影響300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失的因素分析及技術對策

李華波

摘要：隨著社會經濟的快速發展，人們的生活環境質量也受到嚴重威脅，當下，隨著我國新能源的退出，能量大且效率低的設備正逐步淘汰，將會建立更多以300MW或者600MW等大容量的機組。隨著人們對于用電量的需求，使得國家對于電力工程的投入也在不斷增大。對于電力行業來說，這無疑是一次巨大的挑戰。這主要由于在循環流化床鍋爐中，排煙熱損失能夠對其產生重大影響。作為一種新型的潔凈煤發電技術，循環流化床發電技術能夠有效降低排煙熱損失，受到眾多企業的廣泛認可。對此，為適應新的環保排放要求，超低排放技術在我省得到廣泛推廣和應用。而本文主要針對影響300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失的因素分析及技術對策進行了詳細探討。

關鍵詞：300MW；循環流化床鍋爐；排煙熱損失；因素分析；技術對策

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，人們對于環保的要求越來越高，然而，人們對于用電需求量呈現上升趨勢。作為300MW循環流化床鍋爐燃燒技術，不僅能夠有效降低鍋爐排煙熱損失，還能起到保護環境的作用。所以，如何有效降低300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失，如何采取有效策略提高機組的經濟性能，這些都成為人們急需解決的重要問題。對此，文中做出了詳細分析，進一步推動了社會經濟的發展。

1 影響300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失的因素分析

通常情況下，影響鍋爐排煙損失的因素有很多，其中，排煙溫度和排煙處的過?？諝饬渴墙档湾仩t鍋爐效率的重要因素，具體分析如下。

1.1 300MW循環流化床鍋爐的燃燒特性對排煙溫度產生的影響

首先是對床溫和床壓的控制。一般床壓能夠反映爐內物料的濃度，它和爐內的燃燒和傳熱工控息息相關。而床溫則是在爐內燃燒和外循環灰調節的作用下而產生的綜合結果。由此可見，床溫和床壓能夠對排煙的熱損失造成嚴重影響。其次是總風量和上下二次風以及一二次風的配比是影響鍋爐排煙損失的另一重要的因素。根據300MW循環流化床鍋爐實際情況來看，盡管鍋爐密相區內存在大量氧氣，但如果其鍋爐密相區區內濃度大于2%左右，則其區內處于氧氣欠佳的狀態。又加之氣固兩相流的原因看，循環流化床鍋爐密相區受到傳質阻力的影響，使得氧氣和不完全燃燒產物等多種揮發份無法得到充分混合，進而大大增加排煙的熱損失。尤其在二次風口方面，它能夠為燃燒室中心提供大量的動能，進而使其穿透物料空間，為其提供足夠的氧氣。比如，某企業二次風一般會由上下兩層送入其中，而300MW循環流化床鍋爐爐內不同部位的氧量份額，直接由二次風一上下兩層不同的分配比例息息相關?？傦L量保持不變，足夠強大的一次性風量能夠有效確保料的揚析力度，使循環流化床的循環速度加快，即使如此，也不能滿足二次風口上燃燒時所需要的氧氣，同時也不能確保炭顆粒充分燃燒，進而使鍋爐效率大大降低。如果過量的二次風量能夠滿足鍋爐燃燒所需的氧氣，但它會隨著一次風量的減弱而使循環流化床的循環速度降低，進而使床溫逐漸升高。所以，合理調整一二次風、上下二次風比例問題，能夠有效改善鍋爐爐內風和床料以及煤的混合度，從而使碳顆粒能夠燃燒殆盡，提高鍋爐運作效率，使排煙溫度得到有效降低。

1.2 燃燒性質對排煙溫度的影響

首先水分對循環流化床鍋爐的排煙溫度有一定影響，一旦煤中的水份變成水蒸汽，則極易增加排煙的溫度，降低鍋爐的效率，這就是諸多企業合理配比煤泥以及加強煤管理的原因。只有在現有設備的條件下，最大限度降低爐煤的水分，有效降低排煙的溫度。其次是灰份和揮發份對排煙溫度的影響，一旦鍋爐受熱面造成嚴重磨損等現象，則極易使爐內排煙溫度升高，尤其是在相同負荷的情況下，一旦燃燒量增加，很容易促使爐內排煙量的升高，造成排煙溫度的增高，使鍋爐運行效率大大降低。然而，當揮發份減少的情況下，就會大大增加鍋爐煤粒燃燒的時間，造成排煙溫度的升高，使鍋爐運行效率大大降低。所以，300MW循環流化床鍋爐本身所具有的燃燒特性能夠大大影響排煙量，降低鍋爐的運行效率

1.3 受熱面積灰和吹灰控制

受熱面積灰指鍋爐受熱面積灰、結渣及空預器傳熱元件積灰，鍋爐受熱面積灰將使受熱面傳熱系數降低，鍋爐吸熱量降低，煙氣放熱量減少，空預器入口煙溫升高，從而導致排煙溫度升高；空氣預熱器堵灰則使空氣預熱器傳熱面積減少，也將使煙氣的放熱量減少，使排煙溫度升高?？紤]到循環流化床鍋爐尾部煙道灰濃度高的特性，兼顧吹灰蒸汽的損失量，合理的安排吹灰的時間和次數。

1.4 不合理的鍋爐內風機的設計參數的不準確改進

由于循環流化床鍋爐采用的是髙壓頭的風機，一旦風機運行，便很容易因工質摩擦產生大量的熱量，進而導致風機出口溫度較高。又加之空氣預熱器傳熱溫差小，煙氣的放熱量就相應減少，降低了從煙氣吸收的熱量致使與煤粉爐相比排煙溫度較高。假如，將一次風機出口溫度設計值35℃ 二次風機出口溫度設計值也為35℃，而夏季一二次風機實際運行出口溫度為50℃，這種溫度要高于設計值15℃左右， 使得排煙損失與實際排煙損失之間有很大差異?；谏鲜龇N種原因， 如果將石灰石脫硫加入其中， 已無空預器低溫腐蝕的可能性，確保機組的正常運行。所以，不合理的鍋爐內風機的設計參數的不準確改進都會對300MW循環流化床鍋爐造成很大排煙量熱損失。

總而言之，影響300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失的因素還有很多，像鍋爐內風機的設計參數不準確等中任何一個環節出現問題，都會能對鍋爐排煙量造成嚴重影響。由此可見，采取有效措施，才能有有效提高300MW循環流化床鍋爐的運行性能，降低鍋爐排煙熱損失。

2 有效降低300MW循環流化床鍋爐排煙量熱損失策略

2.1 加強對300MW循環流化床鍋爐的管理

由于300MW循環流化床常常會出現受熱面磨損以及鍋爐過熱器產生爆管等情況的發生，嚴重威脅人們的生命安全。因此，要加強對300MW循環流化床鍋爐的管理，有效降低鍋爐受熱表面的磨損程度，降低鍋爐產生爆管的概率，從而確保鍋爐安全有效運行。首先要加強對鍋爐受熱面磨損的管理，確保循環流化床鍋爐的密相區處于足夠的氧化狀態，這樣才能促使受熱面形成氧化膜，對循環流化床鍋爐起到一定保護作用，降低鍋爐受熱面的磨損度。其次加強對300MW循環流化床鍋爐水冷壁管損壞的管理，一旦發現循環流化床鍋爐水冷壁管有損壞現象，就要在第一時間進行修復，避免因損壞加劇而影響鍋爐的運行效率，從而保證鍋爐運行的安全性。最后還加強對鍋爐過熱器的管理。由于鍋爐過熱器主要是在循環流化床鍋爐運行過程中發生，一旦出現問題，則很容易發生爆管的風險。因此，要加強對鍋爐熱水器的管理，避免發生爆管的風險。一是在循環流化床鍋爐運行過程中，要加強對鍋爐升溫或者升壓的控制，避免因超溫或超壓造成過熱器發生爆管現象。二是合理調整過熱器的運行狀態，保證溫度處于穩定的狀態，避免高溫運行。三是加強對過熱器的監測，尤其在日常生活中，要加強對過熱器的監測，確保循環流化床鍋爐穩定性能，進而降低爐內排煙量熱損失。

2.2 合理選擇300MW循環流化床鍋爐的床料

通常情況下，循環流化床鍋爐的床料是鍋爐蓄熱和換熱的介質，鍋爐點爐初期需要在爐膛布風板預鋪床料，并將其加熱至投煤溫度用其蓄熱點燃給煤，后轉入鍋爐正常運行階段。而一般工廠在加熱過程選用的是#0輕柴，加熱到投煤溫度的時間在給油鼉一定的情況下取決于床料的多少，即料層厚度。因此選取合適的料層厚度既可以節約燃油，也可以保證鍋爐換熱的需要。若料層過厚會導致在點火過程中床料的吸熱量大幅增加，為達到著火溫度而需要的燃油消耗量勢必增加；料層太薄則會造成床料部分吹穿產生溝流即嚴重的流化不均，易造成床料受熱不均產生結焦：另外床料太薄還會導致床層蓄熱量不足，在投煤階段引燃困難，升負荷速度變慢。因此，只有合理選擇合理選擇300MW循環流化床鍋爐的床料，才能有效滿足鍋爐的啟動需要，確保其順利運行。

2.3 有效降低空預器的漏風率和排煙溫度

通常情況下，鍋爐排煙氧量大約為3%～5%左右，而空預器入口過量空氣系數只為1.09左右，空預器空氣側設計溫度為283℃，而實際運行溫度只能達到250℃左右。因此，只有降低排煙氧量和空預器漏風率，才能有效降低排煙損失。又加之，空預器漏風的多少一般能夠反映出過量空氣系數的變化。假如，空氣從冷端到熱端是均勻漏風，空氣側溫度以入口冷風與出口熱風的算術平均值計算，煙氣側溫度以空預器入口煙溫與排煙溫度的算術平均值計算，得出漏風的吸熱量，從而得出排煙溫度的影響。從各種工況可以得出空預器的平均漏風率為11%，漏風量的增加會直接導致排煙溫度增高，排煙損失較設計值增加了0.63%，由此可見，防止空預器漏風是現有降低排煙損失的關鍵。在當前情況下，充分利用檢修機做好空預器的查漏和堵漏工作，才能有效做好防磨措施。如果機組平均等效運行7500h，平均煤量100t，排煙損失就可以降低至0.63%，每年可節省煤量為4725t，也就是說平均每噸煤價格500元進行計算，可以節省236.25萬元資金。所以，有效降低空預器的漏風率和排煙溫度，是降低排煙損失的重要途徑。

2.4 加強對超低排放技術的應用

只有加強對超低排放技術的應用，采用爐外脫硫工藝和循環流化床煙氣脫硫工藝相結合的方式，才能大幅降低脫硫、脫氮、煙塵排放，進而降低循環流化床鍋爐排煙量熱損失。由于循環流化床煙氣脫硫工藝是一種半干法脫硫工藝，它主要包括吸收劑添加系統和循環流化床反應器以及分離器等多項技藝組合而成。在循環流化床反應器中，二氧化硫等有害氣體和脫硫劑直接反應，從而使反應產物直接由煙氣攜帶出去，這樣遺留下來的固體顆粒就會再次返回到反應器中，待多次循環后，從而使脫硫的利用率得到有效提高。最后對分離器出來的煙氣等其他少量細顆粒進行除塵，從而使除塵后的煙氣濕度維持在70～75℃，進而排出大氣。所以，只有加強對超低排放技術的應用，才能有效確保300MW循環流化床鍋爐排煙量熱損失得到大大降低。

3 結語

綜上所述，只有不斷詳細掌握和了解影響300MW循環流化床鍋爐排煙熱損失的因素，才能采取有效措施，有效降低300MW循環流化床鍋爐排煙量熱損失，進而提高機組的經濟性能，為300MW循環流化床鍋爐更加安全可靠的運行提供有效保障。

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