循环流化床锅炉运行热效率现状及其影响分析

钟冠亨

摘 要： 文章通过循环流化床锅炉运行热效率的部分考察结果，进一步探讨了影响热效率的排烟热损失因素、机械燃烧不完全的热损失因素与灰渣物理热损失因素。在此基础上，提出了具有参考价值的建议与意见，以期有所帮助。

关键词： 循环流化床；锅炉；运行；热效率

目前阶段，循环流化床锅炉逐渐成为新型的清洁燃烧设备，其具有高效与低污染等诸多优势，并且由国家的政策作为重要的支撑，为此，循环流化床锅炉被广泛应用在我国多领域。要想进一步促进循环流化床锅炉技术的可持续发展，针对其运行过程中的热效率进行了重点考察，希望可以发现其中存在的问题，并且提出相应的建议，为相关部门提供有价值的参考。

一、循环流化床锅炉热效率现状

现阶段所使用的循环流化床锅炉，大部分都是小型炉子，热效率每小时不超过75吨，并且分布于各地热电厂亦或是企业自备电厂当中。为此，最终选用7家已经通过资源综合利用验收的电厂，针对其内部的循环流化床锅炉展开了全面地考察。具体指的就是借助反平衡的方法对锅炉的热效率进行测试。在实际测试的过程中发现，烟气当中所含有的一氧化碳量并不多，所以在处理数据信息方面，将气体的燃烧不完全的热损失确定成0[1]。由于散热损失难以测量，所以选择使用煤粉炉的经验数据信息。

根据测试的结果，循环流化床锅炉热效率都超过了80%，而且运行效果理想的已经达到了88%，可以与小型的煤粉炉比较。即便实际运行的状况不理想，同样要高于链条炉的实际效率。由此可见，现阶段循环流化床锅炉的实际热效率处于处于链条炉和粉煤炉之间，但与煤粉炉更为贴近。根据深入地分析與研究，导致循环流化床锅炉出现热损失的因素主要是排烟的热损失与机械燃烧的不完全热损失。在此基础上，因所选择的循环流化床锅炉不具备冷渣器，且排渣的温度相对较高，最终导致排渣的热损失极高。

通过上述研究与分析，机械燃烧的不完全性热损失与排烟热损失都会直接影响循环流化床锅炉效率，所以有必要展开进一步探究。

二、循环流化床锅炉运行热效率影响分析

（一）机械不完全燃烧热损失

机械不完全燃烧热损失现象的产生，是因为灰渣没有燃尽造成。当飞灰、炉渣中的含碳量不断提升的时候，机械具备的不完全燃烧热损失也不断增大。这期间，产生的粉煤炉热损失为1%到5%。对于循环流化床锅炉，其具备的机械不完全燃烧损失和煤粉炉损失相比，产生的机械不完全燃烧热损失大。导致循环流化床锅炉飞灰含碳量高，受到的原因表现为三个方面，第一，随着循环流化床锅炉燃烧温度的不断降低，颗粒燃烧速度降低，需要较长的时间才能燃尽[2]。尤其是炉膛内的温度在1000℃以上，其内部的细颗粒是不容易燃烧。第二，无法促进分离器效率的有效提升，一般情况下，更为理想的分离器能促进炉膛内颗粒的燃尽，但实际上使用的分离器效率较低。第三，由于燃料机械的磨损，产生大量的细颗粒无法被分离器分离，引起不完全燃烧现象。

在相同的循环流化床锅炉中，相同的厂家、型号锅炉，其产生的运行热效率也是不同的。其受到的影响主要表现在：第一，燃料特性的影响，因为燃料中存在的灰分较多，当基灰分达到50%以上的时候，燃料灰分较大。基于燃料的反应，也会影响到服飞灰和炉渣，尤其是质量较差的燃料，其具备的炉渣含碳量也更高。受燃料发热量的影响，灰分和带出的碳量少，其产生的不完全燃烧热损失也比较小。第二，飞灰份额的影响，在循环流化床锅炉中，随着劣质燃料和飞灰碳量的不断增加，将产生不同的磨损特征。该工作中，需要对其测试，并利用记录炉渣排放量的方法，基于灰平衡原理，分析飞灰份额。根据试验的分析发现，当飞灰分额在21%-86%之间的时候，飞灰含碳量较高，主要是使用劣质煤引起的，产生的机械不完全燃烧热损失也较大。导致份额增加的影响因素表现为五个方面。第一，燃烧粒度，如果颗粒越细，其具备的飞灰分额就越大。第二，由于颗粒的机械磨损性影响，如果颗粒容易磨损，将产生较多细颗粒，从而增加飞灰份额。第三，燃烧特性，当使用劣质燃料的时候，将产生较大燃料消耗，增加炉渣的排放量，降低飞灰份额。第四，分离器效率的影响，当分离器效率较高的时候，能在最大程度上降低飞灰份额，所以，要维护设备的良好性。第五，物料循环倍率，在相同分离效率下，随着物料循环倍率的不断增加，将产生较大飞灰额份，主要是在实际运行中，受流化风量的影响[3]。

基于以上的分析和研究发现，循环流化床锅炉机械产生的不完全燃烧现象，在总体上还未获得有效改进，特别是受燃料质量、设备维护工作的影响，无法对其问题进行解决。

（二）排烟热损失的分析

对排烟热损失产生影响的因素主要有两部分，其一是排烟的容积，其二是排烟的温度。而燃料成分和排烟过量空气系数会对排烟容积产生直接性的影响。根据测试结果发现，循环流化床锅炉排烟损失比重最大，问题也最多，具有极大的热效率提高潜力，如表一所示。

导致排烟热损失量较大的原因具体表现在：第一，氧量监测手段的确实。很多锅炉并不具备氧量计，即便设置氧量计，所获取的数据准确性也偏低。究其原因，现阶段所使用的氧化锆氧量计的寿命不长且损坏几率较高，使用的成本也不低，所以在损坏以后未及时进行更换[4]。

（三）灰渣物理热损失分析

循环流化床锅炉的排渣温度，主要是床层温度，其具备的排渣量较大。在该过程中，如果不对灰渣中热量回收再次利用，其产生的热损失也不会减少。根据相关调查分析，循环流化床锅炉中没有冷渣装置，其中的灰渣会直接排放，所以，期间将产生较大物理热损失。为了尽可能的降低粉煤炉灰渣物理热损失，可以为其增加冷渣设备，并对其存在的热量充分利用[5]。当前市场上，存在的冷渣器种类还比较多，在实际应用期间，也无法促进其效果的形成，尤其在运行过程中会产生较多故障。所以，还需要对冷渣器进行完善，并将其作为循环流化床锅炉中的主要部件。

总结：

综上所述，根据实际调查结果的分析和研究发现，循环流化床锅炉的运行效率基本达到标准，但仍需采取相应的改进措施。另外，排烟热损失与机械燃烧不完全性热损失以及灰渣物理热损失的影响程度最明显。为此，必须要不断强化循环流化床锅炉的热效率。

参考文献

[1]陈靖釜，朱征宇.循环流化床锅炉煤粒径控制研究[J].中国井矿盐，2014，45（2）：32-36.

[2]赵志强.循环流化床锅炉运行参数控制措施[J].化工设计通讯，2017，43（8）：127.

[3]万里.为循环流化床锅炉运行"把关"[J].价值工程，2011，30（12）：32.

[4]李敬珂.影响循环流化床锅炉燃烧热效率的因素和提高途径[J].化肥工业，2015（3）：26-28.

[5]王思玉.循环流化床锅炉工艺及运行方案优化[J].科技创新与应用，2014（24）：21-21，22.