[科普中國]-流化床燃燒技術(shù)

簡(jiǎn)介

從本世紀(jì)六、七十年代，流化床從化學(xué)工業(yè)被引入鍋爐行業(yè)，流化床技術(shù)飛速發(fā)展。六十年代鼓泡流化床鍋爐投運(yùn)，七十年代末循環(huán)流化床鍋爐興起，到八十年代較大容量循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，再到九十年代增壓循環(huán)流化床和內(nèi)循環(huán)流化床等新型鍋爐技術(shù)水平不斷提高，都體現(xiàn)出流化床技術(shù)在加速發(fā)展1。

常規(guī)循環(huán)流化床技術(shù)在歐美日趨成熟歐美的常規(guī)流化床鍋爐在設(shè)計(jì)和運(yùn)行兩方面已經(jīng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)水平日趨成熟。這主要表現(xiàn)在:

a.循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷越來越大。即將投運(yùn)的C - E/Lurgi循環(huán)流化床鍋爐容量810t/h，安裝在美國德州，配250MW機(jī)組，是目前世界上容量最大的循環(huán)流化床鍋爐。以目前的CFB鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，將CFB鍋爐負(fù)荷增至400-500MW是完全有可能的。

b.鍋爐排放量完全能夠滿足歐美鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了當(dāng)初發(fā)展流化床燃燒技術(shù)是為了尋求一種清潔燃燒方式的目的。這一點(diǎn)是很重要的，是流化床賴以發(fā)展的原動(dòng)力。

c.運(yùn)行循環(huán)流化床鍋爐的電廠的熱效率，可以與煤粉爐相比美?，F(xiàn)在配常規(guī)流化床鍋爐的電廠熱效率可達(dá)38%，隨著分離技術(shù)的改進(jìn)，可增至40%。

d.流化床的研究已向縱深發(fā)展。比如現(xiàn)在一些科技工作者在流化床鍋爐燃燒后的爐渣上種植植物，然后給動(dòng)物吃，以觀察是否破壞了生物鏈。為將來大量發(fā)展流化床鍋爐做準(zhǔn)備。

新型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展方興未艾隨著流化床燃燒技術(shù)向縱深發(fā)展，新型流化床鍋爐也得到迅猛發(fā)展。

首先是增壓循環(huán)流化床(PCFB)在近年來得到了大發(fā)展。這類鍋爐的特點(diǎn)是可以得到較高的循環(huán)熱效率。配PCFB鍋爐(1MPa)電廠的熱效率可達(dá)40%-42%。如果將壓力增加到2MPa，效率還可能更高。此外，這類鍋爐較常規(guī)流化床鍋爐體積可以小些，初投資和運(yùn)行費(fèi)用更低，更易于操作和維護(hù)。目前在西歐，2MPa

的機(jī)組((1Mw)處于試驗(yàn)階段;1MPa的機(jī)組處于示范階段。瑞典ABB公司分別在瑞典、西班牙和美國建立了80Mw的示范電站，由于PCFB的實(shí)驗(yàn)室研究和三個(gè)示范機(jī)組的初步運(yùn)行結(jié)果令人鼓舞，美國正在擬建ssolvtw的商用電站。日本與ABB公司合作，正設(shè)計(jì)ssolvtw的商用電站。這類鍋爐的技術(shù)關(guān)鍵在于進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的煙氣凈化裝置，即要基本維持原有的壓力和溫度，又要將雜質(zhì)分離出去，這既需要有好的設(shè)計(jì)構(gòu)思，又需要有特種鋼材做保證。

另外還有燒生物燃料的流化床鍋爐。比如東南亞等地區(qū)甘蔗渣比比皆是。摻入一定粒度和數(shù)量的砂粒做媒體，送入流化床可以很好的燃燒。目前，也有許多學(xué)者致力于不使用媒體。即100%燒生物燃料鍋爐的開發(fā)研究工作。燒生物燃料還有一個(gè)好處就是較煤的流化床便宜。因?yàn)樯倭嗣摿蛳到y(tǒng)。再有就是化工廠的廢液也可以用流化床燃燒。

總之，新型流化床的研制已成為流化床研究的熱點(diǎn)。增壓流化床鍋爐是當(dāng)前國際上公認(rèn)的一種有前途的高效清潔燃煤發(fā)電技術(shù)。歐美計(jì)劃在2000年左右要陸續(xù)建成幾臺(tái)大容量的增壓循環(huán)流化床鍋爐。在常規(guī)流化床中，也希望有20%的燃料來源于生初燃料。他們認(rèn)為這樣可以減少co ?的生成量。對(duì)溫室效應(yīng)的減輕是有好處的。

流化床技術(shù)在我國的發(fā)展我國鼓泡流化床鍋爐的數(shù)量很大，經(jīng)過二、三十年的運(yùn)行.積累了大量的經(jīng)驗(yàn)?？梢哉f在鼓泡床方面并不比西方差。中國跟著循環(huán)流化床的風(fēng)潮開始陸續(xù)投運(yùn)一些小機(jī)組參數(shù)的循環(huán)流化床鍋爐但嘆容量到技術(shù)方面都大大地落后于西方現(xiàn)在35t/h和75t/h循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已基本成熟。

在中國發(fā)展流化床鍋爐，應(yīng)結(jié)臺(tái)自己的特點(diǎn)，而不應(yīng)盲目地跟著西方走下面談幾點(diǎn)這方面的體會(huì)。

a.循環(huán)流化床的倍率和分離器的效率 現(xiàn)在有一種觀點(diǎn)。認(rèn)為分離器效率越高、循環(huán)倍率越高.循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行才越好。這種說法是帶有片面性的。這種說法要成立，需要有高精度的自控設(shè)備作后盾。

當(dāng)分離器效率很高時(shí)。分離器效率稍有變化.循環(huán)倍率變化就很大。比如分離器效率從0.98增到0.99，循環(huán)倍率增加了50。循環(huán)倍率變化大，回料時(shí)多時(shí)少，將使鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定。為了保持循環(huán)倍率沒有大的變化。必需配有高精度的自控裝置.而我國絕大多數(shù)電廠都是由人來手控。以這樣一種操作方式怎能適應(yīng)循環(huán)倍率的變化。因此，在國內(nèi)現(xiàn)有的自控水平下.應(yīng)提倡低倍率。現(xiàn)在國外也有一些研究者注意到了這個(gè)問題.德國魯奇公司新生產(chǎn)的鍋爐.循環(huán)倍率己從100降至30。

b.脫硫 國外發(fā)展循環(huán)流化床的初衷。就是為了滿足環(huán)保的要求脫硫脫氮采甲低溫燃燒和適當(dāng)?shù)呐浣o二次風(fēng).就會(huì)滿足脫氮的要求脫硫卻不然，脫硫裔要在雄燒盯回爐內(nèi)投大量的石灰石。

c.錦州發(fā)電廠在5號(hào)爐安裝次聲波吹灰器已兩年多了。兩年來的維護(hù)量只是更換幾臺(tái)電機(jī)和正常的空氣壓縮機(jī)維護(hù)量。整體維護(hù)量很少。水力和蒸汽吹灰器需一個(gè)班組人維護(hù)。而且經(jīng)常出現(xiàn)漏水、漏氣、卡澀的現(xiàn)象，運(yùn)行時(shí)還要有相應(yīng)的人參加。每年的維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)大。

d.由于次聲波吹灰器是產(chǎn)生低頻振蕩，使?fàn)t內(nèi)的空氣與粉塵發(fā)生共振，使渣不易沾在受熱面上和已結(jié)上的渣產(chǎn)生松動(dòng)。渣掉下后是松軟的，不易損壞鍋爐本體與輔助設(shè)備。水力和蒸汽吹灰器吹下的渣比較硬。容易損壞鍋爐本體和輔助設(shè)備。

e.水力和蒸汽吹灰器容易出現(xiàn)卡澀和吹壞受熱面的現(xiàn)象。1993年2號(hào)爐由于水力吹灰不當(dāng)使水冷壁爆管三次，對(duì)鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大，也影響鍋爐的壽命。而次聲波吹灰器就沒有這類問題2。

總結(jié)通過運(yùn)行和試驗(yàn)來看，次聲波吹灰器能抑制結(jié)渣，也能除渣。提高鍋爐效率，從經(jīng)濟(jì)效益看，次聲波吹灰器能代替原有的水力和蒸汽吹灰器，與之相比，可節(jié)約用水、蒸汽、和電能。也可節(jié)省大量的軟化水。次聲波吹灰器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉、耗能少的優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的新型吹灰器。但是這種吹灰器還需要通過結(jié)渣性比較強(qiáng)的煤質(zhì)各種爐型的考驗(yàn)，使之完善化、規(guī)范化3。