静电除尘在锅炉房的应用

【摘要】循环流化床锅炉( CFB) 燃烧技术具有氮氧化物排放低、可实现在燃烧过程中直接脱硫、燃料适应性广、燃烧效率高和负荷调节范围大等优势，已成为当前煤炭洁净燃烧的首选炉型，循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。文章分析了概述了循环流化床锅炉，国内循环流化床锅炉的进展

【关键词】静电除尘；锅炉房；应用

中图分类号：O434文献标识码： A

伴随着经济的高速发展，意味着人们将越来越多的矿物资源转化为工业原材料和产品，以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，同时也将越来越多的废弃物抛向大自然。不进行必要的防护的话，很容易出现疾病。循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染清洁燃煤技术，能够有效解决现在出现的问题。

一、循环流化床锅炉

循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床湍流床快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。

二、国内循环流化床锅炉的进展

我国国情决定了火力发电企业燃煤煤质多变的现实，发电企业几乎很难长期采购到与设计煤质相近的燃煤，实际上该厂通过配煤掺烧后的燃煤灰分只有7% ～ 9%，不到设计煤质的一半。表明电除尘的实际与设计相差较大，存在优化电除尘运行方式的空间。

目前已经开发35~ 465 t/h 系列化循环流化床锅炉，建立了世界首台135 MW 再热循环流化床锅炉电厂仿真机，技术水平世界领先。与此同时，建立了循环流化床锅炉设计理论体系，并形成了符合中国实际情况的设计导则和热力计算方法，已经出口到国外，打破了多年来我国一直依赖进口循环流化床技术的局面。我国已成为世界上循环流化床锅炉台数最多和总蒸发量最大的国家，总运行台数已超过世界其它地区所有循环流化床锅炉的总和。

三、锅炉房静电除尘的应用

1、静电除尘系统

（1）除尘系统

循环流化床锅炉烟气中粉尘原始排放浓度一般在 20000Nmg/以上，必须采用三电场以上静电除尘器或布袋除尘器才能使净化后的烟气达到国家排放标准。

链条炉排锅炉烟气中粉尘原始排放浓度为 1800 mg/N，采用一般的湿式除尘或高效多管旋风除尘器即可满足要求。如果采用湿式除尘，可选择合适的除尘、脱硫一体化装置，与静电、布袋除尘器相比，它具有占地小、投资低的优点。

（2）除灰系统

循环流化床锅炉经除尘器排出的细灰量是链条炉的十倍甚至十几倍，而且是很细的干灰。目前一般采取以下两种运输方式：一是用封闭罐车运送（静电除尘器罐车），二是采用正压气力输送系统（静电除尘器仓泵灰斗罐车）。

链条炉湿式除尘、脱硫一体化装置除下的湿灰，可以与除渣系统合并在一起用链斗出渣机或重型框链出渣机输送。

（3）鼓、引风系统

循环流化床鼓、引风系统包括一次风机、二次风机和引风机，而链条炉可不设二次风机。循环流化床锅炉的一次风机和二次风机扬程很高，价格较贵。

（4）除渣系统

循环流化床锅炉排出的灰渣温度在 850℃左右，必须冷却后才能排掉，这就需要有冷渣器及相应的循环冷却水泵、冷却塔，而链条炉排出的灰渣不需要进行冷却。

（5）管理系统

链条炉排锅炉是一种历史悠久、非常成熟的炉型，运行管理较简单，易于掌握。循环流化床锅炉的燃烧效率与运行水平有密切关系。在运行中应根据负荷和煤质的变化，随时调整燃烧工况，保持正常的床温和合理的风煤比，以降低气体和固体不完全燃烧损失。此外，还要维持适当的料层高度，料层过高，会增大风量和电耗；料层过薄，又会使燃烧工况不稳定，燃料在床内的停留时间缩短，增加溢流渣含碳量。可见，循环流化床锅炉的运行调整比链条复杂得多。另外，循环流化床锅炉点火比较复杂，较难掌握。总之，循环流化床锅炉对操作工人和管理人员的要求很高。

2、优势

（1）循环流化床锅炉炉膛内的温度比常规的煤粉炉低得多，因此炉膛内的热流要比煤粉锅炉低。而循环流化床锅炉炉内较低的热流密度可降低对水冷壁冷却能力的要求；

（2）在循环流化床锅炉炉膛内，固体浓度和传热系数在炉膛底部最大，且随着炉膛高度的增加而逐渐减小，热流曲线的最大值出现在炉膛底部附近。这样，炉膛内高热流密度区域刚好处于工质温度最低的炉膛下部区域，避免了煤粉锅炉炉膛内热流曲线的峰值位于工质温度较高的炉膛上部区域这一矛盾。因此，循环流化床锅炉炉内热流分布特点也比较有利于水冷壁金属温度的控制；

（3）循环流化床锅炉的低温燃烧使得炉膛内的温度水平低于一般煤灰的灰熔点，所以水冷壁上基本没有积灰结渣，再加上炉膛内有较高的固体颗粒浓度，这能够保证水冷壁的吸热能力；

（4）与煤粉炉相比，循环流化床锅炉炉膛内的温度沿炉膛高度方向更加均匀，因而工质沿水冷壁高度方向的吸热也更加均匀，从而有利于控制各段水冷壁的吸热量。

3、发展趋势

（1）循环流化床高参数化

循环流化床锅炉大型化发展的一个重要的目标是开发超临界参数循环流化床锅炉。常压循环流化床燃烧技术是国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术，但在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性。超临界CFB 作为下一代CFB 技术，由于可以得到较高的供电效率，脱硫脱硝投资及成本比烟气净化低50% 以上，是一种适于在中国大量推广的燃煤发电技术。

（2）循环流化床调峰机组

循环流化床锅炉已证明具有远高于煤粉炉的负荷调节特性。它可以在30% MCR 下不投油稳定运行。冷却型分离器循环流化床锅炉具有频繁调负荷的能力。因此，我国电网峰谷差逐年加大，调峰循环流化床锅炉是一个良好的解决方案。今后应加强调峰循环流化床锅炉的开发工作。

（3）循环流化床热水锅炉

中国城镇社区的快速发展，对大容量供暖锅炉需求加大，这些燃煤锅炉的污染排放极难解决，燃用天然气从经济到资源方面均不宜大面积推广。循环流化床热水锅炉是一个良好选择，我国新开发的116 MW 循环流化床热水锅炉经3 年运行经验证明了该炉在节能、环保、可靠性方面的突出优势。

四、结束语

为使循环流化床锅炉在集中供热锅炉房中得到进一步推广应用，我国锅炉行业应在以下三方面进行研究和改进：降低锅炉烟尘初始排放浓度，降低电能消耗，研制适合烧优质煤的锅炉。超临界参数循环流化床锅炉是下一代循环流化床锅炉术，综合了循环流化床锅炉低成本污染控制及高供电效率两个优势，技术风险不大。调峰循环流化床锅炉是一个良好的解决方案，经验证明循环流化床热水锅炉是解决城镇社区的大容量供暖锅炉的一个良好选择。

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