探讨如何提高循环流化床锅炉热效率方法

摘 要:循环流化床锅炉是目前火力发电厂使用较为广泛的热力设备之一。如何在循环流化床锅炉运行中提高锅炉热效率,从而使锅炉热经济性达到较高水平一直都是发电厂重点考虑的问题之一。本文结合实例分析了影响循环流化床锅炉热效率的几种因素,并着重探讨分析了提高循环流化床锅炉热效率的方法,从而提高机组的经济性。

关键词:循环流化床锅炉 热效率 影响因素

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)11(a)-0061-01

循环流化床锅炉是一种新型的沸腾燃烧炉,其燃烧技术是叠加气力输送燃烧与流化床(鼓泡流化床或湍流化床)。循环流化床锅炉的主要燃料是2700大卡/千克～3500大卡/千克的低热值煤。该锅炉的燃烧技术克服了常规床的缺点,但又保留了它们的优点,同时其排放的NOx和SOx量较少,对空气、环境污染较少,较常规床环保。本文结合笔者多年的实践经验谈谈实际工作中常碰到的影响循环流化床锅炉热效率的主要因素,并针对这些因素提出一些相应的处理措施,以提高锅炉热效率,从而提高电厂经济效率。

1 影响循环流化床锅炉热效率的主要因素

锅炉热效率计算方法有输入-输出热量法和热损失法,对于各项热损失的计算一般采用的都是反平衡热损失法,计算式为η=100-q2-q3-q4-q5-q6,(其中q2为排烟热损失百分率(%);q3为化学不完全燃烧热损失百分率(%);q4为机械不完全燃烧热损失百分率(%);q5为炉散热损失百分率(%);q6为灰渣物理热损失百分率%)。由上式我们可知道锅炉的各项热损失是影响锅炉热效率的因素,其中最主要的影响因素还是锅炉排烟热损失和机械不完全燃烧热损失。

电厂在运行管理方面的不足主要体现在以下几个方面。(1)清洁工作。由于运行人员未定期、长期对锅炉受热面进行清洁及锅炉吹灰器故障,使得锅炉受热面积灰严重;另外,电厂水质监督不严导致汽水品质不合格使受热面污垢积累严重或者出现结渣现象,从而导致排烟温度不断升高。一般循环流化床锅炉的排烟温度在140℃时排烟热损失是最低的,而排烟热损失会随着排烟温度的变化而变化,若排烟温度每升高12℃～15℃,排烟热损失也将提高1%。但是排烟温度也不可过低,过低会造成尾部受热面产生低温腐蚀,损坏受热面。(2)燃料选用。循环流化床锅炉对燃料的粒径有一定要求,一般为0～12mm。若燃料破碎的粒径不均匀,同时,运行人员二次风操作不合理或者根本不进行二次风操作调整,那么燃料可能会得不到充分燃烧就随烟气排走,导致烟囱冒黑烟,不但会污染大气,同时还会使机械不完全燃烧热损失(固体不完全燃烧热损失)显著提高。另外,由于布风板风帽部分堵塞,使燃烧室下部氧含量分布不均匀,燃煤颗粒燃烧不充分,造成炉渣可燃物增加。(3)风速调整。在锅炉的负荷变化时,若运行人未及时调节风量及风速,那么将很容易使炉膛产生一些结焦现象,更甚者是风直接把小碳粒从炉膛内吹出,导致因气体的不完全燃烧而增加热损失,严重时不得不停炉进行打焦。(4)设备选用。若电厂在选择破碎设备和燃煤制备系统时存在不合理现象,导致进入炉膛的煤粒过细,同时再加上炉膛出口返料器的分离效率低,那么将大大增加飞灰可燃物含量,从而导致机械完全燃烧热损失增加,锅炉效率降低。

2 提高循环流化床锅炉热效率的主要方法

2.1 降低锅炉排烟热损失

降低锅炉排烟损失应注意以下几点。(1)一样大小的锅炉受热面积,如果积灰、积垢、结渣现象较重,将大幅度减少传给工质的热量,使得炉膛内和尾部烟道各段烟温提高,从而导致排烟温度不断升高,增加排烟热损失。因而,在锅炉运行过程中,为防止受热面飞灰粘连结渣和积灰,应将风、煤配比、风速和风量等控制好,并尽量避免煤粉刷墙,控制炉膛温度,防止局部温度过高。同时,运行人员要定期进行吹灰、除渣等工作,控制排烟温度在正常水平。(2)在锅炉运行中,相关工程技术人员应将排烟温度升高与入炉空气温度升高对锅炉热经济型的影响程度进行分析,并对其进行调整控制,尽可能把排烟温度控制在合理、经济的范围内。(3)注意给水温度。经过相关研究表面,给水温度下降和燃料量增加都会对排烟温度产生影响,且是同时进行。虽然排烟温度的降低会对锅炉热效率的提高有一定影响,但同时也会降低电厂的热经济性,因而,利用降低给水温度来降低排烟温度的方法是不可取的。(4)避免入炉风量过大。炉膛内过量空气系数的大小与锅炉的漏风量同时决定着锅炉燃烧产生的烟气量多少。锅炉漏风量的减少可以通过提高锅炉安装和检修质量来解决,由于锅炉燃料燃烧与送入炉膛的总风量有直接关系,因此,在满足燃烧正常情况下,应尽量减少送入锅炉的过剩空气量。同时,大部分大容量的锅炉都装有氧量表和风量表,因此,为了控制好排烟温度,相关工作人员和运行人员应对这些表计进行正确的监视和分析校核。此外,应特别注意的是锅炉排烟温度的降低是相对设计值而言的,而不是无限的,只能在运行调整的可行范围内进行。

2.2 减少机械不完全燃烧热损失

减少固体完全燃烧热损失主要通过以下几种方法。(1)合理分配燃料的粒级。燃料粒径不可过小,过小会使受热面更容易粘结,影响其传热效率。因而,为降低机械不完全燃烧热损失,提高锅炉的热效率,应选择合理的燃料粒径,一般为0～12mm。(2)控制适量的过量空气系数。根据相关试验可知,过量空气系数过大或过小都会对碳颗粒的完全燃烧不利,因此,一般说来,尾部烟道含氧量控制在5%左右最宜。(3)重视燃烧调整。飞灰及灰渣可燃物的含量直接受炉膛内燃料燃烧的好坏、炉膛温度高低及煤粒进入炉膛时着火的难易程度影响,因而,在运行时应对这些因素进行控制,保证炉内良好的燃烧工况。

2.3 保证锅炉燃烧质量

炉膛内燃料的燃烧速度和燃烧完全程度直接受燃煤组成成分的影响。对于挥发分高的煤较易着火,但不可过高,过高会造成化学不完全燃烧热损失增加,而挥发分少的煤则不易着火且燃烧不完全。同时,受热面的结渣、积灰、磨损以及灰熔点的高低都会受到燃煤组成成分的影响。因此,煤的质量首先要满足炉内良好燃烧对煤质的要求,而炉内良好的燃烧工况是保证锅炉安全、稳定、经济运行的基本条件。

2.4 减少锅炉汽水损失

锅炉检修质量不高造成的跑、冒、滴、漏及锅炉运行中排污和疏水都会对锅炉的汽水造成损失,其中尤以锅炉运行中排污和疏水以及阀门泄漏造成的影响为重。因而,发电厂首先应保证锅炉的给水品质,其次是提高锅炉的安装和检修质量,重视锅炉停炉后的防腐保养工作,保持锅炉运行时负荷、水位、汽压、汽温等参数的稳定,从而减少汽水损失。

3 结语

总之,提高循环流化床锅炉热效率,搞好循环流化床锅炉的经济运行是每个电厂重点考虑的问题之一,同时也是电厂管理者和工程技术人员义不容辞的责任。本文中笔者浅谈了影响循环流化床热效率的因素及提高方法,谨以此抛砖引玉,供各位同行共同探讨、参考,以期达到循环流化床锅炉安全、稳定、经济运行的目的。

参考文献

[1]路春美.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]刘德昌,陈汉平,张世红,等.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].北京:中国电力出版社,2006.

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