循环流化床燃烧技术在供热行业中的应用

一、基本情况

　　循环流化床燃烧技术是国家“八·五”攻关的一种新型燃烧技术，是对传统的层燃炉和煤粉炉的一个重大革新。它具有：燃烧效率高，炉渣综合利用率高，负荷调节性好，NOx排放低，能在燃烧过程中方便和廉价地进行脱硫，以及体积小等优点。该种燃烧方式可适用于任何煤种，是其它燃烧方式无法与其比拟的。
　　中原油田现燃用的鹤壁贫煤，粉末含量高，仅直径小于6毫米的约占65%，链条炉设计为Ⅱ类烟煤，燃烧效率低，达不到设计出力，且造成能源浪费。为此，中原油田在基地大锅炉房扩建工程中与中科院、太原锅炉厂合作研制开发了29MW循环流化床热水锅炉，填补了国内空白。基地大锅炉房项目组代表中原油田承担现场安装性能试验以及锅炉砌筑和密封方法工作。该炉于1993年12月投入运行，94年3月完成热工测试及烟尘排放测试，94年4月通过山西省机械厅鉴定、批准批量生产。由于运行使用效果显著，95年在清丰基地供热工程和98年基地调整工程中又选用两台应用于油田集中供热。
二、锅炉技术参数及循环流化床原理

锅炉技术参数：
　　1、额定供热量 29MW（相当于42t/h）
　　2、出水压力 1.6MPa
　　3、进出水温度 90/150℃
　　4、设计煤种 贫煤
　　5、锅炉热效率 85%
循环流化床原理
　　29MW循环流化床锅炉呈“π”型布置，采用燃烧室与水冷系统分开设计，选用百叶窗分离装置、实现分级分离，分级循环的构思，使整个炉型结构紧凑。流化室采用圆形布风板，在炉膛里上升的气流使燃料呈流化状态，以一定的速度向炉膛出口处运动并燃烧，经分离装置多次分离，返回炉膛循环燃烧。
三、应用情况

　　基地大锅炉房两台，清丰基地供热工程两台循环流化床锅分别在1993年12月和1995年11月安装完毕投入使用至今。除在流化室耐火材料的使用和二次返料系统进行改造外，运行使用效果良好，取得了很好的经济效益，经山西省热工测试表明锅炉热效率为88.3%，高出链条锅炉18个百分点，每年可节约原煤近万吨，彻底解决了链条炉燃烧鹤壁贫煤燃烧效率低的问题。运行实践证明该锅炉煤种适应性广可以掺烧链条锅炉炉渣，我们从九六年开始试验，每年掺烧炉渣4000t,比同容量的链条锅炉节煤20%以上。该锅炉出力可达110%，比链条锅炉多带采暖面积10万m2。据此，该锅炉的试制应用，为国内大型热水锅炉在城市集中供热中的应用创出一条新路。
四、运行使用存在的几个主要问题和采取的措施

　　一是耐火材料抗裂、耐磨问题。如果材料选择不当或施工方法不合理，运行不足两个月就会出现耐火材料脱落和磨穿。我们选用了钢纤维增强浇筑料，同时严格控制产品质量和配比，施工时参照锅炉炉墙图纸制定相应的施工方案，从而保证了耐火混凝土的使用性能。
　　二是给煤机的选用和煤仓设计问题。给煤机可靠运行和防止料仓结拱，是确保锅炉连续运行的关键。为此，我们对螺旋给煤机、星型给料机、埋刮板给煤机都进行了尝试，对炉前煤仓先后三次进行改造。现采用埋刮板给煤机，增加了中间料仓并在料仓上加装了仓壁振动器，大料仓上增设了破拱空气炮。从而保证了连续给煤，消除了因给煤中断造成灭火的现象。
　　三是烟气除尘达标问题。循环流化床出口烟气含尘浓度高达15000毫克以上，开始选用多管除尘器未能达到排放标准。经过加装水力冲击除尘器，烟气经两级除尘净化后，各项指标均达到GB13271标准。
　　四是除尘器下排出的粉灰和流化室下部排渣清除问题。我们采用了单链水平刮板除渣机，实现了湿式作业、机械清除，即减轻了劳动强度又保护了作业环境。
　　五是点火运行操作问题。循环流化床锅炉是新型燃烧技术，其点火操作技术是稳定运行的关键，我们通过上百次试验总结出一套“循环流化床锅炉分层流化点火法”。此法能保证点火成功率达100%。解决了流化床锅炉点火难，易结焦灭火的问题。为此，在锅炉安装的同时就必须对司炉人员进行不少于一个月的理论培训和现场跟班作业才能掌握操作技术，准确判断运行异常及时处理各类问题，确保锅炉正常运行。
五、经济效益情况分析

　　未使用循环流化床锅炉前各单位采用小型锅炉房分散供热，仅油田总部基地北区和马庄桥地区共有2～4t/h小型分散燃油锅炉64台，230个蒸吨，每年消耗渣油2.76万吨（1100元/吨），费用为3036万元。93、95两年改用循环流化床后，4台29MW流化床锅炉代替了分散的64台锅炉，集中供热后，年耗原煤4.6万吨（220元/吨）。费用为1012万元，仅燃料费用每年可节约成本2024万元，经济效益非常可观；从社会效益上，提高了供热质量，用户室温达到16℃以上。循环流化床锅炉容量大，热效率高，安装有高效除尘器，建造较高的烟囱，有效地保护了环境。经有关部门测试，4台锅炉热效率均达到86%以上，煤的燃烬率均达到96.3%，处于全国领先水平。
六、结论

　　通过这几年循环流化床锅炉的运用实践表明，循环流化床锅炉确实具有煤种适应性广、廉价脱硫、负荷调节范围宽、热效率高等优点。在这几年应用循环流化床锅炉的过程中，这种燃烧技术得到了不断完善和提高。因此，建议可以在供热行业中大力推广应用循环流化床锅炉。