大型循环流化床锅炉节能减排关键问题探讨.docx

大型循环流化床锅炉节能减排关键问题探讨 摘要：在我国进入21世纪以来，我国的市场经济在快速的发展，社会在不断的进步，在分析国内外超临界循环流化床（ＣＦＢ）锅炉设计与运行情况的基础上，针对近年投运的三十余台超临界ＣＦＢ锅炉的运行现状，探讨了进一步提高我国６６０ＭＷ超超临界ＣＦＢ锅炉节能减排性能应重点研究的若干关键问题，并提出了相关问题的解决方案关键词：循环流化床；燃烧；超临界；超低排放引言在中国节能长期专项规划中，将循环流化床锅炉列入到十大节能的工程之首燃煤循环流化床锅炉一方面要综合考虑治理角度；另一方面也要结合中国国情，研发适合中国的炉型、煤种和新型节能技术，同时为其提供多种可实施的方案，这样才能真正地推广应用节能技术1循环流化床锅炉的工作原理传统结构形态的锅炉系统工作原理比较简单，整个系统大致有三大部分：一部分是燃烧系统该部分主要作为燃料（煤炭或者重油）燃烧的地方，主要是为系统提供必要的热量；另一部分是锅炉，这部分的体积比较大，主要是加热液态水并生成水蒸气；最后一部分是给水系统，主要为锅炉提供水这种类型的锅炉的工作流程比较简单，基本上与家庭生活中烧开水类似而循环流化床锅炉是在原有锅炉的技术基础上进行改进，且改进点基本上集中在燃烧系统上。

一般认为，循环流化床锅炉的工作原理为：煤由煤场经抓斗和运煤皮带等传输并加入燃料仓，然后由燃料仓进入煤破碎机被破碎成粒径小于6mm的煤粒后加入炉膛与此同时，用于燃烧脱硫的脱硫剂石灰石也由石灰石仓加入炉膛，参与煤粒燃烧反应过程此后,随烟气流出炉膛的大量颗粒在旋风分离器中与烟气分离分离出来的颗粒又可以直接回入炉膛，也可经外置式换热器进入炉膛再次参与燃烧由旋风分离器分离出来的烟气则被引入锅炉尾部烟道，对布置在尾部烟道中的过热器、省煤器和空气预热器中的工质加热后经布袋除尘器除尘后，由引风机排入烟囱,将对环境不造成污染的尾气流入大气而其它部分的工作原理则与传统型锅炉并无很大出入2大型循环流化床锅炉节能减排关键问题探讨2.1ＣＦＢ锅炉炉内燃烧均匀性问题实炉运行及现场测试发现，超临界ＣＦＢ锅炉由于炉膛容积大，需要控制的运行参数多，为保证较高的锅炉热效率（设计热效率比亚临界ＣＦＢ锅炉平均高１％～２％）和较低的污染物排放，在锅炉设计与运行方面必须重点关注炉内燃烧均匀性问题炉内燃烧均匀性，主要涉及到布风（包括二次风）均匀性和给煤、返料的均匀性问题目前，国内投运的超临界ＣＦＢ锅炉，凡是采用链式输煤机作为第二级炉前给煤系统的，每个给煤口的给煤量都无法精确控制，导致不同给煤口的给煤量偏差较大。

其次，由于炉膛截面大，布风板尺寸大，尤其在低负荷时，出现了布风均匀性问题和二次风射流穿透性问题现场实测结果表明，二次风区域的风煤匹配不均匀性，会一直延续到炉膛出口，会造成分离器温升不均匀、返料量不均匀等一系列均匀性问题此外，针对前墙给煤的锅炉燃煤颗粒在炉内的初始分布，也是需要进一步研究的问题2.2浆液循环塔内经充分气液接触、传质反应的脱硫浆液中含MgSO3、MgSO4及未反应完全的Mg（OH）2等物质这些未完全反应的脱硫剂浆液经循环泵再次循环喷淋，与烟气多次反应，使整个反应的当量比接近于1如增加喷淋量，可以进一步提高脱硫效率经多次循环的脱硫浆液，pH值下降，MgSO3、MgSO4含量逐渐增加，脱硫能力逐渐降低塔底吸收液pH由自动喷注的氢氧化镁浆液调整，而且与酸碱计连锁控制当塔底浆液pH低于设定值时，脱硫剂浆液阀将打开，氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底，在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀，至pH达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液而脱硫能力逐渐降低的混合浆液将在其浓度达到设定数值后外排2.3高低床循环流化床新技术常规的循环流化床锅炉分两类：a)内循环流化床锅炉这类锅炉是利用膜式壁在炉膛设置旋涡分离器，分离出来的飞灰直流至沸腾床上继续燃烧；b)外循环。

在炉膛出口设1个～2个旋风分离器，分离出来的飞灰，通过回料器返回沸腾床继续燃烧[2]不论是炉内旋涡分离器还是炉外旋风分离器，其结构虽然不算复杂，但体积大，在炉内占去一定空间，使锅炉高度、宽度、投资都比同类型同参数的锅炉要大本技术是一种无分离器的循环流化床锅炉，在炉内用两个屏式膜式壁，把炉膛分为三个回程和高低两个沸腾床第一回程为主沸腾（高床）和悬浮段，二、三回程烟气经两个180转弯，因离心作用，把飞灰分离出来落在副床（低床）上，通过主副床间的特殊装置，使红煤流到副床继续燃烧并点燃副床的飞灰，使副床温度达到750℃～800℃，这个温度一方面能使飞灰可燃烧，降低飞灰可燃物，另一方面能使第三回程及以后的受热面吸收更多的热量，提高锅炉出力该项新技术于2009年初在广西华劲纸业有限公司一台型号为SZL10-1.25-AII的锅炉实施，收益效果良好，改前出力是6t/h～7t/h，热效率65%，改后于2009年9月3日经广西特种设备监督检验院进行检测：炉渣含碳量为0.04%，飞灰含碳量为3.5%，热效率为86%，出力＞10t/h，该项技术适用于鼓泡床沸腾炉、链条炉、往复炉、蔗渣煤粉炉的改造2.4超临界ＣＦＢ锅炉减排系统优化探讨超临界ＣＦＢ锅炉由于炉膛空间大，炉内脱硫反应时间长，燃烧气氛易于控制，在污染物原始排放控制方面明显优于亚临界ＣＦＢ锅炉。

但随着国家超低排放政策的出台，对燃煤锅炉排放限值要求进一步提高，仅靠ＣＦＢ锅炉的低排放特性已无法满足超低排放的要求尽管如此，但由于ＣＦＢ锅炉的低污染排放特性，在燃烧各种劣质燃料时，可将锅炉烟气污染物的原始排放浓度控制到炉后烟气脱硫脱硝装置达到超低排放所要求的污染物进口浓度值，同时降低炉外脱硫脱硝系统的投资和运行费用而对于ＮＯｘ排放，采用ＳＮＣＲ时，按７０％的脱硝效率考虑，锅炉ＮＯｘ原始排放浓度不超过１６６ｍｇ／Ｎｍ３，如果采用ＳＣＲ，则锅炉ＮＯｘ原始排放浓度不超过５００ｍｇ／Ｎｍ３由于炉内脱硫抑氮反应相互耦合，当燃烧高硫煤时，如果通过增加石灰石耗量将锅炉出口ＳＯ２排放浓度控制在４００ｍｇ／Ｎｍ３，则ＣＦＢ锅炉ＮＯｘ原始排放浓度基本上能控制１００ｍｇ／Ｎｍ３以下，此时仅需采用ＳＮＣＲ即可达到超低排放要求由此可见，上述炉外脱硫脱硝系统进口污染物排放浓度要求，现有的ＣＦＢ锅炉均能较好地满足为此，超超临界ＣＦＢ锅炉的超低排放技术路线就有以下２种：技术路线一：炉内脱硫抑氮＋ＳＮＣＲ＋炉外半干法脱硫除尘一体化；技术路线二：炉内脱硫抑氮＋ＳＮＣＲ＋炉外湿法脱硫除尘一体化其区别仅在于是采用湿法脱硫还是采用半干法脱硫。

这两种技术路线均能实现超低排放，建议综合考虑电厂当地的实际情况，以及投资与运行费用，灵活采用结语虽然循环流化床锅炉已经具备了极佳的节能减排效果，但还有进一步提升的空间例如，用于循环流化床锅炉制造的材料热阻值仍然比较高，在很大程度上阻碍了锅炉性能的进一步提高因此，应当加快研制新型热阻较低的材料，提高锅炉的热传递效率，从而为节能减排做出更大贡献参考文献[1]王建民,赵智勇,赵勇纲,于英利.大型循环流化床锅炉的节能技术研究[J].内蒙古电力技术,2010,03:24-26.[2]张旁升.循环流化床锅炉节能优化[J].科学之友,2012,09:8-10.-全文完-。