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循环流化床锅炉节能措施探讨
摘要：近年来，循环流化床锅炉作为一种新型洁净煤燃烧的锅炉产品得到快速发展，被广泛应用在电站锅炉领域。其节能技术也被放在十分重要的位置上，本文通过从循环流化床锅炉的运行调整和优化运行等方面，探讨流化床锅炉的节能措施 。
关键词：循环流化床锅炉；节能技术；优化 前言
循环流化床锅炉是近几十年来发展起来的一种新型洁净煤燃烧技术，在清洁燃烧特别是燃烧劣质煤方面具有污染物排放低、燃料适应范围广、调峰能力强、燃烧效率高等特点，已经充分显示了其优越性,但在高效方面,仍然存在不足。从目前发展看，循环流化床锅炉节能被放在十分重要的位置上，其原因是他的参照物时常规的发电煤粉炉，其独有的布风板、分离器结构和炉内料层的存在，要满足锅炉燃烧、循环、排渣的需要，风机电耗相应较高，机组发出的电力大约有10%左右被发电厂自用掉，造成流化床锅炉发电的自用电远远高于煤粉锅炉发电。因此，降低厂用电成为循环流化床锅炉节能的主题之一。
这些问题毫无例外均不同程度的与锅炉燃烧有关，如何使锅炉燃烧达到最佳状态，保证循环流化床锅炉长周期安全运行和提高流化床经济性至关重要。
循环流化床锅炉节能措施
一、锅炉启动过程节能措施：循环流化床机组从冷态启动到并网发电，需要8-10小时甚至更长，消耗大量的煤、水、油、电，因此，点火启动过程中应采取有效的节能措施，达到节能降耗目的。 （1）料层厚度的选择：循环流化床锅炉点火要有一定的料层厚度，主要是点火过程中有部分床料会被带出炉膛，造成床层过低，易造成吹空和局部高温结渣，启动时间延长，增加耗电。床层过高会造成加热床料所需的热量增加，流化所需的风量增加，造成加热升温阶段时间延长浪费燃油。一般料层厚度选取主要是考虑流化质量和有利于提高床温，提前达到投煤条件，降低启动初期燃油消耗和各风机的耗电率。
（2）点火一次风量选择：锅炉启动过程中一次风量控制炉内微流化状态（正常运行最小流化风量约为1.3倍的临界流化风量），减少热损失，降低一次风机电耗。在任何情况下，一次风量不能低于临界流化风量。
（3）点火过程一次风量控制：临界流化风量是在常温状态下试验确定的，高温下的临界流化风量
[1]
远小于常温下的临界流化风量，随着床温的上升应适当减少流化风量，减少空气带走热损失，以提高床温升高速度，降低油耗。
（4）煤质的选择：循环流化床锅炉经过几年的运行实践证明，其对煤种适应性较强，中煤次煤、洗中煤、劣质煤、煤矸石等，发热量自1800~5800大卡之间可在流化床锅炉中燃烧。对于经济运行的角度来说，发热量在3800~4500大卡之间则是较为合适的煤种，其原因如下：煤的发热量较低时，其相对的灰分则相当大。造成循环灰量较大，床温很低，渣量较多，需要大量的往外排渣，带走部分热量，增加热损。如果发热较高，同上理，其表现为相对的灰分及灰量则少，炉膛内高发热量的煤燃烧所产生的热量不能被及时充分地带至炉膛中，上部及尾部烟道各受热面，锅炉的蒸发量将受到严重影响。经过多次的燃烧调试经验实际证明，混合煤的发热量在4000~4500大卡之间，灰分在30~35%之间来说，则是相对比较合适的一种混合燃料。
（5）确定给煤投煤的燃烧温度：投煤温度是关键参数，过低燃烧不稳，造成结渣，过高造成油耗增加。因此要根据煤质情况确定投煤温度，锅炉启动前（具备条件的）一般应在锅炉的空煤仓两侧上发热量较高且水分较少的煤，以降低投煤允许温度，缩短启动时间，减少燃油消耗。
（6）优化启动方式，降低汽水损失和风机电耗：1）单侧引风机、一次风机能满足出力的，采用单侧风机启动。不能满足要求时，可采用双引、双一次风机、单二次风机启动。高压流化风机满足要求时，可采用单台或两台风机启动满足流化状态。2）备用时间较长的锅炉，启动前进行全面冲洗，再上水到正常水位点火启动，缩短启动后排污时间，减少汽水及热量损失。机组的定连排，必须按水质情况及时调节。
二、锅炉运行燃烧优化调整节能措施[2]
（1）一次风量应采用燃烧调整试验得出的最佳一次风量控制。在床温、分离器进出口温度、主再热蒸汽参数正常的情况下，应尽量开大一次风系统中的调节风门，以降低一次风母管压力，减小系统阻力，降低一次风机耗电率，减少空气预热器一次风漏风。
（2）二次风量应保证风量与投煤量的正常匹配，控制最佳运行氧量，一般为2-4%左右。当煤种发生变化时，须对最佳氧量控制曲线进行相应调整，氧量高了，证明炉内空气过剩，使各风机电耗增加，氧量过低，则炉内处于缺氧状态，燃烧不充分。同时氧量测点必须定期进行校验，确保准确性。影响氧量高低的因素不只有风、煤，而且还包括有灰分，如果灰分过大，则氧量相对过低，原因是在氧化锆探头处所采集的烟气中灰多了，则烟气份额相对减少，即使氧量实际上正好等于其最佳数量时，其表现也会偏低一些，所以在氧量的控制上应根据实际情况来作最佳合适量的控制。
（3）严格控制床温在850-900℃之间，尽可能保持高床温上限以降低底渣、飞灰的含碳量，但应防止床温过高引起结焦。控制床温应通过调节一、二次风的比例、炉膛床压等手段进行。 （4）保持合适的一二次风比例。一、二次风配比根据煤种的不同现时不同，即颗粒度的大小及混全燃料的灰分大小而异，但能达到合理的配比对于经济运行来说则十分重要。一次风电机是大功率、
高风压。风流“小”，其主要作用是保持炉内料层的流化风量。二次风为低功率、低风压、“大”风量。在满足总风量的前提下，而又不至于对炉膛差压影响的情况下，同等增加二次风要比现等增加一次风节省很多的电能。
通常规程规定一/二次风量比例为4:6，或4.5:5.5，但部分电厂实际运行中一/二次风量比例倒挂，达到6.5：3.5甚至更高，一方面明显增加了风机电耗；同时造成密相区燃烧份额减少，稀相区燃烧份额增大，且上部物料浓度增大，不仅加剧了上部水冷壁磨损，还由于助燃的二次风量不足，使锅炉高温分离器内存在严重的后燃现象，造成结焦和排烟温度升高。一次风量比例过高的原因，可能是排渣不畅、燃料粒度过粗，造成炉底大颗粒多，流化不好，应采取措施进行调整。
（5）试验证明，最佳床压控制值对稳定燃烧、降低飞灰底渣含碳量、厂用电率影响较大。在开大一次风调门的同时，控制一次风压以保持床层差压，一般大机组一次风压在13-15KPa的范围内尽量保持下限运行，小机组可根据试验控制更低的一次风压。
（6）燃料粒度是一个很重要的控制参数，过粗过细都会增加不完全燃烧损失。对于热值高灰分小的燃料粒度可大些，而热值低灰分大的燃料粒度可小些，但不论在什么情况下都不要超出设计范围。运行中要控制入炉煤粒度，尽可能达到实际级配要求，保证入炉煤粒度符合粒径曲线。粒径小于1mm不超过35%，颗粒度尽可能控制在10mm以内，最大粒径不超过13mm。
（7）回料器的运行稳定对循环倍率和飞灰含碳量影响较大，高压风（流化风）应在最佳范围内以保证物料循环。所有的高压风风压和流量不随负荷变化进行调节，避免飞灰含碳量升高。 （8）锅炉过热蒸汽温度应首先通过调整运行风量、床料量、改变一/二次风比率、吹灰次数、改变循环灰量、加大物料流量等方式进行控制，其次考虑采用减温水来调整过热蒸汽温度。
（9）锅炉再热蒸汽温度应通过改变物料流量或外臵床锥形阀开度增减物料流量进行调整控制，除负荷变化或给煤机启停等过程中可采用喷水减温外，稳定运行状况下应尽量避免喷水减温。 三、运行调整降低飞灰、灰渣可燃物[3]
（1）根据负荷和给煤量变化，针对性进行一、二次风比例配比。低负荷给煤量少、床温低、床压低，通过减少一次风比例、适当增大氧量、提高上二次风比例，以维持密相区相对高床温和稀相区高氧量。高负荷给煤量大、床温高、床压高，通过增大一次风比例，氧量适当，提高下二次风比例，以维持相对全炉膛高床温和密相区高氧量。
（2）对难燃煤种，可通过试验采取提高二次风量措施，并加大下二次风量比例。适当提高二次风压，增大下二次风门的开度，提高下二次风的刚度和穿透力，消除锅炉存在的核心贫氧区，减少后燃份额。 结束语
循环流化床锅炉技术具有自身优势，但在节能、效率方面还有待提升，这就要求运行人员要有很
深的节能意识和较为丰富的调节运行经验，做好运行调整和优化运行工作，改善锅炉燃烧，提高锅炉燃烧效率，降耗节能，实现锅炉安全经济运行。
参考文献
[1]. 林平.浅议我国循环流化床锅炉的现状和问题.能源与环境，2010.NO.3.
[2]. 袁怡、张经武.燃煤锅炉燃烧调整试验方法.水利水电出版社，1974.111-137.
[3]. 张敏.循环流化床锅炉燃烧优化调整试验方法研究与应用，热力发电，2009.38（9）