低負(fù)荷下循環(huán)流化床鍋爐高耗低效問(wèn)題解析

冉友根（貴州輪胎股份有限公司動(dòng)力供應(yīng)公司，貴州 貴陽(yáng) 550008）

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低負(fù)荷下循環(huán)流化床鍋爐高耗低效問(wèn)題解析

冉友根
（貴州輪胎股份有限公司動(dòng)力供應(yīng)公司，貴州 貴陽(yáng) 550008）

摘 要：針對(duì)35t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷下運(yùn)行效率低、能耗高問(wèn)題，進(jìn)行總結(jié)分析，提出解決措施，為同類(lèi)循環(huán)流化床鍋爐的低負(fù)荷下運(yùn)行提高效率、降低能耗提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：低負(fù)荷；煤?jiǎn)魏?；電單耗；效?/p>

循環(huán)流化床鍋爐是近幾十年迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高效、低污染的燃燒技術(shù)。它具有接近或達(dá)到同容量煤粉爐的燃燒效率，且燃料適應(yīng)性強(qiáng)，不僅可以燃用煙煤等優(yōu)質(zhì)煤，而且可燃用各種劣質(zhì)燃料，因此循環(huán)流化床鍋爐在工業(yè)供熱中得到廣泛推廣。35t/h循環(huán)流化床鍋爐多用于工業(yè)生產(chǎn)供熱，不如純發(fā)電鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，其負(fù)荷由生產(chǎn)工藝用汽決定，生產(chǎn)狀況隨時(shí)變化，導(dǎo)致鍋爐負(fù)荷波動(dòng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在額定負(fù)荷40%以下運(yùn)行的情況。循環(huán)流化床鍋爐在如此低的負(fù)荷下運(yùn)行，熱效率得不到保證，能耗比額定負(fù)荷時(shí)高出許多。本文結(jié)合貴州輪胎股份有限公司兩臺(tái)35t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷下的運(yùn)行現(xiàn)狀加以分析，找出35t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷下效率低、能耗高的解決辦法。

一、低負(fù)荷下運(yùn)行現(xiàn)狀調(diào)查

煤?jiǎn)魏氖侵干a(chǎn)單位蒸汽所消耗的煤量，單位：t煤/t蒸汽；電單耗是指生產(chǎn)單位蒸汽所消耗的電量，單位：kW·h/t蒸汽。為便于比較分析，以下均以標(biāo)煤計(jì)算，2014年3～6月產(chǎn)出蒸汽平均煤?jiǎn)魏?、電單耗、鍋爐負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表1所示。

以上數(shù)據(jù)都是在低于40%的負(fù)荷下統(tǒng)計(jì)出來(lái)的，從3～6月的平均值可以看出，每產(chǎn)出1t蒸汽需要耗煤約0.189t，耗電約28.67kW·h，其調(diào)查指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定負(fù)荷時(shí)平均煤?jiǎn)魏?.149t、平均電單耗24.5kW·h。

表1

二、低負(fù)荷狀態(tài)下效率低的原因分析

1.循環(huán)流化床鍋爐燃燒方式及負(fù)荷調(diào)節(jié)原理

循環(huán)流化床鍋爐是一種沸騰流化燃燒方式的鍋爐，其結(jié)構(gòu)和灰的循環(huán)過(guò)程見(jiàn)圖1，正常運(yùn)行時(shí)一般保證靜料層厚度550mm、運(yùn)行風(fēng)壓9～10kPa左右，煤粒從給煤機(jī)進(jìn)入爐膛，在一次風(fēng)的作用下進(jìn)入流態(tài)化燃燒，燃燒后未燃盡的顆粒伴隨高溫?zé)煔膺M(jìn)入分離器，未燃盡顆粒分離后經(jīng)過(guò)反料器返回到爐膛不斷循環(huán)燃燒，從而建立穩(wěn)定物料平衡和熱平衡，反料灰的循環(huán)是影響燃燒效率的關(guān)鍵因素，負(fù)荷的調(diào)節(jié)主要是由反料循環(huán)灰量來(lái)控制，反料循環(huán)灰量越大，負(fù)荷越大，因此為了控制循環(huán)流化床鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行，就必須減少反料灰的循環(huán)量。

2.低負(fù)荷時(shí)熱效率低的原因

為了保證低負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行就需要減少反料灰的循環(huán)量，減少反料灰最常用的方法是通過(guò)放灰管直接排掉，但是直接把反料灰排走會(huì)造成兩方面的能量損失。

（1）灰中未完全燃燒的部分不能充分燃燒而造成未完全燃燒損。

（2）灰的溫度達(dá)900℃左右，直接排走灰造成高溫的灰?guī)ё叽罅繜崃慷诨业奈锢盹@熱損失。

以上兩種能量的損失將會(huì)使鍋爐的效率降低，能耗升高。

圖1　循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)示意圖

三、解決辦法

1.通過(guò)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整減少循環(huán)灰量

在以流態(tài)重構(gòu)為理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)3個(gè)月左右的試驗(yàn)性運(yùn)行和調(diào)整，不斷的摸索總結(jié)各種狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)變化情況，找出低負(fù)荷下的一個(gè)最合適工況就是當(dāng)料層厚度降到400mm左右，風(fēng)壓降到7～8kPa左右正好能保證基本的穩(wěn)定燃燒，在這種條件下燃燒運(yùn)行所建立的物料平衡和熱量平衡正好能夠滿(mǎn)足30%～50%額定負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行，而不用外排反料灰來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，達(dá)到提高低負(fù)荷下鍋爐的運(yùn)行效率。低風(fēng)壓、薄料層下鍋爐風(fēng)機(jī)的開(kāi)度比常規(guī)運(yùn)行參數(shù)下減少10%左右，降低了鍋爐輔機(jī)電耗，使鍋爐整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗減少。通過(guò)運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，降低風(fēng)壓和料層厚度，找出低風(fēng)壓、薄料層的物料和熱平衡點(diǎn)，在此平衡點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，既不用外排放反料灰，又能保證低負(fù)荷，這種低風(fēng)壓、薄料層的運(yùn)行方法正好可以解決循環(huán)流化床鍋爐40%額定負(fù)荷以下的運(yùn)行高耗能問(wèn)題。

2.根據(jù)生產(chǎn)工藝用汽負(fù)荷的變化規(guī)律進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)

由于鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)存在較大慣性，調(diào)節(jié)后有較大的遲延。生產(chǎn)用汽負(fù)荷波動(dòng)存在一定的規(guī)律性，在運(yùn)行過(guò)程中結(jié)合用汽負(fù)荷的變化趨勢(shì)曲線(xiàn)提前進(jìn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)，可以避免過(guò)度調(diào)節(jié)和頻繁調(diào)節(jié)，保證相對(duì)穩(wěn)定的物料平衡和熱平衡，保證鍋爐在較高的效率下運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

1.運(yùn)行參數(shù)調(diào)整后煤?jiǎn)魏?、電單耗、鍋爐平均負(fù)荷的數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2

2.運(yùn)行參數(shù)調(diào)整前后的效果對(duì)比（圖2）

圖2　煤、電單耗變化趨勢(shì)圖

分析循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷下能耗高的原因，找出調(diào)整措施并實(shí)施后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：效益良好，煤?jiǎn)魏膹?.189t降低到0.152t；電單耗從28.67kW·h降低到25kW·h。低風(fēng)壓、薄料層的運(yùn)行方法為同類(lèi)循環(huán)流化床鍋爐的低負(fù)荷下運(yùn)行提高效率、降低能耗提供了依據(jù)，但低風(fēng)壓、薄料層運(yùn)行不如常規(guī)的參數(shù)下運(yùn)行穩(wěn)定，在運(yùn)行中操作人員應(yīng)更加的精細(xì)化操作，操作難度較大，對(duì)操作人員的水平和要求更高。鍋爐不像其他設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)批量生產(chǎn)，每臺(tái)鍋爐都是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計(jì)的，因此實(shí)際運(yùn)行中找低風(fēng)壓、薄料層的物料和熱平衡點(diǎn)時(shí)往往沒(méi)有固定的模式，大多只能根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)運(yùn)行確定。

參考文獻(xiàn)：

［1］呂俊復(fù).循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行與檢修.中國(guó)電力出版社，2003.3.

［2］楊世銘.傳熱學(xué).高等教育出版社，1998.

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中圖分類(lèi)號(hào)：TK227.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-0711（2016）03-0076-02

收稿日期：（20115-11-23）