第一章循环流化床燃烧技术发展概况
20世纪中期，工业的迅速发展，包括大量燃煤锅炉在内的工业过程产生了严重的污染问题，迫切要求发展洁净煤技术，包括煤的清洁燃烧技术。在60年代末至70年代初期，流化床煤燃烧技术应运而生。
第一节循环流化床燃烧技术的发展背景
我国是世界上最大的发展中国家，煤在我国一次能源构成中占据着绝对主要
的地位。煤在燃烧过程中将产生大量的灰渣、粉尘、废水、SO
2、NO
x
等废弃物，
如不妥善处理，将会严重破坏生态环境甚至是永久性的，进而危害人类自身的生存和发展。
改革开放二十年来，我国经济高速发展，能源工业前进的步伐更快些。但在人民生活水平日益提高的同时，环境污染亦达到了惊人的程度，生态环境严重恶化。我国的SO
2
排放量居世界第一，酸雨区域已经蔓延到40%的国土面积，多数大城市的空气总悬浮颗粒浓度超过世界卫生组织标准的十几倍甚至几十倍。
目前，环境保护在我国开始广受关注，可持续发展是我们的基本国策，既然我们别无选择，必须在保护环境、改善环境的条件下让煤继续为中国的发展提供动力，那么唯一的出路就是依靠科学和技术，实现煤利用的高效和清洁。
目前，国际上已投入使用或已基本成熟的高效清洁燃煤发电技术主要有四种：整体煤气化联合
循环(IGCC)、增压流
化床燃烧联合循环
(PFBC)、常压循环流
化床燃烧(CFBC)和超
临界煤粉炉蒸汽循环
加烟气脱硫
(SCPC-FGD)。从技术
完备性和经济适用性
角度来看，IGCC和PFBC近期都不可能在我国投入大规模工业应用；SCPC-FGD在技术上最为成熟，国际上应用最广，但由于我国新材料开发存在困难及FGD等净化技术成本过高在我国作商业性推广面临一些现实的困难；相比之下，循环流化床燃烧技术基本成熟，制造和运行成本都比较低，在保证高效燃烧的基础上能显著降低废弃物排放，可以满足目前世界上最严格的环保标准。表1.2给出了各技术的投资、运行费用、技术现状的比较。从初投资、运行成本、技术的可靠性及
系统的复杂程度综合来看，循环流化床炉内脱硫是一个良好的选择。
应用于发电领域的常压循环流化床燃烧技术始于七十年代末，作为一项高效、低成本的清洁燃烧技术，它具有以下优点：
(1)燃料适应性强且燃烧效率高，不仅可以燃用烟煤等优质煤，而且可燃用
各种劣质燃料如褐煤、贫煤、洗中煤、泥煤、矸石、石油焦、油页岩、
废木屑甚至工业废弃物和城市垃圾等；
(2)负荷调节范围大，在30%额定负荷下仍能稳定燃烧，无需燃油支持；
(3)负荷调节方便快捷，负荷连续变化速率可达7~12%/ min；
排放量远低于煤粉炉，仅为200左右；同时可用石
(4)低温燃烧，因此NO
X
灰石作脱硫添加剂低成本实现炉内脱硫；
(5)灰渣便于综合利用。
我国于八十年代中期开始投入力量积极从事循环流化床燃烧技术的研究开发，虽然起步较晚，但进步很快。目前，国产蒸发量420t/h及以下级的小型循环流化床锅炉已在国内作大面积工业推广，实现了商品化，更大容量的循环流化床锅炉设计正在积极酝酿和筹划中。
第二节循环流化床燃烧技术的特点
流化床煤燃烧技术在较短的时间内能得到迅速的发展和应用，是因为它具有一些常规燃煤技术所不具备的特点。表1-2为层燃、煤粉燃烧和流化床燃烧三种燃烧方式燃烧特性的比较，从中可以看出，流化床燃烧有别于其他两种燃烧方式的最突出的特点是：低温燃烧，长的停留时间，以及强烈的湍流混合，这些特点给流化床燃烧带来一系列优点。
表1-2 不同煤燃烧方式的燃烧特性比较
(一) 低温燃烧
流化床燃烧和层燃及煤粉燃烧很不相同，任何时候其炉内都需有大量的惰性物料(灰，石灰石或沙子等)的储备，这些惰性物料占全部炉内固体物料的97~98%，即任何时候炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2~3%，因此，即使在燃烧温度仅为800~900℃的情况，在有足够的氧的条件下，任何固体燃料都能被燃尽，特别再加上燃料在炉内很长的停留时间及床内强烈的湍流混合，这些足以保证在800~900℃的低温条件下流化床锅炉能稳定和高效地燃烧任何燃料。
(二) 极好的燃料适应性
由于流化床锅炉具有上述能在800~900℃的低温下稳定和高效地燃烧任何燃料的特点，因此它具有极好的燃料适应性，几乎可以燃烧任何燃料，并保证燃烧过程的稳定和很高的燃烧效率。至今，已成功地在流化床锅炉上燃烧过的燃料包括一切种类的煤，其中有高灰分高水分得褐煤，低挥发分的无烟煤，各种煤的煤矸石，洗杆，洗煤泥浆，石煤，各种石油焦，油页岩，泥煤，城市垃圾，油污泥，农林业生物质废料，如树皮，木屑，稻壳，甘蔗渣，废轮胎等。它也可用于燃烧各种液体和气体燃料，各种燃料既可以单独燃烧也可以混烧，这是任何其他燃烧方式不能与之相比的。
(三) 低的污染物排放
流化床锅炉低温燃烧的特点，有效地抑制了热力型NO
x
的生成，而通过采用
分级燃烧又可控制燃料型NO
x 的排放，因而，流化床锅炉NO
x
的生成量仅为煤粉
炉的1/3~1/4，可以将循环床的NO
x
排放值控制在100~200ppm。此外，如果在燃
烧过程中直接向炉内加入石灰石或白云石，由于800~900℃的燃烧温度正是石灰
(CaO)和二氧化硫(SO
2
)反应的最佳脱硫温度，因此，根据煤中的含硫量投入流化床锅炉炉膛内适量的石灰石，就可以达到90%以上的脱硫效率。所以，流花床是一种最经济有效的低污染煤燃烧技术，这也是它在全世界受到重视，得到很快发展的最根本原因。
(四)燃烧强度大
由于流化床燃烧过程中强烈的湍流混合，大大地提高了其燃烧强度，从而提高了单位床面积的出力，减小了炉膛的截面积和体积。一般情况下，循环床的炉膛截面热负荷为3~8MW/m2。
(五)负荷调节性能好
由于炉内大量热床料的储备，使流化床锅炉具有良好的负荷调节性能，负荷调节幅度大，其负荷调节范围可从100%到20%，在低负荷时也能保持稳定燃烧。
(六)易于操作和维护
由于燃烧温度低，灰渣不会软化和黏结，因而不存在炉内结渣的问题，炉膛内不需布置吹灰器。较低的炉膛温度使炉内受热面热流率较低，减少了爆管的机会。燃烧的腐蚀作用也较层燃炉和煤粉炉的小。这些都使得流化床锅炉易于操作和维修。至于流化床锅炉易产生的磨损问题，已在易磨部位采取了诸如防磨耐火材料涂层等一系列防磨措施后得到了解决。
(七) 灰渣便于综合利用
低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性，而且其飞灰和底灰的含碳量低，通常低于4~5%，可以用作制造水泥的掺合料或其他建筑材料的原料，有利于灰渣的综合利用。
但是，循环流化床燃烧技术本身还存在以下的缺点：
由于循环流化床锅炉炉膛内的传热系数与沿炉膛高度的气固浓度比密切相关，炉膛上部稀相段的传热系数小于炉膛下部浓相区的，再加上烟气流速高，床截面积小，因而必须增加炉膛高度，否则炉膛四周的炉墙面积不足以布置必要的受热面，从而增加了锅炉的初投资。
循环床的气固分离和床料循环系统比较复杂，如旋风分离器尺寸庞大，造价较高，布风板及系统的阻力增加，锅炉自身电耗量大，约为机组发电量的7%左右，导致运行费用增加。
排放而采用分级燃烧由于床内流速相对较高，固体颗粒浓度大，为控制NO
x
时炉膛内存在还原性气氛区域等这些因素，受热面与吊挂管处的磨损与腐蚀问题仍要十分重视。
第三节循环流化床锅炉的基本结构
图1-1所示，为一燃煤循环流化床锅炉系统的流程图。部分床料被烟气带出炉膛进入旋风分离器，在分离器中绝大部分固体颗粒被分离出来，通过返料器被送回炉膛下部，构成了床料的再循环回路。烟气则带着分离器不能分离的细颗粒飞灰进入尾部烟道，将热量传给尾部受热面后经过除尘器由烟囱排入大气。循环流化床锅炉的一次风要克服布风板和床层的阻力，因此须和二次风系统分开，并采用高压的一次风机。为了减少漏风，一般循环流化床锅炉采用管式空气预热器，循环流化床锅炉可分为两部分：
第一部分为物料循环回路，主要设备有：炉膛（快速流化床）、高温旋风分离器、回料器等。燃料的燃烧主要在炉膛中完成，通常布置有水冷壁、屏式过热器。
第二部分为对流烟道。与煤粉炉相近，对流烟道中布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器，烟气的余热在对流烟道中被吸收。
循环流化床锅炉与煤粉炉之间有许多共同之处，例如，对于自然循环锅炉，其炉膛的膜式水冷壁结构，自然循环系统，炉膛的顶部支撑，汽包及汽包内件，尾部烟道的布置和设计，以及辅机中的二次风机和引风机，吹灰器，管道，阀门和仪表等。
循环流化床锅炉的燃烧和传热过程和煤粉炉完全不同，其固体床料的循环系统是常规燃煤锅炉完全没有的，在结构上与常规燃煤锅炉不同的主要在以下的部件和系统：启动燃烧器；风箱和布风板；炉底灰排灰系统；给料系统；分离器；防磨耐火材料系统；炉膛；固体床料再循环回路上的换热器等。
第四节 循环流化床燃烧技术的应用发展
七十年代，德国鲁奇(Lurgi)公司第一个申请了循环流化床的专利权，并很快获得了应用。第一台较大容量的循环流化床锅炉于1985年9月1日在德国杜易斯促进第一热电厂投运，其容量为95.8MW (270 t/h)。经过一年多的调整、完善改造和试运行，显示了该技术的良好特性，既符合环境保护要求又具有很高的经济性，被称为“清洁燃烧”的高新技术。美国ABB-CE 公司引进Lurgi
技术制
图1.1 燃煤循环床锅炉系统的流程图
图1-2 高温绝热旋风分离器的筒体结构 造的两台160MWe 循环流化床锅炉机组安装于美国德克萨斯大林州Waco 电厂，分别于1990年9月和1991年10月正式投入运行。芬兰奥斯龙公司是世界上循环流化床锅炉最大供应商，市场份额达40%左右。目前世界上已经投入商业运行的最大的循环流化床锅炉是法国的普理旺斯电站，为250MWe ，由Stein 公司制造。
主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室的稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。主循环回路不仅直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计、系统布置，而且与其运行性能有直接关系。分离器是主循环回路的主要部件，因而人们通常把分离器的形式、工作状态作为循环流化床锅炉的标志。
一 经典的绝热旋风分离循环流化床燃烧技术
德国Lurgi 公司较早地开发出了采用保
温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热
式旋风分离器的循环流化床锅炉。分离器入
口烟温在850℃左右。Lurgi 公司、Ahlstrom
公司、以及由其技术转移的Stein 、ABB-CE 、
AEE 、EVT 等设计制造的循环流化床锅炉均采
用了此种形式。这种分离器具有相当好的分
离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉
具有较高的性能。据统计，目前国际上有78％
的循环流化床锅炉采用了高温绝热旋风分离
器，但这种分离器也存在一些问题，主要是
旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高，；启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分离下的物料温度上升。但这种技术的成熟程度比较高，积累了大量的经验。
Circofluid 的中温分离技术在一定程度上缓解了高温旋风筒的问题。炉膛上部布置较多数量的受热面，降低了旋风筒入口烟气温度和体积，旋风筒的体积和重量有所减小，因此相当程度上克服了绝热旋风筒技术的缺陷，使其运行可靠性提高。该技术炉膛出口的烟气温度较低，炉膛上部需要布置大量的受热面以降低炉膛出口烟气温度，需要采用塔式布置，炉膛比较高，钢耗量大，锅炉造价提高。
二 进化的冷却型旋风分离循环流化床燃烧技术
为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉的优点，同时有效地克服该炉型的缺陷，
图1-3水(汽)冷旋风分离器筒体结构
Foster Wheeler 公司设计出了堪称典范的水(汽)冷旋风分离器，其结构见图1-3。该分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成，取消绝热旋风筒的高温绝热层，代之以受热面制成的曲面及其内侧布满销钉涂一层较薄厚度的高温耐磨浇注料。壳外侧覆以一定厚度的保温层，内侧只敷设一薄层防磨材料，见图1-4。水(汽)冷旋风筒可吸收一部分热量，分离器内物料温度不会上升，甚至略有下降，较好地解决了旋风筒内侧防磨问题。该公司投运的循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦的问题，也未发生旋风筒内磨损问题，充分显了其优越性。这样，高温绝热型旋风分离循环床的优点得以继续发挥，缺点则基本被克服。
当然，任何一种设计都难以尽善尽美，水(汽)冷旋风分离器的问题是生产工艺复杂，制造成本较高。
三 快速发展的紧凑型循环流化床燃烧技术
为克服汽冷旋风筒制造成本高的问题，芬兰Ahlstrom 公司创造性地提出了Pyroflow Compact 设计构想。
Pyroflow Compact 循环流化床锅炉采用其独特专利技术的方形分离器，分离器的分离机理与圆形旋风筒本质上无差别，壳体仍采用FW 式水(汽)冷管壁式，但因筒体为平面结构而别具一格。这就是第三代循环流化床锅炉。它与常规循环流化床锅炉的最大区别是采用了方形的气固分离装置，分离器的壁面作为炉膛壁面水循环系统的一部分，因此与炉膛之间免除
热膨胀节。同时方形分离器可紧贴炉膛布置从而使整个循环流化床锅炉的体积大为减少，布置显得十分紧凑。此外，为防止磨损，方形分离器水冷表面敷设了一层薄的耐火层，这使得分离器起到传热表面的作用，并使锅炉启动和冷却速率加快。图1-5是Pyroflow 紧凑型分离器示意图。
图1-4 水(汽)冷旋风筒耐火材料示意图
水冷或汽冷的方形旋风分离器与不冷却
的钢板卷成的旋风筒制造成本基本相当，考
虑到前者所节省的大量的保温和耐火材料，
最终的实际成本有所下降。此外它还减少了
散热损失，提高了锅炉效率。再则由于保温
厚度的减少，可以提高启停速度，启停过程
图1.5 Pyroflow紧凑型分离器示意图
中床料的温升速率不再取决于耐火材料，而
主要取决于水循环的安全性，使得启停时间大大缩短。
Ahlstrom公司的方形分离器紧凑型设计推出之后，立即引起了广泛的重视。7年多的运行表明，该技术具有明显的优势和发展前景。采用方形分离器技术的紧凑型循环流化床锅炉已有68t/h至410t/h多台运行均比较成功，采用方形分离器的紧凑型布置循环流化床锅炉的市场份额逐年增加。
第五节循环流化床燃烧技术的发展前景
各循环流化床锅炉制造厂家和研究机构都十分重视循环流化床锅炉的大型化。目前300MW等级循环流化床锅炉已经有几个示范工程。大容量亚临界循环床自然循环锅炉技术已趋于成熟，蒸汽参数为18.3 MPa的300MW循环床自然循环锅炉现已投入运行，600MWe循环床锅炉的设计现已不成问题。
常压循环流化床(循环流化床锅炉)燃烧技术是已经为国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术。然而其高效供电方面还没有在根本上提高，其燃烧效率和锅炉热效率仅仅与煤粉燃烧相近，在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性，在高效方面没有进步，因此提高蒸汽参数以提高供电效率是在大型化的主要方向。
80年代末期，蒸汽循环的要求使最大的带有过热和单级再热的自然循环锅炉的运行压力提高到了18.6MPa。从90年代的初期至今，这一运行参数已被证明是可靠的。资料表明：9.81MPa、535oC的高压锅炉电站供电效率为30.04%；
12.7MPa、535oC再热电站供电效率为32.16%；16.3MPa、535/537oC亚临界锅炉电站供电效率为37.12%；24.3MPa、540/560oC超临界锅炉电站供电效率为40.95%，主蒸汽压力对供电效率有明显影响。大型电厂普遍采用的煤粉燃烧锅炉即是沿着低压→高压→再热→亚临界→超临界这一条路发展起来。由于循环流化床锅炉的低温燃烧，炉膛中的热流比传统炉膛低很多，这就使超临界直流循环流化床锅炉可以在相对低的质量流速和相对高的工质温度条件下工作。
循环流化床锅炉与煤粉炉适于采用超临界的几大优势使得循环流化床锅炉比煤粉炉更适合采用超临界参数。在循环流化床锅炉中，炉膛是唯一的蒸发器，
没有水平管簇。炉膛的固有特点决定了它在超临界滑压运行中的显著优势。
循环流化床锅炉燃烧室的传热系数和温压较低，亦即低热流。对于同样的负荷，循环流化床锅炉的炉膛截面积接近于煤粉炉，但单位受热面积上的传热量较小。平均炉膛设计面积上的较低热量输入(NHI/PA)导致了低的热流。循环流化床锅炉和煤粉炉的平均NHI/PA分别为1.605×106W/m2和5.664×106W/m2。总的来说，循环流化床炉膛中的热流率要比煤粉炉中的低得多。
由于流化床中气固两相流动对受热面的冲刷，使得水冷壁的粘污系数较小，沉积物非常少并且比较均匀，炉墙清洁。水冷壁发生传热恶化的情况大幅减少。
循环流化床燃烧室中热流横向分布比较均匀，纵向上部比下部低，下部较高部位被耐火材料覆盖。最高热流出现在底部并随着炉高增加而逐渐减小，而工质温度恰恰相反。因此，最冷的工质恰好在最高热流处。这种特性使水冷壁面不至于超温，在循环流化床锅炉中发生传热恶化的几率比煤粉炉小得多。
循环流化床锅炉的负荷调节范围广。目前我国电网的峰谷差已达36％以上，今后还会进一步增加，再考虑到今后建设的原子能电站适合带基本负荷，因此要求新建的火电机组的负荷变化范围相对较大，从而要求火电机组必须具有高的经济性和可靠性以及优良的负荷适应性和燃料适应性。
循环流化床锅炉投资和运行费用适中。循环流化床锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉，但比配脱硫装置的煤粉炉低15％~20％。循环流化床锅炉加石灰石在炉内脱硫即可达到SOx国家排放标准，而煤粉炉要想达到国家SOx排放标准还需加装脱硫设备，使供电煤耗增加。
NO
X 的排放：在煤粉炉中，火焰温度比较高，导致NO
X
的排放相对较高。即使
采用性能比较好的低NO
X 燃烧器，NO
X
的排放要低于300ppm是比较困难的。由于
循环流化床锅炉采用低温燃烧和分机送风，其NO
X
的排放较小，一般为200ppm 以下。
超临界蒸汽循环可以提高热效率、减少排放、减少泵的电耗。循环流化床技术具有燃料的灵活性、低的排放、高的可靠性和成熟的设计特性等优点。超临界循环流化床锅炉便是结合二者的优势。它们的结合从理论上说技术难度不大。因此超临界循环流化床锅炉成为国际上的研究热点问题之一。
随着循环流化床大型化的发展和250MW再热循环流化床的顺利运行，国际上多家循环流化床发展商均展开了超临界循环流化床的研究。原则上，循环流化床及超临界均是成熟技术，二者的结合相对技术风险不大，并且结合后生产的技术综合了循环流化床低成本污染控制及高供电效率两个优势，因此，其商业前途十分光明。许多公司研究的共同结论是：
(1)超临界循环流化床在国外燃料价格、材料成本、制造水平上，具有巨大
的商业潜力，是一个异军突起的新方案。
(2)超临界循环流化床技术实现难度低于超临界煤粉炉，由于燃烧室内热负
荷低，有可能以相对简单的本生炉垂直管方案构成燃烧室受热面，而且，
低质量流率带来的低阻力降可能使其在低负荷亚临界区具有自然循环
性质。
目前国外有三家公司正在开发超临界循环流化床技术：Foster Wheeler公司、Stein公司的CFBB和ABB公司。
第六节我国循环流化床燃烧技术的发展
我国在循环床燃煤技术发展方面进展较快，1996年在四川内江引进投运的410t/hCFB电站锅炉标志着中国电力生产的主体接受并介入CFB技术；1995年东方锅炉厂生产的3台50MW220t/h流化床电站锅炉在巴基斯坦拉克拉投入运行，对国内循环流化床技术的发展具有积极意义。新乡火电厂440t/hCFB锅炉，由哈尔滨锅炉厂引进技术制造，是国内第一台超高压一次再热循环流化床锅炉，已在2002年底试运。
目前，国家正在大力推广循环流化床技术。100MW循环流化床的辅机国产化，引进300MW循环流化床锅炉，直接参与开发，尽快形成300MW循环流化床锅炉机组装备能力。国家经贸委正在对热电联产机组推行循环流化床技术，煤炭部已在全国150多个煤矿推广循环流化床技术，原电力工业部1997年11月24日在京发布了300MW循环流化床征询合作方案，建议四川白马300MW循环流化床示范电站。300MW循环流化床电站锅炉已在东方锅炉厂设计制造。
国内的运行调整技术已趋成熟。循环流化床的商业运行技术一直是人们关心的主题，国产循环流化床运行水平不高的原因，除了对循环流化床技术了解不多等因素之外，还由于循环流化床多是非电力专业生产企业运营的，对运行技术缺乏研究。随近些年电站循环流化床锅炉快速发展，使国内加深了对循环流化床运行技术的认识。
循环流化床技术发展与应用 岳光溪清华大学热能工程系 摘要：循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。我国自上世纪八十年代后采取引进和自我开发两条路线，完全掌握了中小型循环流化床锅炉设计制造技术，在大型循环流化床燃烧技术上已经完成了首台135MWe超高压再热循环流化床锅炉的示范工程。引进的300MWe循环流化床锅炉进入示范实施阶段。燃煤循环流化床锅炉已在中国中小热电和发电厂得到大面积推广使用。中国积累的设计运行经验对世界上循环流化床燃烧技术的发展做出了重要贡献。超临界循环流化床锅炉是今后循环流化床燃烧技术发展极为重要的方向，是大型燃煤电站污染控制最具竞争力的技术。我国已经具备开发超临界循环流化床锅炉的能力，在政府支持下可以实现完全自主知识产权的超临界循环流化床锅炉，扭转过去反复引进的被动局面。 前言 能源与环境是当今社会发展的两大问题。我国是缺油，但煤炭资源相对丰富大国。石油天然气对我国是战略资源，要尽量减少直接燃用。目前一次能源消耗中煤炭占65%，在可预见的若干年内还会维持这个趋势。可见发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当今亟待解决的问题。 循环流化床是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有许多其它燃烧方式所没有的优点： 1）由于循环流化床属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为120ppm左右。并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加FGD，是目前我国在经济上可承受的燃煤污染控制技术； 2）燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤； 3）排出的灰渣活性好，易于实现综合利用。 4）负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的30%左右。 因此，在我国目前环保要求日益严格，煤种变化较大和电厂负荷调节范围较大的情况下，循环流化床成为发电厂和热电厂优选的技术之一。我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。据不完全统计，现有近千台35~460t/h 循环流化床蒸汽锅炉和热水锅炉在运行、安 106.78t/h，见图1；参数从中压、次高压、高压发 展到超高压，单台容量已经发展到670t/h，见图2。 截至2003年，投运台数已有700多台。单炉最大 容量为465t/h，发电量150MWE。近三年，我国 循环流化床锅炉发展迅速，100MWe以上循环流 化床锅炉订货量达到近80台，100MWe以下循环 流化床锅炉订货超过200台。今后，随着环保标 准的提高，供热及电力市场对循环流化床锅炉的 需求将会进一步扩大。
编号：SM-ZD-33151 循环流化床锅炉的技术特 点 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
循环流化床锅炉的技术特点 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。 2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧
过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达80%--90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平。
哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍 哈锅的循环流化床锅炉技术主要源于与国外公司的技术合作，技术引进以及国内科研院所的合作。结合国内的市场情况以及用户的特殊要求，哈锅将合作、引进的技术进行有机的结合，并进行多方面的优化设计，推出具有哈锅特色、符合中国国情的循环流化床锅炉技术，为哈锅打开并占领国内循环流化床锅炉市场创造了技术上的优势。多年来，哈锅在原有的基础上，总结多台投运锅炉的运行经验，不断改革创新，推出新技术新产品，大大丰富了自己的设计思路和设计方案，从而满足了不同用户的各种要求。到目前为止，哈锅设计的燃料包括烟煤，贫煤、褐煤，无烟煤，煤矸石，煤泥以及煤+气混烧等，涉及燃料覆盖面很广；采用的回料阀包括单路回料阀和双路回料阀；采用的风帽包括大直径的钟罩式风帽和猪尾巴管式风帽；使用的冷渣器包括风水联合冷渣器、滚筒冷渣器和螺旋冷渣器；采用的点火启动方式包括床上点火、床下点火以及床上+床下联合点火启动；给煤方式包括前墙给煤、后墙给煤和前墙+后墙联合给煤。 下面详细介绍一下哈锅循环硫化床锅炉技术改进情况： 1、分离器 哈锅利用引进技术对分离器设计进行了优化，以提高分离器的分离效率，这些优化措施主要有： a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中的固体颗粒一个向下的动能，有助于气固分离。 b、偏置分离器中心筒，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场提高分离效率。 c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升气流的流速，减少漩涡气流对颗粒的裹带，提高分离效率。 d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于气固分离。 经过优化后分离器分离效率可达到99.5%以上,切割粒径d50=10-30um、d99=70-80um。高效分离器是降低飞灰可燃物的有效措施，同时也是实现高循环倍率的重要保证。
循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。 1.1 独特的燃烧机理 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床
锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。 流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。
1.2 锅炉热效率较高 由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。 1.3 运行稳定，操作简单 循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。
循环流化床燃烧技术 循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。 循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃 烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和 二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接 触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧 室参与循环利用。钙硫比达到２～２．５左右时，脱硫率可达９０％以上。流化床燃烧方式的特点是：１．清洁燃烧，脱硫率可达８０％～９５％，NO x排放可减少５０％；２．燃料适应性强，特 别适合中、低硫煤；３.燃烧效率高，可达９５％～９９％；４．负荷适应性好。负荷调节范围３０％～１００％。 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/162514766.html, 循环流化床锅炉燃烧的调整 作者：张峰 来源：《山东工业技术》2015年第22期 摘要：总结循环流化床锅炉燃烧工况，调整循环灰量和返料风对U型阀的影响这两方面，对循环流化床锅炉的燃烧调整进行探讨，提高燃烧效率。 关键词：循环流化床锅炉；循环灰系统；燃烧调整 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/162514766.html,ki.37-1222/t.2015.22.052 1 循环流化床锅炉结构的简单概述 我公司现运行的两台1060吨上海锅炉，系SG—1060/17.5—M802型，4台高温绝热分离器，4台U型返料器，4台外置床，炉膛采用双裤衩型结构，在这几年的运行情况来看，锅炉燃烧基本稳定，出力除了供热以外能满足汽轮机的负荷要求，飞灰含碳量也不算太高，炉渣含碳量可能稍微偏高，总之灾这几年的燃烧情况来看还是比较理想的，就我厂的锅炉有两大问题需要解决，那就是循环灰量大和返料器的浇注料问题的脱落，进而影响锅炉的稳定性。 我公司锅炉采用的是U型返料器，返料器合外置床的循环回路是一个整体部分，旋风分 离器分离的物料出口处的压力与锅炉物料入口处的压力相同，返料器的物料要想顺利的返回到炉膛就必须克服炉膛内正压的阻力，所有需要合适的返料风来送回循环灰，就是从压力低的返料器吹到压力高的炉膛。循环回路中那一部分出现问题都会影响到锅炉的正常运行，立管会根据炉膛物料的压力来自行调整差压，使得维持锅炉外循环灰量的压力平衡。返料器与立管连接，出料侧与炉膛和位置床的进灰管连接，左右下部由大约两米高的浇注料分隔开，上部相连通，返料风由返料器底部经过风帽通入，位置床通过锥阀的开度来控制进灰量进而控制主再热气温以及床温。 2 返料系统对其流化床锅炉燃烧的影响 回料器系统中储存的循环灰量，对循环流化床锅炉的运行有较大的影响，当负荷较高时烟气流速也相对较大，床中物料密度分布取决于立管中循环灰密相料层的厚度。因为较低物料层不足以产生高的压头将循环灰送进炉膛，以使炉内烟气所携带的物料达到饱和浓度，当炉内烟气流速较低时立管中的物料层高时循环流化床中的物料会以较快的速度被送入炉膛，所以炉内烟气量是否能达到饱和携带程度，由立管中物料的存量多少决定。 循环灰量可以说是循环流化床外循环中的物料，也就是旋风分离器收集下来的物量。燃料进入炉膛中大约有一半在密向区中燃烧二放出热量。而这些热量分别用来加热物料和空气外，其它的热量须让循环物料带走，对散热器进行加热，这样才能保持锅炉稳定运行。若循环物料
专论与综述 常压循环流化床(CFB)气化技术概况 佟浚芳,郭新宇 (国家化工行业生产力促进中心,江苏昆山 215337) [摘 要]介绍鲁奇公司的常压循环流化床(CFB)气化技术开发过程,以湿法为例介绍CF B 生产合成气的基本流程。该工艺具有原料范围广,系统温度均匀,操作温度、压力低,氧耗低等特点,特别适合于日处理煤300~500t 的装置。进行了U GI 常压气化法、T ex aco 加压气化法和CFB 气化法三种方法的工艺技术比较。 [关键词]煤气化;合成气;循环流化床[中图分类号]T Q546 2 [文献标识码]A [文章编号]1004 9932(2003)02 0001 06 [收稿日期]2002 12 05 [作者简介]佟浚芳(1932-),女,辽宁沈阳人,高级工程师,长期从事煤气化研究工作。 A survey of atmospheric circulating fluidied bed (CF B ) gasification technology T ONG Jun fang,GU O Xin yu (China N ational Chemical I ndustry Pr oductive Force Pr omoted Center ,K unshan 215337,China ) Abstract :This article presents the devoloping process of Lurg i atmospheric circulating fluidized bed (CFB)g asification technology and the principle process flow of CFB to produce synthetic gas w ith an example of w et process.This process takes the characteristics of w ide range of feedstock,even tem perature in system,low operation tem perature and pressure,low oxygen consumption,etc.,being particularly applicable for units of 300~500t d coal processing capacity.It also makes a comparison on process technology of U GI atmospheric g asification process,Texaco pressurized gasification process and CFB gasification process.Key words :coal g asification;sy nthetic g as;circulating fluidized bed 传统的流态化是指细小的固体与具有一定流速的流体组成两相体系统,其中固体颗粒被上行的流体支撑而形成悬浮体系统,它的流动行为在许多方面具有与真实液体相同的性质,是一种流、固两相高效接触的技术。流态化技术已应用于许多工艺流程,由于工艺条件的差异,不同工艺过程对流态化行为又有其特殊的要求,循环流态化就是其中的一类。 循环流态化是指以介于鼓泡床和输送床典型 流速之间的流体速度使流、固两相并流向上的流动过程,过程中固体颗粒内的流动速度明显低于流体速度,致使流、固相间具有的滑动速度最大。这种伴有固体颗粒循环高速流动的流、固相接触体系具有最大的接触效率,并能获得较高的传热和传质速度。这对某些工艺过程能顺利、有效地进行极为重要。循环流化床反应器应用于煤的燃烧或气化工艺,由于煤粒在系统内不断循环,提高了气、固相接触效率,使煤燃烧或气化反应快捷而又完全,同时也满足了反应温度均匀的要求, 解决了煤的粘结问题。常压循环流化床气化技术正是这种高效、无气泡的气、固相接触技术的体现,它既有流化床内部形成的内循环,又有被气 第2期2003年3月 中 氮 肥 M Sized N itrogenous Fertilizer Progress No 2M ar 2003
循环流化床锅炉燃烧控制与调整 摘要从分析循环流化床锅炉的燃烧和传热机理入手，结合循环流化床锅炉的结构特点，论述了常规情况下与循环流化床锅炉燃烧有关的工况控制和调整问题。 关键词循环流化床燃烧控制 循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。但由于循环流化床锅炉自身的特点，在运行操作时不同于层燃炉和煤粉炉，如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求，极易酿成事故。而目前有关循环流化床锅炉操作运行方面的资料还较少，笔者根据几年来锅炉设计及现场调试的经验，对循环流化床锅炉运行参数的控制与调整作了一下简述，希望能对锅炉运行人员有所启发。 1循环流化床锅炉总体结构 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。 2循环流化床锅炉燃烧及传热特性 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，
被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。 3循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整 3.1料层温度 料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度15-25mm，数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在850℃-9 50℃之间，温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故；温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃，最低不应低于80 0℃。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时，应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于80 0℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一但料层温度低于700℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。 3.2返料温度 返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉，其返料温度较高，一般控制返料温度高出料层温度 20-30℃，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度，温度过高有可能造成返料器内结焦，特别是在燃用较难燃的无烟煤时，因为存在燃料后燃的情况，温度控制不好极易发生结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。返料温
循环流化床锅炉技术600问 目录 循环流化床锅炉基础知识.......................................................................................................................... - 3 - 1、流态化的基本定义是什么？ ........................................................................................................ - 3 - 2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种？颗粒状态如何？ ................................................ - 3 - 3、什么是气固流态化？.................................................................................................................... - 4 - 4、什么是柱塞流态化？.................................................................................................................... - 4 - 5、什么是湍流流态化？.................................................................................................................... - 5 - 6、影响物料与受热面换热的因素有哪些？ .................................................................................... - 5 - 7、什么是颗粒终端速度？ ................................................................................................................ - 5 - 8、什么是空塔速度？........................................................................................................................ - 5 - 9、什么是耐火浇注料的重烧变化率？ ............................................................................................ - 6 - 10、什么是物料的循环倍率K？物料的循环过程由哪些过程组成？......................................... - 6 - 11、什么叫钙硫摩尔比？ .................................................................................................................. - 6 - 12、什么是流化床的阻力特性？ ...................................................................................................... - 6 - 13、什么是空床阻力特性试验？ ...................................................................................................... - 7 - 14、什么是临界流化速度？临界流化风量是如何确定的？ .......................................................... - 7 - 15、影响临界流化速度的因素有哪些？ .......................................................................................... - 7 - 16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种？其机理各是什么？ ...................................... - 7 - 17、什么是扬析？.............................................................................................................................. - 8 - 18、流化床颗粒扬析的机理有哪些？ .............................................................................................. - 8 - 19、什么是夹带？.............................................................................................................................. - 8 - 20、产生夹带的原因有哪些？ .......................................................................................................... - 9 - 21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些？ .............................................................. - 9 - 22、固定床的特征是什么？............................................................................................................ - 10 - 23、湍流床的特征是什么？............................................................................................................ - 10 - 24、什么是密相气力输送？其特征是什么？ ................................................................................. - 11 - 25、什么是稀相气力输送？其特征是什么？ ................................................................................. - 11 - 26、什么是异重流化床？其特点是什么？ ..................................................................................... - 11 - 27、什么是快速流化床？................................................................................................................. - 11 - 28、什么是循环流化床锅炉？ ......................................................................................................... - 11 - 29、循环流化床锅炉的特点是什么？ ............................................................................................. - 11 - 30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态？ .................................................................... - 12 - 31、什么叫起始流态化？................................................................................................................ - 13 - 32、什么叫流化极限风速？............................................................................................................ - 13 - 33、什么是流化料层的阻力特性？ ................................................................................................ - 13 - 34、什么叫气泡相？........................................................................................................................ - 13 - 35、什么叫乳化相？........................................................................................................................ - 13 - 36、什么叫分层？............................................................................................................................ - 13 - 37、什么叫节涌？............................................................................................................................ - 13 - 38、流化床内的压力分布反映了什么？ ........................................................................................ - 14 - 39、影响循环倍率的运行因素有哪些？ ........................................................................................ - 14 - 40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么？ ............................................................................ - 14 -
循环流化床燃烧发展回顾及前景分 析 岳光溪 清华大学热能工程系教授
分离器 烟气 到尾部受热面 燃烧室 空气 ?适合劣质燃料 ?中温燃烧稳定（850～900℃） ?燃料停留时间长 ? 加入石灰石燃烧中脱硫 ?低氮氧化物排放 燃料 特点 循环流化床燃烧特点
循环流化床燃烧技术在中国的地位 ?我国能源工业高速发展 ?煤炭仍然我国电力工业主要能源 ?我国煤炭资源中高灰，高硫煤炭比重较大。洗煤过程产生大量矸石，洗中煤，煤泥需要利用。 ?循环流化床燃烧具备燃料适用性强,低成本干法燃烧中脱硫，低氮氧化物排放的优点。流化床燃烧仍然是大规模清洁利用此类燃料的最佳基本方式。 56.07% 32.96% 11.97%S<1%S=1-2%S>2% 22% 43% 33% 2% <10%10-20%20-30%>30% 0.5712 1.029 2.1722 3.19325.084 8.74 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 中国燃煤发电容量的发展（单位亿千瓦） Year 2000> 300 GWe Year 1987 Year 19491.8GWe Year 2009> 800 Year 2005> 500 GWe 2020年我国发电方式构成预测
我国循环流化床锅炉发电市场 循环流化床燃烧总容量：近一亿千瓦。 总循环流化床锅炉台数：大于3000台。为世界第一。 <5050100-150 200300 1 10 100 1000 6 13 250 150 U n i t s Boiler load, MWe 2581 1980 1985199019952000200520102015 200 400 600 800 C F B B o i l e r L o a d , M W e Year 中国循环流化床煤燃烧发电容量 中国循环流化床锅炉台数
我国的电力工业是国民经济发展的基础产业，在我国，电力生产主要以燃煤火力发电为主，由于燃 煤发电的直接污染较大，特别是SO 2、NO X 的排放。SO 2 的排放是造成酸雨的主要原因，为了通过炉内 燃烧技术的改进，降低SO 2、NO X 排放量，我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究，并在90 年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展，现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。流化床燃烧设备按流体动力特性分为鼓泡流化床和循环流化床，按工作条件分为常压和增压式流化床。循环流化床锅炉技术是一种新型的高效低污染清洁的燃烧技术，上世纪70年代的能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种燃烧技术的发展。现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派，分别为：以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler 、芬兰的Alstorm公司（两者兼并）为代表的FW Pyroflow型和德国Babcock公司的Circofluid型。我国东方锅炉厂采用的是FW公司的Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。北京B＆W锅炉厂采用的是德国Babcock公司的架构和技术。哈尔滨锅炉厂有限责任公司(HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了自己的大型循环流化床锅炉。上海锅炉厂引进美国ＡＬＳＴＯＭ技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。由于国内各大锅炉厂商的参与，我国的大型循环流化床技术已趋于成熟 [trade] 第一节循环流化床锅炉的概念 循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床锅炉的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。 一．流态化： 当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。 对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。 固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。 二．临界流化速度 1. 对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。循环流化床锅炉一般的流化风速是2－3倍的临界流化速度。 2. 影响临界流化速度的因素： （1）料层厚度对临界流速影响不大。 （2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。 （3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。
循环流化床给煤机介绍 1、产品概述 目前世界上，专业研制开发循环流化床给煤、给料设备的制造商仍然是美国STOCK设备公司，我国最早的流化床电厂：宁波中华纸业自备电厂，镇海炼化自备电厂均采用美国STOCK给煤机。即便现在，在流化床锅炉给煤设备基本国产化的情况下，国内首台300MW 循环流化床电厂－四川白马电厂的给煤机仍然采用美国STOCK给煤机。 循环流化床电厂在我国发展的历史并不是很长，九十年代初在我国沿海城市开始建设，我公司是国内首家提供与循环流化床锅炉配套的计量给煤机、计量石灰石给料机和埋刮板给煤机的设备制造厂家。目前，国内最早的CFB用户－杭州热电厂、重庆爱溪电厂给煤机已运行8、9年，情况较好。这些电厂是我公司第一代产品。2001年，芬兰FW公司总包的上海石化自备电厂，2004年我国投建的300MW循环流化床电厂云南小龙潭电厂、内蒙蒙西电厂，这些电厂系统及设备的复杂程度均高于目前国内流化床电厂的给煤形式，给煤机和给料机在国内唯一选中沈阳STOCK公司。 微机控制称重式计量给煤机是燃煤电厂锅炉系统中的关键辅机设备之一，在CFB锅炉系统中称重式计量给煤机的首要功能是将煤连续均匀的送入锅炉中，同时通过微机控制系统，在运行过程中完成
准确称量并显示给煤情况，同时根据锅炉燃烧情况自动调节控制不同煤种给煤量，使供煤量与燃烧空气量配比科学，保证燃烧始终处于最佳状态，即保证实际给煤量与锅炉负荷相匹配，进而保证电厂获得最佳经济效益。 我公司生产的给煤机是集十几年研制，生产给煤机的经验,并融合目前世界上先进美国STOCK公司称重式给煤机和其他类型给煤机的优点研制开发的结构合理，性能先进，运行安全可靠的理想给煤设备。 2、产品组成系统说明 对于CFB锅炉系统，称重式计量给煤机系统主要由：煤仓出口煤闸门，上部落煤管，可调联接节，称重式计量给煤机等部分组成。其中称重式计量给煤机由给煤机本体，微机控制系统、主驱动电机、主驱动减速机、清扫机构驱动电机、清扫机构驱动减速机、称重系统、报警保护系统等主要部分组成。 在CFB锅炉系统中，由于燃料（煤）是由给煤机直接给到锅炉中的，因此给煤机能否连续，可靠的运行是尤为重要的。如果给煤机不能可靠的运行，实现连续给煤不仅加大设备的维护量，更为严重的是影响锅炉的运行，降负荷甚至停炉。
循环流化床燃烧技术及分析 发表时间：2019-04-01T11:19:45.593Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：任力 [导读] 摘要：我国目前煤炭年消费量约10多亿吨，其中大多数通过燃烧被利用。 （中国启源工程设计研究院有限公司陕西省西安市 710077） 摘要：我国目前煤炭年消费量约10多亿吨，其中大多数通过燃烧被利用。随着我国环保要求日益严格，电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高，燃煤与环保的矛盾日益突出。然而，燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了煤炭的浪费和环境污染,节约能源与环境保护已成为现有燃煤技术所需解决的重点。因此，寻求高效、低污染燃烧技术成为关键。循环流化床燃烧技术作为一种新型的高效低污染清洁煤技术，具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节快等优点，在国内外都得到了迅速发展。如今，中型容量的循环流化床锅炉的研制与开发已进入商业化运行阶段，但要充分发挥其优势，必须走产业化和大型化的道路,开发制造具有我国自主知识产权的大型循环流化锅炉,并在容量上尽快达到煤粉炉的水平。一旦该技术实现了大型化和国内的产业化,就能切实地显现其重大的经济效益、社会效益和环境效益。 关键词：循环流化床；燃烧；技术；分析 引言：循环流化床燃烧技术是国家“八五”技术攻关的一种新型燃烧技术，是燃烧工艺的一场革命。它具有燃烧效率高，煤种适应性强，负荷调节特性好，脱硫简便易行、效果好，炉渣综合利用率高等优点。十余年来，流化床锅炉经历了从最初的引进、设计、制造、投产到迅速推广应用的过程，现今已经遍布全国各行业，数量达到数百台。显示了循环流化床燃煤技术的强大生命力。循环流化床技术是一门新兴的发展极为迅速的洁净煤燃烧技术，相比较于传统技术有着明显的优势，在国内被广泛地采用。文章先介绍基本内容；其次分析具有的特点和优势；最后论述目前的现状，要树立起创新的意识，攻克技术方面的难题，取得更大的进步。 1.循环流化床技术的特点 首先循环流化床采用的是低温燃烧，可以快速的实现炉内脱硫，有效控制二氧化氮的排放，不会出现结渣的情况，便于综合利用等；其次锅炉的储热层具有强大的作用，可以保证劣质燃料的充分燃烧，具有很好的适应性。对无烟煤、劣质烟煤、褐煤、石煤等燃料，都有着较高的燃烧率。再次和第一代流化床锅炉相比，循环流化床燃烧效率高、脱硫效率高、传热系数高、磨损问题可以很好的解决；最后和煤粉炉相比，它的系统比较复杂一点，而且造价成本高，但具有的优点可以解决目前面临的问题，所以被普遍采用。 2.循环流化床燃烧技术的发展 循环流化床锅炉是近年来发展起来的一种新型煤燃烧技术。在短短的30年间，流化床技术得到了飞速发展，从德国鲁奇公司首先取得循环流化床燃烧技术的专利，至今已经形成多个技术流派：绝热旋风筒带有外置换热床的循环流化床燃烧技术；带有汽冷旋风分离的循环流化床燃烧技术；燃烧室内布置翼形受热面的高温绝热旋风分离的循环流化床燃烧技术等。上世纪90年代中期，又出现了冷却式方型分离紧凑式循环流化床燃烧技术。由笨重易损的热旋风筒进步到90年代初的精巧耐用的汽冷旋风筒,进而开发出冷却式方型分离紧凑式循环流化床锅炉，为循环流化床锅炉最终回归到传统锅炉的简洁布置做下铺垫。目前，国外大型化循环流化床技术正日趋成熟，逐渐达到与煤粉炉容量相当的水平。而国内中小型循环流化床技术也已相当成熟，但在大型化循环流化床锅炉的开发研究方面，与先进国家仍有相当的大的差距。 3.旋风分离器 旋风分离器是循环流化床的重要组成部分，主要的作用是可以保证飞出炉膛并且不被分离器收集的细颗粒一次燃尽，不能完全燃烧的粗颗粒最终会完全燃烧。分离器的分离效率和风筒直径有着密切的关系，要进行科学合理的选择，才能解决过程中遇到的问题。为了避免系统的复杂性和减少成本，要尽量选择大型的旋风筒，可以满足实际的要求。在循环床锅炉中，分离效率要比预先计算的大，因为进入分离器的颗粒浓度比其它应用场合要高的多。直径在7-8m的风筒运行过程非常稳定，更大直径的风筒需要经过多次的试验，才能正式的投入使用，保证具有强大的功能。除了旋风分离器之外，还有U型槽、百页窗等，但是旋风分离器具有明显的优势。 3.1燃煤粒度 进入流化床的煤颗粒的粒度大约在0～8mm之间，对传热非常的重要。颗粒一般分为两种类型，第一，粗颗粒，主要在床内停留、翻滚与燃烧，最后只剩下底渣；而是部分细小的灰则会在过程中排出；第二，循环燃烧直到磨细作为飞灰排出，粗大颗粒会对传热造成严重影响，从而导致流化不均匀情况的出现。颗粒中构成循环灰的中等粒度颗粒很多而且不易磨碎，循环灰是无法排放出来的，使得灰在炉内会持续增加，床压也会随之升高，实际运行锅炉会偏离设计值。颗粒粒度的选择非常重要，必须满足燃烧的要求，把产生的不利影响降到最低，使其更加的优化。 3.2流化风速与循环倍率 循环倍率是指循环灰质量与入炉煤质量之比，循环流化床风度与循环倍率的选择需要一个过程，这是必须经历。在实际中不断总结经验，为发展提供宝贵的经验，可以在现有的基础上取得重大突破。最初的锅炉采用较高的流化风速与循环倍率，燃烧和传热的效果会变得更好，锅炉内的空间得到充分利用，对钢材的需求减少。但风机消耗与受热面的磨损也在增大，情况严重会会带来直接的经济损失，不利于长期的使用。目前普遍认为循环风速应该控制在4-6m/s之间，高温分离的循环流化床倍率为30-35，低温分离在15-20℃，满足以上条件，才能让燃料完全的燃烧。 4.循环流化床燃烧方式的优点 4.1燃料适应性广 燃料适应性广是循环流化床最显著的一个优点，可以提高燃料的使用效率，发挥出更大的作用，产生更多的热量。在循环流化床锅炉中，燃料只占灼热床料的1%-3%，其余是不可燃的固体颗粒，例如脱硫剂、飞灰、沙等，其具有的流体动力特性使得气固混和固固混合非常的快，保证燃料的充分混合。只有燃料热值大于加热燃料本身和所需的空气至着火温度所需的热量，才可以燃烧任何形式的燃料。流化床锅炉目前的性能就可以实现不同燃料的燃烧，燃料的类型是非常多的，都可以进行很好的燃烧。 4.2负荷调节比大和负荷调节快 循环流化床锅炉中由于截面气速高和吸热控制起来是比较容易的，让负荷调节变的很快。从目前情况来看，一些商用装置的负荷调节速度可以达到每分钟4%，是一个非常理想的状态，保证实现预期的目标。由于大量惰性床料的存在，导致床内的蓄热很大，随着社会的发