摘要：循环流化床（CFB）燃烧技术，因能大规模利用低热值煤、生物质及垃圾等优点，而在国内外发展迅速。本文结合我国CFB燃烧技术现状及发展趋势，介绍了以超超临界、节能降耗和混烧生物质为主的CFB燃烧技术，并研究分析了其碳减排关键技术，旨在降低CFB锅炉单位发电量的煤耗或燃烧生物质替代燃煤，实现CO2减排，为CFB燃烧技术发展提供参考。
关键词：电厂循环流化床锅炉；节能降耗；技术措施
1、前言
循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来,在国内外得到了迅速的推广与发展,在改善环境、充分利用一次能源资源、降低工程造价、促进电力工业可持续发展、提升电力工业和机械制造业技术水平等方面,具有重要的意义。其节能降耗的潜力巨大,通过科学分析影响循环流化床锅炉效率的主要因素,减少和避免非正常停机,并在实际运行过程中不断探索,寻求锅炉的最佳运行方式,以提高机组的整体运行效率。在达到节能减耗目的的同时,提高企业的经济效益和社会效益。
2、对于循环流化床锅炉而言，减少和避免非正常停炉是节能的关键
经过研究表明，燃煤电站实现 CO2逐步减排到零排放的技术途径有3种：
（1）提高效率是燃煤电站从源头上减排 CO2的可靠途径，能有效提高能源利用效率，降低单位发电量煤耗。
（2）煤电与可再生能源耦合发电是电站减排 CO2的有效途径，将可再生能源替代一部分燃煤发电，可促进能源的循环利用。
在当前火力发电机组容量过剩与不断提高的火电调峰要求，越来越严格的节能减排与环保压力等环境下，CFB技术若能充分挖掘自身独特优势和潜质，实现低成本、清洁、高效、灵活之路，将在我国具有广阔的市场前景。
CFB 技术由于具有巨大的蓄热能力、高循环倍率、物料强烈的湍流混合和较长停留时间、床温保持不变等特点，可以以任何比例与生物质混烧，且不会受 CFB 锅炉容量的限制，这可以从国外 CFB 机组实践证明。“十三五”期间，国家能源局明确提出，将力推煤电与生物质混烧发电等技术。而目前我国 CFB装机容量占有燃煤发电领域 13%以上的市场份额，利用CFB 技术将生物质与煤混燃发电是减少大气 CO2净排放量的有效途径之一，在我国极具有开发潜力和市场空间，且对燃煤电站发电负荷、燃烧效率和安全稳定运行影响较小。
造成非正常停炉的原因按原因类型大致有二种:人的不合适操作和设备的不正常状况。如果造成非正常停炉是由于人的误操作引起的，可以用“短时热启动”、即通过扬火操作来恢复机组运行。这种热启动方式的前提条件是床温下降的幅度不太大(床温大于550℃)，汽机没有解列，水位正常，燃料系统和除渣系统正常等等。引起非正常停炉的设备因素主要有以下几点。
2.1爆管
由于国内循环流化床锅炉的不断发展，原来让人们头疼的过热器和省煤器的磨损问题现已基本得到解决，从而使有些循环流化床锅炉的连续运行时间达到了4000h。通过国内600多台循环流化床锅炉的运行来看，现在采用的一些防磨措施还是比较可靠的，通常有喷涂、设计预防、密排销钉加耐火材料、加装金属防磨片瓦，采用合理的管子避让等办法。在运行时要保证锅膛内各点不超温，重点是省煤器入口烟温和过热器壁温。
2.2给煤机
给煤机的常见现象是皮带燃烧、断煤。通常在下煤口加装温度元件作为远程监控，防止由于冷却风中断造成给煤机内温度升高。解决断煤的方法通常是加装疏松机，当发现煤流不正常时就投入疏松机。当然有时候煤仓煤位误报也是引起停炉的原因之一。
2.3结焦
炉床区域内的结焦是指熔化的灰烧结成块。当一次流化风量较低、风煤比不当、过高的床温或采用较低的流化速度燃烧时，往往会形成结焦。要防止流化床层和返料器结焦就应当要保证床层和返料器上有良好的流化工况，防止床料沉积;点火过程中严格控制进煤量，防止由于煤的颗粒太细，造成结焦;变负荷运行时，严格控制床温在允许范围内，做到升负荷先加风后加煤，降负荷先减煤后减风，燃烧调节要做到“少量多次”的调节方法，避免床温大起大落。
3、CFB锅炉节能降耗技术
CFB锅炉节能降耗技术的核心是提高效率。相比于煤粉锅炉，CFB机组的厂用电率及供电煤耗较高，但近年来从国内大量的实践证明：从设计、运行调整及设备改造等方面挖掘潜力，CFB锅炉机组的节能降耗具有较大提升空间。例如，按照“低床压”技术设计的神华国神河曲350MW超临界CFB机组（空冷）投运后各项能耗指标较好。因此，通过对新建CFB锅炉进行设计优化或者现役CFB锅炉进行节能技术改造，可有效降低CFB机组厂用电率和供电煤耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，根据国内CFB锅炉节能降耗技术的应用情况，主要节能降耗技术如下：
锅炉本体节能技术：清华大学等单位对循环流化床的流态进行深入研究，创新开发出了高效、低能耗、低磨损的炉膛节能型循环流化床锅炉技术，使得锅炉运行在“低床压”状态下，从而降低风机能耗、提高燃烧效率、改善磨损，提高了CFB锅炉性能；通过研究开发简化锅炉本体工艺流程、优化锅炉流场、合理配置锅炉系统，减小系统阻力，优化锅炉热风温度等节能技术，进一步降低锅炉本体能耗；另一方面，采用新型风（水）冷渣器，提高冷渣器运行可靠经济性，进一步回收锅炉底渣热量，提高锅炉效率。节能降耗的措施注重在平时运行中的点滴，对于有的大型技改项目(如对风机加装高压变频装置)本文不作讨论。在运行过程中，加强对运行各值的考核，特别是强调运行主参数不能偏离设计值太多。在进行考核措施前，对于元件和设备有一些基本的要求。
锅炉主要辅机节能技术：
（1）锅炉采用低床压运行方式，可有效降低一次风机运行压头。
（2）开发选用宽高效区的高效节能型一、二次风机，降低一次风机电耗，合理降低风机压头及风量的裕量。
（3）主要辅机的电动机选择效率高、功率因数高的电动机，防止“大马拉小车”现象。另外，对一、二次风机进行变频调速装置改造，可进一步降低风机能耗。锅炉岛节能技术：
（1）优化空预器结构，降低空预器漏风率，提高空预器效率。
（2）利用锅炉烟气余热回收装置，降低排烟温度，从而降低排烟损失。
（3）严格控制床温在850-900℃之间,尽可能保持高床温上限以降低底渣、飞灰的含碳量,但应防止床温过高引起结焦。控制床温应通过调节一、二次风的比例、炉膛床压等手段进行。
（4）保持合适的一二次风比例。通常规程规定一/二次风量比例为4:6,或4.5:5.5,但部分电厂实际运行中一/二次风量比例倒挂,达到6.5:3.5甚至更高,一方面明显增加了风机电耗;同时造成密相区燃烧份额减少,稀相区燃烧份额增大,且上部物料浓度增大,不仅加剧了上部水冷壁磨损,还由于助燃的二次风量不足,使锅炉高温分离器内存在严重的后燃现象,
3.1元件和设备的调校
风量。由于流化床锅炉的特殊构造，对于风量的准确性要求远远大于煤粉炉，这就至少要求在每年的大修时，对风量测量元件都应进行标定。目前较为准确的标定方式是采用热质式流量计进行多点标定。主要对一次风量、二次风量及入炉总风量进行标定，在对风量测量一次元件进行标定后，将标定结果用于修正热工测量系统，用以保证控制系统自动调节的正确性。
过量空气系数的控制。为了维持流化床锅炉良好的燃烧，注意控制炉膛中过量空气系数，以保证燃烧中合适的风煤比。炉膛中出口过量空气系数是通过测量尾部烟道出口的氧量来实现的，所以氧量也是重要的控制参数。在运行中控制合理的氧量，以保证维持良好的燃烧，协调燃烧中的最佳风煤比。
3.2优化运行措施
火力发电机组在机组运行一定时间后，应当进行运行优化。这种技术是以优化理论为指导，根据主辅机设备实际运行情况，进行优化调整试验，而后根据试验数据及综合分析结果，建立一套运行优化操作程序和合理的优化运行方式，使机组能在各种负荷范围内保持最佳的运行方式和最合理的参数匹配。床温控制。这是流化床锅炉最重要的控制参数之一，主要根据负荷和煤质的变化，及时调整给煤量，并保持合适的风煤比和料层厚度，使床温维持在最佳的范围内运行。在850℃～950℃的范围内，床温的提高与锅炉的效率成正比。温度的控制与燃料的特性有关，有的电站要求可以高到980℃，甚至1000℃，只要控制并保证床层不结焦。按照环保的要求，如果是高硫燃料，床温运行在850℃，达到脱硫剂的最佳使用。
根据负荷和给煤量变化,针对性进行一、二次风比例配比。低负荷给煤量少、床温低、床压低,通过减少一次风比例、适当增大氧量、提高上二次风比例,以维持密相区相对高床温和稀相区高氧量。高负荷给煤量大、床温高、床压高,通过增大一次风比例,氧量适当,提高下二次风比例,以维持相对全炉膛高床温和密相区高氧量。
排烟温度。排烟温度是锅炉运行中可控的一个综合性指标，它主要决定于锅炉燃烧状况以及各段受热面的换热状况，保持各段受热面的清洁和换热效果，是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。排烟温度升高5℃，影响锅炉效率降低0.2％左右，影响煤耗升高0.6g/KW•h。具体的措施是:保证人孔门和保温层的严密性，减少漏风;合理控制氧量，流化床的标准是3.5%;定期进行吹灰。
4、结语
在电厂的节能降耗工作中，搞好生产管理是关键，努力提高设备健康运行水平，对机组能否稳定、安全、经济运行及节能降耗都起着决定性的因素。要充分体现流化床锅炉的安全性和经济性，本文仅仅是重点说明了最基本的要求，难免会有所疏漏，全当是抛砖引玉，共同提高电厂节能降耗的水平。
参考文献：
[1]林宗虎.中国燃煤锅炉节能减排技术近况及展望[J].西安交通大学学报，2016，（12）.
[2]毛健雄，毛健全.当前我国燃煤火电机组降低CO2排放的途径[J].电力建设，2011，（11）.
[3]岳光溪，吕俊复，徐鹏，等.循环流化床燃烧发展现状及前景分析[J].中国电力，2016，49（1）：1-13..
[4]李静，余美玲，方朝君，等.基于中国国情的生物质混燃发电技术[J].可再生能源，2011，（1）.
论文作者:沈学鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/5
标签：锅炉论文; 流化床论文; 节能降耗论文; 风量论文; 机组论文; 结焦论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第9期论文;