循环流化床锅炉的运用及运行中的问题

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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.