循环流化床锅炉技术的现状及发展探讨

发表时间:2020/10/13   来源:《工程管理前沿》2020年7月第19期   作者:朱小明
[导读] 循环流化床锅炉技术是目前我国工业应用最为广泛和工业化程度最高的洁净煤燃烧技术,
        朱小明
        山东省威海市环翠区怡园街道  山东省威海市  264200
        摘  要:循环流化床锅炉技术是目前我国工业应用最为广泛和工业化程度最高的洁净煤燃烧技术,它具有燃烧效率高、负荷调节范围大、燃料适应性广以及排放污染物的幅度小等特点,在未来工业应用中具有广阔的发展空间。本文主要是对循环流化床锅炉技术的基本特点进行分析,然后介绍了现阶段循环流化床锅炉技术的发展情况,并提出了关于循环流化床锅炉技术未来的发展方向。
关键词:循环流化床;锅炉技术;现状及发展
        
        随着我国经济水平不断地提高,人们对电力的需求也越来越大,而现阶段我国的电力工程大多都是采用煤炭发电,并将在今后很长一段时间内继续保持这种状况。但是煤炭燃烧会给环境带来很大的污染,会对社会经济的可持续发展产生不利的影响,若是使用循环流化床锅炉技术可以缓解这一问题,其高效、低排放、低污染,使煤炭的燃烧效率变得更高,不仅能够提高效率,还可以减少对环境的污染。
一、分析循环流化床锅炉技术的基本特点
(一)燃料使用率明显提高
        循环流化床锅炉与以往的鼓泡床锅炉相比,其燃料使用率明显提高。而且在循环流化床锅炉中,由于燃料燃烧时气固混合良好,燃烧速率比较高,对飞灰还可以循环燃烧,在原有的技术基础上能够使资源实现最大化,消耗煤炭量少,并且燃烧效率可达95%到99%。
(二)负荷调节的速度快、范围较大
        当床体负荷压力发生变化时,以往运用的鼓泡流化床锅炉通过使用分床压火技术,但其操作难度比较大。若是使用循环流化床锅炉技术,不仅操作起来十分简化,仅通过调整给煤量、物料循环量以及空气量,加快负荷调节速度,从而扩大调节的范围。
(三)排放污染物的幅度小
        对工业生产而言,减少环境污染是生产技术进一步优化的体现。在污染物排放方面循环流化床锅炉进行相关的技术改造,采用一级飞灰分离循环燃烧技术,不仅大大减少了燃料燃烧过程中的有害气体和其它污染产物,而且还降低了对环境的污染。
(四)燃料适应性比较广泛
        循环流化床锅炉技术发展到现在,已经可以适应大多数燃料种类,这也是循环流化床锅炉技术在市场上得到广泛应用的主要因素。燃料和不易燃固体颗粒,例如,灰渣和脱硫剂等,在循环流化床锅炉中实现了良好的配合,通过灰渣把燃料加热到着火点时开始进行燃烧,而煤燃烧后又可以释放出一些热量,让床体能够维持一定的温度。循环流化床锅炉的使用,不但使得燃料燃烧变得更加容易,而且还对燃料种类的适应程度也十分广泛[1]。
二、现阶段循环流化床锅炉技术的发展情况
        流化床锅炉技术至今已有很多年的发展历史,其技术水平已基本成熟,可以满足工业生产的基本需求。而循环流化锅炉技术是在鼓泡床锅炉的基础上发展起来的一种比较先进的技术,在此之前,旧锅炉的改造以及新锅炉的研究开发为其提供了大量的数据和经验。
流化床锅炉技术在推广应用的前期,由于我国经济以及科技发展方面仍存在一些不足,使这一阶段的工作主要是对工厂的旧锅炉进行改造,在这期间发展出鼓泡床锅炉。但由于煤炭在鼓泡床锅炉中的使用率很低,而且对环境的污染比较严重。

因此,流化床锅炉技术随着我国经济的发展进入新阶段,不仅对鼓泡床锅炉进行了相应的技术改造,提升了燃料的使用率,而且还在此基础上研制开发了新型锅炉,对鼓泡床锅炉的生产技术进行更新换代。近几年,随着循环流化床锅炉技术被引进到工业生产领域,使我国工业生产得到了快速的发展,而且大大提高了生产效率,生态环境危害也在逐渐降低。现阶段,通过研发人员的不断努力,循环流化床锅炉技术已经得到了大规模的运用,这说明循环流化床锅炉技术具有非常广阔的发展前景[2]。
三、循环流化床锅炉技术未来的发展方向
(一)超临界大型化的发展趋势
        在超临界方向上发展循环流化床,离不开它本身固有的燃烧属性。由于常规循环流化床锅炉煤粉煤灰的热流一般都高于循环流化床锅炉,因此对水冷壁没有特殊要求。但在循环流化床锅炉中固体的热传递系数与固体浓度以及炉温呈反比关系,能够较好地控制水冷壁的温度。使用超临界锅炉不但具有效率高且环保等优点,而且还能让煤炭燃烧的更加彻底。此外,循环流化床锅炉技术主要采用一级飞灰分离循环燃烧技术,再加上其系统操作实现简化,有助于大型化。无论是冷水异型分离器、方型分离器,还是排气旋风分离器,都能很好地与锅炉进行结合,使其能够实现大型化。
(二)深度进行脱硝与脱硫
循环流化床锅炉由于主要采用空气分级供给和低温燃烧方式,可以使燃料燃烧得更加彻底,按照相关实践获得的数据可以看出,通过使用循环流化床锅炉燃烧后,一氧化氮的浓度明显降低,而且随着国家对环境保护的重视程度逐渐提高,脱硝已成为现阶段循环流化床的研究重点内容。目前,我国循环流化床锅炉的使用量虽居世界首位,但其中脱硫技术还比较落后,由于环境保护的问题变得刻不容缓,排放物和燃烧物脱硫将成为今后锅炉脱硫技术需要进行重点研究的课题。另外,在国内最新公布的火电厂污染物排放标准中,把二氧化硫的排放要求降低到400mg/m3,与传统的湿法脱硫相互比较得知,在循环硫化床中加入石灰石的脱硫效果更佳,不过这种方式的缺点是后期还需进行相关的灰渣处理,目前市场上还没有得到广泛的采用。所以对脱硫技术的研究还需要投入更多的努力[3]。
(三)加强能源利用的水平
加强能源综合利用的水平不但能够达到节约能源的目的,而且还是循环流化床的主要研究内容。为了能够有效提高能源综合使用程度,主要通过下述几个方面进行分析:首先是通过使用循环流化床锅炉技术,对部分非先进能源进行整合以及全面的利用,而且国内在这个领域已取得了一定的成绩,不仅对于废弃垃圾和泥质等能源的燃料属性进行有针对性的锅炉设计,还对生物质、石油类焦煤的燃烧属性设计有针对性的锅炉,并且取得了良好的效果。其次,将各种材料、能源与循环流化床锅炉技术进行相互结合,研发出一种更有效的加工方法和利用方法,这同样也是当前循环流化床锅炉研发的热点。此外,通过充分使用燃烧过程中所产生的灰渣。由于灰渣处理是目前循环流化床锅炉技术中的一个难题,主要原因是在进行脱硫过程中会产生许多灰渣,而加入石灰后的脱硫过程中产生的灰渣具有不同于其它灰渣的化学性质,不能对其实行常规的处理。因此,怎样处理硫化过程中出现的灰渣,是目前我国循环流化床锅炉技术中另一个发展的方向[4]。
结束语:
        综上所述,现阶段循环流化床锅炉技术在我国经济发展的进程中占有重要地位,而且运用情况良好,基本能与工业生产的发展相互适应,但是就长期而言,这项技术还存在一些缺陷。由于我国经济对环保的要求越来越高,循环流化床锅炉技术仍有很大的优化空间。另外,循环流化床锅炉技术在未来广阔的市场上具有良好的发展前景,因此要不断的进行技术创新,从而促进未来工业生产的可持续发展,推动我国社会文明的不断进步。
参考文献:
[1]杨永恒.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J].机械管理开发,2017(7).
[2]韩成.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J].企业导报,2016,312(08):74+76.
[3]邱维斌.循环流化床锅炉技术的现状及发展探析[J].引文版:工程技术,2016:68..
[4]张文忠.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J].科技创新导报,2019,16(05):72-73.
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