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循环流化床锅炉运行分析研究

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：唐盼天

[导读] 摘要：随着我国工业能力的不断提升，相关的工业技术也在不断进步。

        克拉玛依新科澳石油天然气技术股份有限公司新疆 834000
        摘要：随着我国工业能力的不断提升，相关的工业技术也在不断进步。在近现代，循环流化床锅炉技术逐渐被工业领域所使用，经过一代代技术人员的不断研究和发展，它已经成为了我国的一种高效益、低污染的清洁煤燃烧技术。促进循环流化床锅炉技术的稳步发展，分析其可能的发展前景，保证锅炉技术的环保性和安全性，可以提高工业领域的经济效益，也是所有工业企业都十分关注的问题。
        关键词：循环流化床锅炉运行分析研究
        引言
        循环流化床锅炉与传统的综合流化床锅炉相比有了进一步的改进，它结合了化学工业流化床工艺的特点，使现有流化床具有燃料效率高、污染排放低、通用性好等诸多优点。这些优点使循环流化床锅炉在我国工业发电系统中占有很高的利用率。在其他方面，在目前的污染标准下，它可以在炉子中脱硫的事实使它成为人们的最爱。但仅依靠炉内脱硫不仅难以实现超低排放，残留的氧化钙还会催化生成氮氧化物，同时，灰渣中未反应的氧化钙在加水过程中会发生放热反应，造成灰渣飞溅，造成环境污染和运输困难。目前，较为常见的脱硫方式是炉内加钙两阶段脱硫和炉外脱硫。
        1循环流化床锅炉
        循环流化床锅炉主要包括炉膛、气固分离器、固体燃料再循环装置、尾部的对流烟道、过热器、再热器、省煤器和空气预热器等主要设备。除锅炉本体外，循环流化床锅炉还包括一些辅助运行的设备，如风机、水泵、炉灰炉渣收集处理装置、石灰石装置和燃料输送装置等。循环流化床是指将煤炭粉碎成为8-10mm的颗粒送入炉膛，炉膛内的大量床料在一次风的作用下呈“流化态”燃烧，通过安装在炉膛出口处的气固分离器对燃料煤炭进行分离处理，使未燃尽的煤炭颗粒重新返回炉膛中进行燃烧。如此反复进行循环，可以最大程度上保证煤炭的充分燃烧，降低固体燃烧热损失。循环流化床锅炉设备的优点众多，燃料适应性广，燃烧效率高，燃烧排放污染量低，脱硫效率高，易于灰渣综合利用等。
        2循环流化床锅炉技术现状
        目前，我国在循环流化床锅炉技术的开发和研究方面取得了很大的进展，如清华大学的异型水冷分离循环流化床锅炉和浙江大学的下排气旋风分离器循环流化床锅炉。虽然目前的研究现状具有一定的积极性，但其目前的发展状况存在一系列问题仍有待人们去解决。
        3堵煤的常见原因
        3.1煤质的影响
        国内有关研究表明，煤的水分和粒径对煤的流动性影响较大，在某一区间内，随着水分的增加煤的流动性变差，容易黏结；煤的粒径越小，流动性越差，越容易板结。因此，当煤的水分与粒径达到一定程度的时候，就很容易发生堵煤。实际生产中，循环流化床锅炉一般要求入炉原煤水分最好不要超过8%，水分超过10%以上，黏着性有较大的增长，经过研究实践证明，煤的水分在12%左右时，黏着性最大，煤的流动性迅速恶化，堵煤发生频率最高。入炉煤的粒径如果太细，黏度增大，摩擦力增大，流动性就会变差，堵煤的可能性就会增加。
        3.2煤仓设计不合理
        原煤仓下部一般为锥形结构，上边直径较大，下边直径较小。有些厂家设计煤仓为方形，没有考虑到流化床燃料颗粒的具体情况，更易发生堵煤。一般煤仓储煤应满足锅炉满出力时8小时以上储煤量的需求，大量煤堆积在原煤仓。有的煤仓下料口设计不合理，没有设计光滑的内衬及合理的坡度，也很容易造成堵煤。堆积在煤仓内的煤相互挤压，煤仓壁与煤之间会产生一定的压力，锥形底部的压力最大，在流动时煤受到煤仓壁的摩擦力，煤与煤之间也有摩擦力，煤在向下流动时，由于靠近边壁处受到的压力与摩擦力最大，此处煤的流速最小，就容易停止流动，形成边壁集煤现象。在挤压力与摩擦力作用下，时间越长，不流动煤层也会越厚，形成大块的煤团，最后形成拱并出现堵煤现象。大多数的原煤仓堵煤都发生在下部原煤仓锥形底部，距下煤口1-2m的范围内。有些原煤仓没有设计内衬，内壁粗糙，也会影响煤的流动性，增加堵煤的风险。

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        4循环流化床锅炉技术发展前景
        4.1锅炉超临界大型化发展
        根据循环流化床锅炉技术的特点，需要低温燃烧操作，准确控制炉膛温度，对较高炉膛的初始温度进行快速冷却，因此该技术对水冷壁性能的未来发展将是非常严格的要求。使循环流化床炉的温度控制过程更安全、更快和更准确的技术方面需要开发和改进。正是由于循环流化床的特点，循环流化床技术将向超临界大规模的方向发展，而超临界大规模技术的发展又反过来推动了超临界大规模技术的发展。
        4.2锅炉技术高环保性低污染性发展
        随着社会意识的不断优化，人们开始注重开发与环境保护的同步规划，从而在生产的同时保证良好的生态环境。近年来，国家对工业污染排放的要求逐年提高，标准逐步提高。为了应对可持续发展的战略意识，循环流化床技术将更加关注在未来减少污染物的排放。与其他锅炉技术相比，循环流化床技术具有较好的低污染，但在环境保护方面，环境保护越高，该技术的普及程度越高，获得地方政府和企业支持的可能性越大。首先，通过提高脱硫脱硝的效率，可以减少污染气体的排放，通过合理使用锅炉灰可以减少土地污染，而循环流化床技术通过现有的科学技术可以尽可能实现高环保低污染。
        4.3能源利用的结合发展
        为了提高未来循环流化床技术的能量利用效率，可以对能量进行综合提前处理。以循环流化床技术为例，可以准确地组合加工质量较低的燃料能，从而优化燃烧材料的质量，从而提高高效利用能源的概率，减少能源损失，实现产业结构的提升和优化。此外，锅炉燃烧所产生的废物也可以通过综合利用科学治疗，也需要大多数的研究者潜心探索解决方案。
        4.4锅炉排污热损失控制
        根据管理经验总结，在循环流化床锅炉的运行过程中，锅炉排污热损失一直是需要重点解决的问题，其原因比较复杂，锅炉的高频率问题是锅炉水质达标，暗孔系统阀门使用年限过长等。因此，为了避免此类问题的再次发生，需要在具体的应用设计中对原有系统存在的质量问题进行处理。如果系统在工作状态下的泄漏率不超过2%，则满足系统运行的既定要求。此外，在应用程序中，它也可以构建一个智能监控管理系统，监督的当前操作系统，并做出合理的调整监督地位，以提高操作的节能系统的过程。
        结语
        循环流化床锅炉技术相对于其他锅炉技术而言，已经拥有了较高的发展优势，它未来的发展前景也拥有许多的、有价值的可能性。让循环流化床锅炉技术得到进步与完善，减少我国和国际前沿技术的差距，是所有相关技术研究者们共同努力的目标，争取让循环流化床技术为社会工业生产带来更优质的效益。
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