提高循环流化床锅炉热效率的措施 魏东杰

提高循环流化床锅炉热效率的措施魏东杰摘要：目前由于循环流化床锅炉燃烧过程是一个具有非线性、大滞后、多耦合特性的复杂过程，使循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制成为难点。如今能源紧张，煤价飞涨，如何改善锅炉的燃烧过程，更好地满足电网对机组负荷调度要求的需要，改善自动调节品质，满足机组经济安全运行的需要，实现节能降耗和深化清洁燃烧效果，提高机组自动化水平，降低企业生产运行成本，提高经济效益，实现真正的清洁燃烧，无疑是一件意义重大、十分迫切的工作。关键词：循环流化床锅炉；燃烧控制系统；优化1锅炉机组的各项热损失为使循环流化床锅炉的运行达到稳定、高效的目的，充分发挥循环流化床锅炉的优点，尚需对影响循环流化床锅炉效率的各项热损失进行深入的研究，下面先简单介绍一下各项热损失。锅炉的各项热损失是从锅炉的热平衡中求出。锅炉的热平衡是指在正常工作时，输入锅炉的热量与从锅炉输出热量之间的平衡。热平衡就表明了燃料的热量有多少被有效利用，有多少被损失，这些损失又表现在哪些方面。研究它的目的是为了找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，有效地提高锅炉效率。在锅炉稳定的热力状态下，1kg燃料带入炉内的热量、锅炉有效利用热量和热损失间有如下关系：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6式中，Qr为1kg燃料带入炉内的热量，kJ/kg；Q1为锅炉有效利用热量，kJ/kg；Q2为排烟热损失，kJ/kg；Q3为化学未完全燃烧热损失，kJ/kg；Q4为机械未完全燃烧损失，kJ/kg；Q5为锅炉散热损失，kJ/kg；Q6为其他热损失，kJ/kg。将上式两边都除以输入热量Qr，则锅炉热平衡可用占输入热量的百分比来表示：100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6，锅炉的效率即为：n=q1=100%-(q2+q3+q4+q5+q6)。2影响循环流化床锅炉热效率的主要因素2.1清洁工作。由于锅炉吹灰设备自身的局限性及故障，锅炉受热面未能进行良好的清洁，使得锅炉受热面积灰严重；另外，电厂水质监督不严导致汽水品质不合格使受热面污垢积累严重或者出现结渣现象，从而导致排烟温度不断升高。一般循环流化床锅炉的排烟温度在140°C时排烟热损失是最低的，而排烟热损失会随着排烟温度的变化而变化，若排烟温度每升高12C〜15C，排烟热损失也将提高1%。但是排烟温度也不可过低，过低会造成尾部受热面产生低温腐蚀，损坏受热面。2.2燃料选用。循环流化床锅炉对燃料的粒径有一定要求，一般为0〜12mm。若燃料破碎的粒径不均匀，同时，运行中二次风操作不合理或者根本不进行二次风操作调整，那么燃料可能会得不到充分燃烧就随烟气排走，导致烟囱冒黑烟，不但会污染大气，同时还会使机械不完全燃烧热损失(固体不完全燃烧热损失)显著提高。另外，由于布风板风帽部分堵塞，使燃烧室下部氧含量分布不均匀，燃煤颗粒燃烧不充分，造成炉渣可燃物增加。2.3风速调整。在锅炉的负荷变化时，若未及时调节风量及风速，那么将很容易使炉膛产生一些结焦现象，更甚者是风直接把小碳粒从炉膛内吹出，导致因气体的不完全燃烧而增加热损失，严重时不得不停炉进行打焦。2.4设备选用。若电厂在选择破碎设备和燃煤制备系统时存在不合理现象，导致进入炉膛的煤粒过细，同时再加上炉膛出口返料器的分离效率低，那么将大大增加飞灰可燃物含量，从而导致机械完全燃烧热损失增加，锅炉效率降低。3循环流化床锅炉热效率的提升措施3.1提高燃料在密相区的燃烧额度燃料的燃烧机制的实现是在自身的内部完成的，而相应的燃料燃烧媒介场所就是锅炉的内部的炉床，因此对于锅炉的炉床的优化性处理能较为直接地提升锅炉内部燃料的实际燃烧效率。而循环流化床中的燃料的实际燃烧实际上是一个流态化的过程，此过程属化学反应，会释放大量的热，因此实际的反应现象也十分强烈，因此在此过程中燃料的停滞时间就会被间接延长，相应的燃烧效率也就会随之而逐渐提升。因此，提高密相区的燃烧份额，不仅减轻稀相区的燃烧负担，而且提供充足的热量，由烟气、循环灰携入稀相区建立高温，从而提高整个锅炉的燃烧效率。3.2提高密相区的气化功率锅炉中的固体燃料在高温炉床上发生燃烧反应，进而释放大量的热，从而为相应的区域提供一定的热能，但由于其反映的实际环境是一个高温性密闭空间，因此在这样的条件下，燃料自身会发生还原反应。而循环流化床锅炉内部的燃烧体系主要针对这一现象采取了分级性燃烧机制，进而将还原反应加以利用，从而使密相区上层形成较为完善化的还原体系，将二氧化碳气体还原为一氧化碳气体，而这一气体可以被循环利用为燃料的助燃性气体的补充，而具备一定浓度的一氧化氮气体随烟尘流入与密相区相对的稀相区，并且在风力的作用下进行二次燃烧，从自身的角度为循环流化床锅炉提供了相应的二次化热源，即节省了相应的能源投入，也不需通过外力就能够提升炉内的实际温度。一般可达950〜1000°C，比进稀相区前高50〜100C。对循环倍率不太高的循环流化床锅炉是十分明显的。提高气化率即增加CO气体。它实际上是间接地提高了密相区燃烧份额，同时有利密相区热平衡的控制。3.3提高锅炉循环的效率实际上也存在能够控制锅炉燃烧率的相关指数，而这一指数在实际的建设环节通过具体的循环率作为形态上的呈现形式。因此就将循环的倍数率，即循环倍率来对这一指数进行较为明确化的命名，而相应的循环的倍率越高，实际的分离器所产生的分离机制的效率也就越大，进而分离器就能在这种高功率的状态下将极为微小的灰尘粒子都收集起来进而使这些微小的粒子作为循环类燃烧的辅助性燃烧物。这样能够提升循环燃烧的自动化程度以及资源的合理性利用。另方面循环倍率高炉内的物料浓度大，一部分物料在稀相区、密相区来回运动形成内循环，均匀地把热量带入稀相区，保持炉膛高温，缩小炉内温度梯度。同时使燃料得到较有效地燃烧，提高锅炉燃烧效率。3.4增大炉渣的排放量燃料作为循环流化床锅炉机制内部的重要元素，其在起到自身的燃烧的义务后会形成相应的炉渣以及飞扬的灰尘，而在此过程中相应的碳合物也就随灰而飞散，因此飞灰中的含碳量也相对而言在整个机制中就显得十分巨大。而在此基础上，提升炉渣在飞灰中的含量有助于这一机制的整体性可燃物废弃料的排放。针对煤种及其粒度分布，在保证运行可靠前提下，采取一些措施，把渣灰比例适当放大可以达到降低有害气体的目的。燃料的热值与固定碳含量成正比，灰份与固定碳含量成反比。不同的燃料在炉内燃烧，若其飞灰含炭量一样，则灰份低的排出可燃物的总量也低。因此，选择燃料时要求热值较高，灰份较少的品种。4结语总之，提高循环流化床锅炉热效率，搞好循环流化床锅炉的经济运行是每个电厂重点考虑的问题之一，同时也是电厂管理者和工程技术人员义不容辞的责任。本文中笔者浅谈了影响循环流化床热效率的因素及提高方法，谨以此抛砖引玉，供各位同行共同探讨、参考，