热膨胀烟气再循环联合系统在流化床锅炉中的应用研究

当今时代，经济迅猛发展，世界对能源的需求水平越来越高，我国人口很多，对能源的需求问题更加突出。我国流化床锅炉实际运行中，低负荷运行时段长，由于锅炉流化的需要，一次风量一般很大，基本与满负荷运行时无太大差异，可想而知过量空气系数远超设计值，使得流化床锅炉自身电耗量极高，风机电耗约为一般锅炉的1.5~1.8倍，尾部烟气过氧量高，烟气量大，锅炉排烟损失也很大。锅炉机组自身耗电量大、排烟损失大造成锅炉系统效率低下。目前输送系统的控制方案主要集中在通过节流调节风量来配合锅炉负荷的变化，节流损失严重，采用变频调速看起来就很节能，但是没有从根本上解决上述问题。基于上述问题，本课题提出了一种热膨胀烟气再循环的联合系统在流化床锅炉机组的应用方法，此系统不仅大大降低机组本身用电能耗，而且还大大降低了流化床类型锅炉的排烟损失。本文从系统的连接方式到节能原理和控制方法进行了详细论述。（1）通过对系统进行分析与简化，建立应用热膨胀烟气再循环联合系统后锅炉本身耗电量下降率和锅炉效率与一次风温度或者过量空气系数、排烟温度的关系，给出了相关数学模型。给系统的利用价值分析和联合系统的投入运行提供理论基础。（2）对本系统的一些关键参数进行特性分析，包括烟气再循环比例分析，热膨胀加热烟气量比例分析，为后期控制工作提供依据。给出了换热器面积的设计和校核方法，结合案例给出了用于热膨胀旁流烟气比和烟气再循环比，还给出了热膨胀系统和初级加热系统换热器设计面积，以供设备的投入选型。（3）联合系统投入运行使得系统更加复杂，系统投入运行的同时还要保证流化床锅炉安全稳定正常运行，所以基于负荷变化的情况，提出联合系统运行控制策略，热膨胀系统和烟气再循环系统联合运行，将过量空气系数下降致理想值，并详细给出风系统和给煤系统控制方法。（4）最后基于山东沂源县热电厂现有流化床锅炉进行案例分析。得出投入此联合系统后，锅炉运行鼓风机电耗量可减少28%，引风机电耗可减少27%，排烟损失可减少2.8%左右，锅炉综合年平均净效率提高达4%左右，节能效果显著。