循环流化床锅炉的核心技术

来源:华文易迅 时间:2023-06-22 09:00:02

CFB燃烧技术是20世纪80年代在锅炉上成功应用的清洁煤燃烧技术，具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放量低、负荷调整比大、负荷调节快等突出优点。主循环回路是CFB锅炉的核心技术，它的主要功能是将大量高温、固体物料与气流分离，送回燃烧室。这样就能维持燃烧室稳定的流态化状态，使燃料和脱硫剂多次循环，燃烧和反应重复，因此，提高燃烧效率和脱硫效率，循环流化床锅炉是一种环保、节能的综合型炉。

1.CFB锅炉概述。

CFB锅炉是目前工业上应用最广泛的清洁煤燃烧技术。CFB锅炉是流态化燃烧，其主要结构由燃烧室(包括密相区和稀相区)和循环环(包括高温气固分离器和返料系统)两大部分。鼓泡流化床燃烧技术与鼓泡流化床燃烧技术最大的不同在于其操作风速大，强化了燃烧和脱硫等反应过程。目前，可将锅炉容量扩展至电力行业可接受的大容量(600MW或以上)，CFB锅炉很好地解决了热、力学、材料学及膨胀、磨损、超温等基本问题，难燃性固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、泥沙等)的先进能源利用技术。

2.沸腾锅炉的技术特征。

2.1燃料具有更广泛的适应性。

CFB锅炉自从研制开发以来，已经能够适应大部分的燃料，这是决定CFB锅炉技术在市场上得到广泛应用的重要因素。CFB锅炉可较好地实现燃料与脱硫剂、灰渣等不可燃固体颗粒的配合，灰渣加热至着火点，燃烧时煤灰再放出热量，使床体保持一定温度。结果是，使用循环流化床锅炉使燃料更容易燃烧，并且对燃料有较大的适应性。

2.2燃料使用效率更高。

新一代循环流化床锅炉热效率超过87%，能在运行变化范围内保持较高燃烧效率。CFB锅炉可以使进入人炉膛的固体燃料粒子均匀、充分地燃烧，对未燃烧完的燃料微粒经过分离器和回料装置回到炉内燃烧，大大减少了机械不完全燃烧造成的损失。

2.3负荷调节范围大，速度快。

以往使用的鼓泡流化床锅炉，在负荷压力变化时，其操作难度较大，但循环流化床锅炉操作简单，只需调整给煤量、气量、循环量，负荷调节速度快，调整范围大。通过燃烧，可使燃料完全燃尽，提高燃烧效率。

2.4污染物排放减少。

在CFB锅炉低温燃烧的基础上，有效地减少了S02烟气排放，提高了脱硫效率。在这两种方法中，采用石灰石脱硫比煤粉炉烟气干湿法脱硫效果更好，可以节省脱硫成本和运行费用，循环流化床低温燃烧特性可以有效地控制NOx的产生，降低对CO、HCI、HF等污染物的排放。

3.CFB锅炉的燃烧调节措施。

3.1风量调整。

对循环流化床锅炉而言，通常只是根据气门开度来进行流量调节，而对于CFB锅炉来说，流量的调节要精确得多。风调节的原则是在一次风量满足最小流量的情况下，调整二次风量。一次风与CFB锅炉有直接关系，所以运行前必须进行冷态试验。一般情况下，计算时氧含量过高、含氧量过高，增加了化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失。在总风量不够大的情况下，逐步增加风量来满足燃烧的需要，同时不断调整一次风和二次风，使锅炉达到最佳经济运行指标。

一、二次风比的调节。

二次风比调整是循环流化床锅炉燃烧调整的重要内容，对提高锅炉设备的运行效果有直接影响。一是二次风量调节不可盲目，要结合锅炉设备所采用的燃烧物料类型、床温、炉煤粒径等。若锅炉设备运行中所用的是挥发性较强、发热量较大的煤种，则一次送风在保证了物料流化的基础上适当的上浮，减少二次送风。若锅炉设备选用挥发分较低、发热量较低的煤型，则需适当减少一次送风，以提高二次送风量，要注意维持床温水平。

3.3煤的粒度分布调整。

根据燃煤类型，循环流化床锅炉设备运行对燃煤颗粒直径的要求，结合以往锅炉设备运行管理经验总结。用于锅炉设备的是低挥发份煤，煤颗粒较小。但是如果选择高挥发性煤，则煤颗粒要尽量大一些。主要是由于挥发物较多的煤燃料在燃烧过程中易发生爆裂，并最终分解为细粒煤，也更容易进行燃烧。

4.优化作业调整。

4.1选择合适的床压力。

反映床面压力的实际炉膛压力，对于锅炉安全经济运行具有十分重要的意义。过细、过厚都会影响炉膛流动，气流分布，影响炉膛燃烧量的分布，控制床层压力主要通过控制炉渣转速来实现。较厚的床层，将导致床内温度升高缓慢，延长起动时间，并需大量点火油，但有升温较平稳的优点；若床料层厚度偏薄，能较快地到达可投放煤料的温度，但料层可能被吹破，造成气流分布不均，最终产生结焦问题。本公司经调整运行后发现，针对现有煤种，在运行过程中控制床压为6.5-7KPa，既能保证燃烧效率，又能降低电力消耗。应注意煤种的变化，以免引起料层过薄而影响负荷。

4.2床上的温度尽可能高。

床内温度是循环流化床锅炉运行控制中的一个重要参数，其安全和经济性能直接影响其性能。床内温度太高，温度太高，容易引起意外停炉。且床内运行温度低，燃烧不完全，对床内温度过低也不安全。运转时，床温一般控制在800-950℃之间，床温较高时炉内的整体温度水平较高。当过量空气系数一定时，较高的床温有利于提高燃烧效率，可使炉内燃烧更彻底，减少底渣和飞灰中的可燃物质，从而降低化学不完全燃烧损失。

4.3二次风机在低负荷情况下停止运转。

当机组参与调峰时，常带基本负荷运行，低于180MW负荷运行，二次风率相对较低，保持二次风运行时二次风压不去，二次风进入炉内，二次风进入炉内，二次风量相对较小。停用二次风机，使单机二次风运行保持高风压，在相同风量下，有利于强化炉内燃烧。并可减少二次风机的电力消耗，减少工厂电力消耗。

4.4加强锅炉排污热损失优化设计。

对CFB锅炉技术进行优化时，还应注意加强对锅炉排污热损失的关注与重视。循环流化床锅炉技术经过几年的发展，在实际应用过程中，已取得显著成效，并在许多节能措施上得到了长足的进步。例如设备保温、保温节能、凝结水回收等节能技术。但是，对CFB锅炉排污热损失的关注还很少。对于此问题重视不够，造成锅炉排水中的热量大量流失。产生这个问题的原因主要有两个方面，一是锅炉水质不合格，二是排污系统阀门内漏。为此，要着重提高相关人员的责任感，加强对相关人员的管理，优化排污阀系统，如加强检修与维修等，以提高能源利用效率。

4.5锅炉尾部采用热管余热回收技术。

废热是指在一定的经济技术条件下，不能利用的能源，即剩余、废弃能源。其主要内容有高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品及炉渣余热、化学反应余热、易燃废气废液及余热及高压流体余压等七种。据调查，工业余热资源量约占工业余热资源量的17%-67%，余热资源量约占余热资源量的58%。

CFB锅炉是一种新型的低湿度锅炉技术。CFB锅炉需要及时控制压力变化、进料温度和退火温度，以确保锅炉处于最佳运行状态，使损失降到最低，确保效率最大化，达到节能、高效运行。CFB锅炉具有自身的特点，需要对其进行有效的管理，使其在运行过程中能够根据锅炉运行的变化及时调整参数，从而确保能够有效提高企业的经济效益和社会效益。