孔璐 司硕 刘忠攀

摘要:循环流化床锅炉是八十年代发展起来的燃煤技术,该燃煤技术的优点主要表现为:燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫等,凭借这些优点,该燃煤技术得到迅速的推广和发展。本文重点探讨了循环流化床锅炉的特点、燃烧加工过程以及发展中存在的一些问题及加工剖析。

关键词:循环流化床锅炉 特点 加工过程 加工剖析

0 引言

循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler)采用流态化的方式进行燃烧,该锅炉的燃烧方式介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间,也就是半悬浮燃烧。[1]自出现循环流化床燃烧技术以来,该锅炉在世界范围内得到广泛应用。循环流化床锅炉采用洁净煤燃烧技术,已被国际公认,其优点主要表现为:燃料适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等。在循环流化床锅炉技术方面,我国已经取得世界先进水平,其装机总容量位居世界第一。但是,在脱硫方面,我国的锅炉还存在一定的不足,主要表现为:脱硫系统的可用率低,并且锅炉脱硫效率也不高。在这种情况下,加工应用循环流化床锅炉存在一些问题,这些问题需要我们进一步解决[2]。

1 循环流化床锅炉的特点

1.1 燃烧效率高 对于循环流化床锅炉来说,通常情况下,其燃烧效率在95%-99%之间,其原因主要是:气固混合好、燃烧速率高,并且通过内循环和外循环重复燃烧燃料,进而在一定程度上增加了煤粒燃尽率。

1.2 煤种适应性强 循环流化床锅炉一方面可以使用优质煤,另一方面可以使用各种劣质煤。根据设计要求,循环流化床锅炉通常可以燃烧高灰煤、高硫煤、高水分煤,甚至炉渣、树皮、垃圾等。

1.3 添加石灰石,有较高脱硫效果,降低了氮氧化物生成量 对于循环流化床锅炉来说,由于其低温燃烧特点与石灰石最佳脱硫温度保持一致,在这种情况下,按照Ca/S摩尔比1.5-2.5,通过添加合理品种、合理粒度的石灰石,其脱硫效率可以达到90%。又由于物料在循环流化床锅炉内滞留时间长,投入流化床锅炉的石灰石粉剂粒径小,反应比面积大,容易脱硫。[3]循环流化床锅炉较鼓泡流化床锅炉无论在脱硫剂的利用率方面,还是二氧化硫的脱硫率方面都表现出自身的优越性。

1.4 负荷调节范围大,调节负荷快 对于循环流化床锅炉来说,通常情况下,其负荷调节比高达(3-4):1,由于截面风速高,并且容易控制吸热,进而使得循环流化床锅炉能够更快地调节负荷,每分钟可达4%B-MCR。

1.5 综合利用灰渣,前途广泛 炉内良好的燃烧条件,在一定程度上降低了锅炉的灰渣含碳量。与煤粉炉相比,其灰渣量相对较多,作为水泥掺和料或建筑材料,容易对灰渣实现综合利用;由于灰渣中含有一定的硫酸钙,因此可以作为各种建筑材料的掺合料。灰渣在水泥行业、制砖行业等具有广泛的应用前景。

2 循环流化床内的燃烧加工过程

2.1 循环流化床内煤的燃料着火 对于流化床内燃料着火来说,起着关键作用的是固体质点的表面温度,通常情况下,这是产生着火的点灶热源,细煤粒、分离后的高温灰粒,或者是布风板上的床料等都可以作为这类固体近质点。

2.2 循环流化床内煤的破碎特性 煤的破碎特性是指在流化床内,煤进入高温流化床后,其粒度急剧减小的属性。另外,煤颗粒与剧烈运动的床层之间的磨损,以及埋管受热面的碰撞等在一定程度上都能导致煤粒度的减小。

3 循环流化床锅炉发展中存在的问题及加工剖析

3.1 循环流化床锅炉遇到的问题 在目前条件下,国内已运行的循环流化床锅炉,其问题主要表现为:炉蒸发量达不到设计要求、高温分离器和物料返送器发生结焦。

3.2 锅炉调试及运行中的控制重点

3.2.1 预防流化不良的方法 定期排除大颗粒物料,确保流化的良好性,进一步保证布风板风帽小孔的畅通性。

3.2.2 预防超温结焦的方法 通过对床压进行合理的控制,在一定程度上避免燃煤与风帽发生直接接触,进而出现超温结焦。

3.2.3 两床失稳预防控制 在运行过程中给煤,合理控制返料量、排渣等,确保两侧床压的一致性。

3.2.4 堵煤预防控制 循环流化床锅炉无煤粉制备系统,粗、细碎煤机将原煤破碎成6~8mm的煤粒后进入原煤斗,再通过给煤机直接进入炉内。

3.2.5 堵煤的启动调试 ①风量测量装置的标定;②风量调节挡板检查;③冷渣器布风板阻力试验及风室间窜风情况检查。

4 循环流化床锅炉在工业锅炉方面的应用

与层燃炉相比,使用循环流化床锅炉具有更严格的管理条件和使用条件。使用循环流化床锅炉,需要具备完善的仪表,以及自动化控制系统,同时司炉工的操作技术、责任心等都要强。

5 结束语

我国自20世纪80年代开始走自主研究和引进技术相结合的道路,历年来,经相关部门的共同努力,在设计、制造等方面取得成绩,对我国循环流化床燃烧技术的发展,广大工程技术人员做出巨大贡献,同时积累经验,进而为引进、发展300MW大型循环流化床锅炉奠定基础。

参考文献:

[1]林宗虎,徐通模.实用锅炉手册[M].北京:化学工业出版社,1999.

[2]童有武,张孝勇.锅炉安装调试运行维护实用手册[J].北京:地震出版社,1999.

[3]王擎,骆仲泱,李绚天,等.循环流化床流动密封阀型返料装置的设计方法探讨[J].动力工程,1999,9(2):28-33.