性和对燃料的适应性，但不能保证各种不同性质煤的经济有效利用。由于近年来燃煤发电的现状，大量燃煤电厂不得不燃烧各种燃煤材料，特别是劣质煤，导致热效率下降，煤耗增加。因各煤种性质差异较大，国内操作人员缺乏实际操作经验，不掌握CFB锅炉发电技术，综合煤质变化较大，机组检修、启停次数较多，导致耗煤量增加，实际运行经济性降低。循环流化床锅炉的应用现状决定了节能需要与燃料发电结合的现状。实际上有很多方法可以提高锅炉的效率，例如改变燃料比例。

3循环流化床锅炉运行中节能增效策略

3.1布风板风帽改造方案

原循环流化床锅炉共有大直径钟罩式风帽637个，且每个风帽上均设计有8个风孔，每个风孔的直径为22mm。在实际生产中发现，由于循环流化床的风阻较大，导致其风帽经常被吹脱落，加剧了对风帽的磨损，导致在日常维修过程中极大地增加了维修成本，且影响了锅炉的正常运行，降低了锅炉的使用效率，同时增加了锅炉的重启次数。为解决上述问题，南煤龙川电厂结合国内外先进改造方案，并结合电厂实际情况，提出如下改造方案：将大直径钟罩式风帽更换为迷宫式钟罩式风帽。具体参数改造如下：风帽风管内径为64mm，风帽夹层直径由原先的100mm降低至74mm，风帽风孔直径由原先的22mm增加为22.8mm，为风帽顶部加设相应的保护套。此外，将风帽安装于进风筒的托盘位置处并采用电焊的方式连接，避免了风帽脱落。

3.2循环流化床锅炉运行调整及磨损处理

循环流化床锅炉的运行特性主要包括床压、床温、风量特性和气温特性。床层压力不仅取决于炉内物料的量，还取决于锅炉负荷。整个炉段包含许多反映床压的参数，包括锅炉总压差、下床压和锅炉上压差。锅炉床压监测反映了空气分布器的阻力、炉内床料总量和流态化的变化。操作时，两侧床压应平衡，两侧压差应控制在规定范围内。锅炉正常运行时，整个炉膛可视为一个装满液体的容器，容器处于平衡状态。较低的床压反映了整个锅炉的塔重，显示了锅炉内的床料量，从而推断出炉内的燃烧状况。上压差能反映锅炉的各种工况。当上压差增大时，锅炉内的物料循环增加。在处理过程中，可以适当调整给料器内的流化速度，也可以控制送入炉膛的一、二次风量进行调节。从燃烧和传热的角度来看，通过控制床层温度可以提高燃烧效率和锅炉效率。在流化床密相区，燃烧颗粒的表面温度比床层温度高100～200℃。为了保证锅炉的安全运行，应根据锅炉NOx排放量调节床温，控制NOx与床温的双向关系。当床层温度较高时，氮氧化物会增加；当床层温度较低时，氮氧化物也会增加。因此，床层温度不应控制在850℃，而应将床层温度控制在850℃以下，这样才能使床层温度控制在850℃以下。在锅炉运行过程中，风量特性与燃烧和流化状态有关。为了保证锅炉的正常运行，燃料获得浓相区一次风提供的氧气，并调节左右两侧炉膛压差。此时用压差实测值计算偏差值，并对左右两侧风量定值进行修正，将通过平衡偏差得到的风量控制在规定范围内。当二次风分层分段进入炉膛时，可补偿一次风对燃料供氧不足的问题，调节二次风量和炉内氧含量，以获得最佳控制值。根据节能原理，一定量的煤可以释放一定量的热量。调整蒸汽温度的根本目的是保证煤量与负荷相匹配。综合了床压、床温、燃料量和一、二次风量的特性，保证了锅炉的正常运行。

3.3给煤、布风、返料均匀性控制

循环流化床锅炉运行当中，要求三台给煤机给煤量大小做到相同。当给煤量均匀从而保证床温均匀，减小床层中局部NOx原始生成量。在保证不堵煤的前提下，播煤风门、送煤风门尽量开小。循环流化床锅炉每次停炉后，检查每只风帽的损坏情况；凡是风帽小孔有磨损现象的，必须要求更换，防止布风板局部流化不均匀而造成局部NOx原始生成量升高。循环流化床锅炉运行当中，二只返料风箱的返料风量、风门开度要保持一致，返料的流化风量、松动风量要求相同；每次停炉后要检查每只返料风帽，有损坏的必须更换，以保证返料的正常可靠。

3.4超强脱硫技术的应用

循环流化床锅炉技术采用不同浓度的送风方式燃烧，燃烧过程中形成氮氧化物，与一般锅炉技术相比，氮氧含量可降低20%左右。随着我国对这方面的逐步重视和锅炉技术的不断完善，超脱硫技术已成为今后循环流化床锅炉技术发展的必要条件。虽然我国锅炉数量占世界绝大多数，但核心技术的发展并不尽如人意，尤其是脱硫技术。随着我国环境问题逐渐提上日程，煤炭脱硫技术已成为当今社会亟待解决的问题之一。我国还将加强对污染物排放标准的严格控制，使空气中二氧化硫含量降至400m³以下。目前，我们总结了传统脱硫技术存在的问题，发现在流化床中加入石灰石的方法更为有效，可进一步促进脱硫技术的发展。

结语

循环流化床锅炉作为应用实现洁净燃烧技术的关键设备，在实际运行中发现能耗过大的问题。为此，南煤龙川电厂对循环流化床锅炉的点火系统和布风板进行改造。其中，将点火系统中的回油机械式油枪更换为燃料油气泡雾化专用油枪，并对母管油压进行调节，同时对布风板风帽的安装方式及风帽结构进行改造，降低布风板风阻。改造后的锅炉启动能耗有所降低，循环流化床锅炉启动时间相对减少，锅炉的燃烧效率得到提升，从而达到了节能效果。

参考文献

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[2]杨艳军.试析燃煤电厂锅炉节能减排技术[J].化工设计通讯,2017,43(4):209-210.

[3]林小冲，俞海淼.循环流化床锅炉节能环保一体化改造技术研究与应用[J].应用能源技术，2017,（6）：15-18.