（神华神东电力萨拉齐电厂 内蒙古包头 014100）
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；提高措施
一、循环流化床锅炉的优点
1.1降低二氧化硫和氮氧化物排放。
可在锅炉内利用炉内脱硫剂进行高效脱硫，是循环流化床锅炉的突出优点之一。石灰石是目前常用的脱硫剂。循环流化床锅炉床温通常保持在850-950℃之间，这一床温区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。在适当的石灰石粒度和钙硫比下，循环流化床锅炉可以获得高达90%的脱硫率。较低的燃烧温度和分级送风等燃烧方式，也大幅度降低循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物。因此，循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量明显低于煤粉炉（不加烟气脱硫），锅炉氮氧化物排放约200ppm左右。循环流化床锅炉脱硫的初投资及运行费用均比煤粉炉加烟气脱硫(PC+FCD)大幅度降低。
1.2煤种适应性广，适合低热值劣质煤
由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。在循环流化床锅炉的炉膛中，炉膛面积加大，加上物料的循环流动，物料在炉膛中燃烧时间提高到几分钟。炉内停留时间的延长，和剧烈的紊流燃烧状态，使其中的质量和热量交换非常充分，为新加入燃料的预热、着火创造了有利条件。未燃尽的煤粒通过多次循环，可多次参与炉腔内剧烈的质量、热量交换。因此，循环流化床锅炉不仅能高效燃用褐煤、烟煤等易燃煤种，也可高效燃用无烟煤等难燃煤种和其他低热值、高灰分、高水分煤种。
1.3负荷调节范围广
循环流化床锅炉流动床料中大部分为高温循环灰渣，高温循环灰澄为新加入煤粒子的迅速着火和稳定燃烧提供了必要的高温热源。因此，无需辅助的液体燃料，循环流化床锅炉的最低稳定燃烧负荷可以达到额定负荷的30%，并不会发生无法稳定燃烧和媳火情况。因此，循环流化床锅炉负荷调节范围更广，并能适应负荷的快速变化需要。
二、影响循环流化床锅炉热效率的主要因素
(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。
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三、循环流化床锅炉热效率的提升措施
3.1提高燃料在密相区的燃烧额度
燃料的燃烧机制的实现是在自身的内部完成的，而相应的燃料燃烧媒介场所就是锅炉的内部的炉床，因此对于锅炉的炉床的优化性处理能较为直接地提升锅炉内部燃料的实际燃烧效率。而循环流化床中的燃料的实际燃烧实际上是一个流态化的过程，此过程属化学反应，会释放大量的热，因此实际的反应现象也十分强烈，因此在此过程中燃料的停滞时间就会被间接延长，相应的燃烧效率也就会随之而逐渐提升。因此，提高密相区的燃烧份额，不仅减轻稀相区的燃烧负担，而且提供充足的热量，由烟气、循环灰携入稀相区建立高温，从而提高整个锅炉的燃烧效率。
3.2提高密相区的气化功率
锅炉中的固体燃料在高温炉床上发生燃烧反应，进而释放大量的热，从而为相应的区域提供一定的热能，但由于其反映的实际环境是一个高温性密闭空间，因此在这样的条件下，燃料自身会发生还原反应。而循环流化床锅炉内部的燃烧体系主要针对这一现象采取了分级性燃烧机制，进而将还原反应加以利用，从而使密相区上层形成较为完善化的还原体系，将二氧化碳气体还原为一氧化碳气体，而这一气体可以被循环利用为燃料的助燃性气体的补充，而具备一定浓度的一氧化氮气体随烟尘流入与密相区相对的稀相区，并且在风力的作用下进行二次燃烧，从自身的角度为循环流化床锅炉提供了相应的二次化热源，即节省了相应的能源投入，也不需通过外力就能够提升炉内的实际温度。一般可达950～1000℃，比进稀相区前高50～100℃。对循环倍率不太高的循环流化床锅炉是十分明显的。提高气化率即增加CO气体。它实际上是间接地提高了密相区燃烧份额，同时有利密相区热平衡的控制。
3.3提高锅炉循环的效率
实际上也存在能够控制锅炉燃烧率的相关指数，而这一指数在实际的建设环节通过具体的循环率作为形态上的呈现形式。因此就将循环的倍数率，即循环倍率来对这一指数进行较为明确化的命名，而相应的循环的倍率越高，实际的分离器所产生的分离机制的效率也就越大，进而分离器就能在这种高功率的状态下将极为微小的灰尘粒子都收集起来进而使这些微小的粒子作为循环类燃烧的辅助性燃烧物。这样能够提升循环燃烧的自动化程度以及资源的合理性利用。另方面循环倍率高炉内的物料浓度大，一部分物料在稀相区、密相区来回运动形成内循环，均匀地把热量带入稀相区，保持炉膛高温，缩小炉内温度梯度。同时使燃料得到较有效地燃烧，提高锅炉燃烧效率。
3.4增大炉渣的排放量
燃料作为循环流化床锅炉机制内部的重要元素，其在起到自身的燃烧的义务后会形成相应的炉渣以及飞扬的灰尘，而在此过程中相应的碳合物也就随灰而飞散，因此飞灰中的含碳量也相对而言在整个机制中就显得十分巨大。而在此基础上，提升炉渣在飞灰中的含量有助于这一机制的整体性可燃物废弃料的排放。针对煤种及其粒度分布，在保证运行可靠前提下，采取一些措施，把渣灰比例适当放大可以达到降低有害气体的目的。燃料的热值与固定碳含量成正比，灰份与固定碳含量成反比。不同的燃料在炉内燃烧，若其飞灰含炭量一样，则灰份低的排出可燃物的总量也低。因此，选择燃料时要求热值较高，灰份较少的品种。
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]余付先.大型循环流化床石灰石脱硫技术研究[D].昆明：昆明理工大学，2014.
[2]黄治坤.大型循环流化床锅炉燃烧优化研究[D].保定：华北电力大学，2011.
[3]鲁佳易.大型循环流化床锅炉物料平衡与热平衡研究[D].重庆：重庆大学，2012.
论文作者:樊佳明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
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