150MW循环流化床锅炉的节能分析

摘　要：循环流化床锅炉燃烧技术具有自身优势，但在能源利用效率方面还需要进一步提升。本文针对150MW循环流化床锅炉，在几个方面提出了节能的改进措施，其中既结合了当前循环流化床锅炉实际运行中遇到的一些问题，又结合了当前发电企业燃煤方面的问题，具有一定的理论意义和实际应用价值。

关键词：电力企业　网络安全　解决方案　互联

一、引言

循环流化床锅炉（CFB）燃烧技术作为一种新型的低污染的燃煤技术，具有煤种适应性强、变负荷调整能力强、污染物排放少等独特优势，因此在近年取得了广泛的推广应用。然而，循环流化床锅炉也有其自身的不足，例如：故障率高便是循环流化床锅炉在实际运行中最为突出的问题之一，据2008年的数据，循环流化床机组年利用小时数不足常规煤粉机组的2/3。本文对150MW 循环流化床锅炉机组进行分析，并结合实际运行状况和相关单位的运行经验进行归纳，指出了提高循环流化床锅炉机组在实际运行中节能的有效方法[1-4]。

二、循环流化床锅炉的应用现状

1.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。锅炉煤耗变化与煤质特性、发电热效率、电能产量等因素有关。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。

2.循环流化床锅炉节能的必要性

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。实际运行中循环流化床锅炉的经济性比常规煤粉炉有较大差距。统计数据显示，同等条件下的循环流化床锅炉煤耗高于煤粉炉1~3％ ，而厂用电率更是高于煤粉炉2~3％。更为严重的是多种原因导致的高故障率，常见的故障包括受热面磨损，给煤机堵塞等，而故障导致的结果就是锅炉的被迫停运。虽然在近几年的运行经验积累后，采用了一些办法对此进行解决，但实际运行的时间仍远小于常规机组。非正常停炉、重新启动带来的是煤、油和厂用电的损耗，一台475 t/h循环流化床，每次重新启炉会带来直接损失估计超过35万元．发电和供热的损失则难以计算。为了循环流化床锅炉取得更为广泛的应用，也为了实现电力的节能减排目标，争取企业的经济利益和社会效益，从各方面开展节能工作就显得尤为重要。

三、150ＭＷ循环流化床锅炉的节能措施

1.排烟余热回收

电站锅炉的排烟温度一般在130~160℃ 之间，其中的水蒸气处于过热状态，汽化潜热没有被充分利用。当前在煤粉锅炉采用的方法一般为湿法脱硫，将脱硫装置安装在了电除尘器后面。这就为余热回收带来了难度，如在尾部烟道的底部放置余热回收，则易出现低温腐蚀情况。如安装在脱硫装置后，由于经过湿法脱硫后的烟温降低到70~90℃，则回收效率降低。利用循环流化床锅炉燃烧中脱硫效率高，从而排烟中含硫量低的优点，可有效避免空气预热器的低温腐蚀问题。运行实践表明，循环流化床锅炉的排烟温度在130~160℃，基本上与煤粉炉相当，因此具备较高回收排烟余热的潜力和可能性。当前的计算方法中，热效率是按照燃料低位发热值来计算，而未考虑燃料高位发热值在汽化潜热的热损失。当前电站锅炉效率一般在90~94％ ，按照同一计算方法，冷凝式余热回收循环流化床锅炉的工艺效率可提高至105~108％ 。

2.降低厂用电率

当前循环流化床锅炉发电机组的厂用电率高达12%，特别对于大容量机组，虽然在环保方面优势明显，但与同容量的煤粉炉相比，循环流化床的经济性指标不占优势。当前各研究机构都致力于对循环流化床锅炉的节能运行进行研究，通过多方面的努力来降低循环流化床锅炉机组的厂用电率，以提高大容量循环流化床锅炉的市场竞争力。某热电厂通过技术改进，使得该厂的循环流化床锅炉机组均能达到设计的参数。其实施的技术改进主要有以下3个方面：

2.1将柱形风帽改为易更换的夹套钟罩式风帽；

2.2分离器中心筒进行改进；

2.3对燃料破碎和筛分系统改造，从而保证给煤粒度能够完全符合设计要求。

3.改进煤料质量

在原煤难以满足设定情况的条件下，如何有效的提高进入锅炉的煤料质量，是一个需要特别引起关注的问题。目前投运的国产循环流化床锅炉一般要求入炉煤的粒度在0~10mm左右。为了保证入炉煤粒的颗粒度和煤粒分配均匀性，需要对碎煤机予以重视。可以预见，在原煤质量较低的状况下，如果碎煤效果再不好，则输出的煤粒质量将原不及设计值。而相应的后果是对冷渣器的工作的可靠性、床层的流化效果、输渣设备等都产生一定的影响。燃料中的细粉较多，则可能导致可燃物进入返料器燃烧形成结焦，或进入尾部烟道而造成排烟温度高，严重时甚至发生尾部烟道燃烧事故。为了保障碎煤的质量，首先是燃料在进入破碎、筛分系统前先进行干燥，其次是建立有效的反馈系统，即对破碎后的燃料进行颗粒分折，并根据分析结果调整碎煤机的工作。采用两级破碎，一级粗碎机，二级细碎机，可以有效的达到碎煤效果，在煤料质量上尽量满足锅炉的设定要求。

4.确保准确的风量和含氧量

循环流化床锅炉构造特殊，这就导致了对于风量准确性要求方面，要远远高于煤粉炉。在每年的大修时都需要对风量测量元件都应进行标定准确的标定，推荐采用的标定方式为采用热质式流量计多点标定。需要对一次、二次、入炉总风量、返料风量标定进行标定。将标定结果用在修正热工测量系统，以保证控制系统的自动调节的准确性。

为了保障流化床锅炉燃烧良好，则需要保证合适的风煤配比，注意控制炉膛中过量空气系数。需要注意的是过量空气系数过大和过小都会造成锅炉效率降低，选择合理的过量空气系数，应当使热损失之和为最小。只有在保证进风量和出口处含氧量准确的情况下，才能使锅炉能运行在最佳状态，产生最好的效率，达到节能的目的。

四、结语

循环流化床锅炉技术具有自身优势，但在节能方面效率方面还需要进一步提升，需要做的工作还有很多。首先要结合当前实际运行状况，还要结合当前电煤供应的状况。本文主要是针对150MW循环流化床锅炉，在几个方面提出了节能的改进措施，具有一定的理论意义和实际应用价值，如在改进煤料质量方面，主要讨论的是粒度问题，实际上，如何在多种煤料特别是劣质煤较多的现状下合理的掺烧，需要进行进一步的研究。

参考文献

[1]李荣 张敏.循环流化床锅炉节能运行存在的问题及优化调整[J].内蒙古电力技术，2011，29(4)：59-61.

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[4]于英利 刘建华 韩义 郭洋.240t／h循环流化床锅炉启动节能技术探讨[J].内蒙古电力技术，2010，28(6)：82-83,91.