循環(huán)流化床燃燒技術(shù)

循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術(shù)系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處在沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所

攜帶的稠密懸浮煤顆粒充足接觸燃燒的技術(shù)。

循環(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸取劑，燃煤和石灰石白鍋爐燃

燒室下部送入，一次風(fēng)從布風(fēng)板下部送入，二次風(fēng)從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和

二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強(qiáng)烈擾動(dòng)形成流化床，燃煤煙氣中的SO?與氧化鈣接觸

發(fā)生化學(xué)反映被脫除。為了提高吸取劑的運(yùn)用率，將未反映的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室

參與循環(huán)運(yùn)用。鈣硫比達(dá)成2?2.5左右時(shí)，脫硫率可達(dá)90%以上。流化床燃燒方式的特點(diǎn)是：

1.清潔燃燒，脫硫率可達(dá)80%?95%,NO,排放可減少50%；2.燃料適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合

中、低硫煤：3.燃燒效率高,可達(dá)95%?99%：4.負(fù)荷適時(shí)性好.負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍30%?1

00%。

循環(huán)流化床鍋爐重要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包

括風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、給煤系統(tǒng)等兒部分；氣固分離循環(huán)系統(tǒng)涉及物料分離裝置和返

料裝置兩部分：對(duì)流煙道涉及過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱淵等幾部分。

循環(huán)流化床鍋爐屬低溫燃燒。燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)?般設(shè)有?次風(fēng)和二次風(fēng)，

有的生產(chǎn)廠加設(shè)三次風(fēng)，一次風(fēng)由布風(fēng)板下部送入燃燒室，重要保證料層流化；二次風(fēng)沿燃燒

室高度分級(jí)多點(diǎn)送入，重要是增長燃燒室的氧量保證燃料燃燼；三次風(fēng)進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒。燃燒室

內(nèi)的物料在一定的流化風(fēng)速作用下，發(fā)生劇烈擾動(dòng)，部分固體顆料在高速氣流的攜帶下離開燃燒

室進(jìn)入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動(dòng)，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進(jìn)入

物料分離裝置，爐膛內(nèi)形成氣固兩相流，進(jìn)入分離裝置的煙氣通過固氣分離，被分離下來的顆

料沿分離裝置下部的返料裝置送I可到燃燒室，通過度離的煙氣通過對(duì)流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，

離開鍋爐。由于循環(huán)流化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝置，被分離下來的顆料通過返料器又被送回

爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳

熱方式，并且尚有對(duì)流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，保證鍋爐達(dá)成額定出

力。

循環(huán)流化床鍋爐概述

循環(huán)流化床鍋爐是一種高效、低污染的節(jié)能產(chǎn)品。自問世以來，在國內(nèi)外得到了迅速的推廣與發(fā)

展。但由于循環(huán)流化床鍋爐自身的特點(diǎn)，在運(yùn)營操作時(shí)不同于層燃爐和煤粉爐，假如運(yùn)營中不

能滿足其對(duì)熱工參數(shù)的特殊規(guī)定，極易釀成事故。而目前有關(guān)循環(huán)流化床鍋爐操作運(yùn)營方面的

資料還較少，筆者根據(jù)幾年來鍋爐設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)營參數(shù)的控制與

調(diào)整作了一下簡(jiǎn)述.希望能對(duì)鍋爐運(yùn)營.人員有所啟發(fā)C

1循環(huán)流化床鍋爐總體結(jié)構(gòu)

循環(huán)流化床鍋爐重要由燃燒系統(tǒng)、氣固分離循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括

風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、給煤系統(tǒng)等幾部分；氣固分離循環(huán)系統(tǒng)涉及物料分離裝置和返料

裝置兩部分；對(duì)流煙道涉及過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。

2循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱特性

循環(huán)流化床鍋爐屬低溫燃燒。燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)一般設(shè)有一次風(fēng)和二次風(fēng)，

有的生產(chǎn)廠加設(shè)三次風(fēng)，一次風(fēng)由布風(fēng)板下部送入燃燒室，重要保證料層流化；二次風(fēng)沿燃燒

室高度分級(jí)多點(diǎn)送入，重要是增長燃燒室的氧量保證燃料燃燼：三次風(fēng)進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒。燃燒室

內(nèi)的物料在一定的流化風(fēng)速作用下，發(fā)生劇烈擾動(dòng)，部分固體顆料在高速氣流的攜帶下離開燃燒

室進(jìn)入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動(dòng)，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進(jìn)入

物料分離裝置，爐膛內(nèi)形成氣固兩相流，進(jìn)入分離裝置的煙氣通過固氣分離，被分離下來的顆

料沿分離?裝置下部的返料裝置送回到燃燒室,通過度離的煙氣通過對(duì)流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后.

離開鍋爐。由于循環(huán)流化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝置，被分離下來的顆料通過返料器又被送I可

爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳

熱方式，并且尚有對(duì)流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，保證鍋爐達(dá)成額定出

力。

3循環(huán)流化床鍋爐重要熱工參數(shù)的控制與調(diào)整

3.1料層溫度

料層溫度是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的溫度。它是一個(gè)關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)營的關(guān)鍵參

數(shù)。料層溫度的測(cè)定一般采用不銹鋼套管熱電偶作一次元件，布置在距布風(fēng)板200-500mm左右

燃燒室密相層中，插入爐墻深度15-25mm,數(shù)量不得少于2只。在運(yùn)營過程中要加強(qiáng)對(duì)料層溫

度監(jiān)視，?般將料層溫度控制在850c.950℃之間，溫度過高，容易使流化床體結(jié)焦導(dǎo)致停爐事

故；溫度太低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火。必須嚴(yán)格控制料層溫度最高不能超過970℃,最低不應(yīng)低

于800℃。在鍋爐運(yùn)營中，當(dāng)料層溫度發(fā)生變化時(shí)，可通過調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量及送回燃燒室

的返料量，調(diào)整料層溫度在控制范圍之內(nèi)。如料層溫度超過970C時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少給煤量、相應(yīng)

增長一次風(fēng)量并減少返料量，使料層溫度減少；如料層溫度低于8()時(shí)，應(yīng)一方面檢查是否有

斷煤現(xiàn)象，并適當(dāng)增長給煤量，減少一次風(fēng)量，加大返料量，使料層溫度升高。一但料層溫度

低于700C,應(yīng)做壓火解決，需待查明溫度減少因素并排I除后再啟動(dòng)。

3.2返料溫度

為開始和終止循環(huán)物料排放的基準(zhǔn)點(diǎn)。

此外，爐膛差壓還是監(jiān)視返料器是否正常工作的一個(gè)參數(shù)。在鍋爐運(yùn)營中，假如物料循環(huán)停

止，則爐膛差壓會(huì)忽然減少，因此在運(yùn)營中需要特別注意。

4需要特別說明的幾個(gè)問題

4.1返料量

控制返料晟是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)營操作時(shí)不同于常規(guī)鍋爐之處，根據(jù)前面提到的循環(huán)流化床

鍋爐燃燒及傳熱的特性，返料量對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒起著舉足輕重的作用，由于在爐膛里，

返料灰實(shí)質(zhì)上是一種熱載體，它將燃燒室里的熱量帶到爐膛上部，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，

并通過多種傳熱方式與水冷壁進(jìn)行換熱，因此有較高的傳熱系數(shù)，（其傳熱效率約為煤粉爐的4-6

倍）通過調(diào)整返料量可以控制料層溫度和爐膛差壓并進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。

另一方面，返料量的多少與鍋爐分離裝置的分離效率有著直接的關(guān)系，也就是說，分離器的分

離效率越高，分離出的煙氣中的灰量就越大，從而鍋爐對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)富裕量就越大，操作運(yùn)營相

對(duì)就容易一些。

4.2風(fēng)量的調(diào)整

在鍋爐運(yùn)營過程中，許多用戶往往只靠風(fēng)門開度的大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量，但對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐

來說，其對(duì)風(fēng)量的控制就規(guī)定比較準(zhǔn)確。

對(duì)風(fēng)量的調(diào)整原則是在一次風(fēng)量滿足流化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整二次風(fēng)和三次風(fēng)量。由了一

次風(fēng)量的大小直接關(guān)系到流化質(zhì)量的好壞，循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)營前都要進(jìn)行冷態(tài)實(shí)驗(yàn)，并作

出在不同料層厚度（料層差壓）下的臨界流化風(fēng)量曲線，在運(yùn)營時(shí)以此作為風(fēng)量調(diào)整的下限，假如

風(fēng)量低于此值，料層就也許流化不好，時(shí)間稍長就會(huì)發(fā)生紀(jì)'焦。對(duì)二次風(fēng)量的調(diào)整主要是依據(jù)煙

氣中的含氧量多少，通常以過熱器后的氧量為準(zhǔn)，一般控制在3-5%左右，如含氧量過高，說明

風(fēng)量過大，會(huì)增長鍋爐的排煙熱損失q2；如過小乂會(huì)引起燃燒不完全，增長化學(xué)不完全燃燒損

失q3和機(jī)械不完全燃燒損矢q4。假如在運(yùn)營中總風(fēng)量不夠，應(yīng)逐漸加大鼓引風(fēng)量，滿足燃燒

規(guī)定，并不斷調(diào)節(jié)一二三次風(fēng)量，使鍋爐達(dá)成最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營指標(biāo)。

循環(huán)流化床鍋爐基本講述

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高效低污染清潔燃煤技術(shù)。國際上這項(xiàng)技術(shù)

在電站鍋爐，工業(yè)鍋爐和廢棄物解決運(yùn)用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦給規(guī)模的大

型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展。國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也是方興未艾，已有上百臺(tái)循環(huán)流化床鍋

爐投入運(yùn)營或正在制造之中，可以預(yù)見，未來的幾年將是循環(huán)流化床K速發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。

現(xiàn)根據(jù)我國近幾年來出版的關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)營中有關(guān)循環(huán)流化床鍋爐的原理、特點(diǎn)、

啟動(dòng)和運(yùn)營等方面的情況介紹如下：

一、循環(huán)流化床鍋爐的工作原理：

（一）流態(tài)化過程：當(dāng)流體向上流動(dòng)流過顆粒床層時(shí)，其運(yùn)營狀態(tài)是變化的。流速較低時(shí)，顆粒靜

止不動(dòng)，流體只在顆粒之間的縫隙中通過。當(dāng)流速增長到某一速度之后，顆粒不再由分布板所支持，

而所有由流體的摩擦力所承托。此時(shí)對(duì)于單個(gè)顆粒來講，它不再依靠與其他鄰近顆粒的接觸面維持它

的空間位置。相反地，在失去了以前的機(jī)械支承后，每個(gè)顆?？稍诖矊又凶杂蛇\(yùn)動(dòng)：就整個(gè)床層面言，

具有了許多類似流體的性質(zhì)。這種狀態(tài)就被稱為流態(tài)化。顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化時(shí)的最低

速度，稱為臨界流化速度。

流化床類似流體的性質(zhì)重要有以下幾點(diǎn)

（1）在任一高度的靜止近似于在此高度以上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量。

（2）無論床層如何傾斜，床表面總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀;

（3）床內(nèi)固體顆粒可以像流體同樣從底部或側(cè)面的孔口中排出：

（4）密度高于床層表觀測(cè)的物體化床內(nèi)會(huì)下沉，密度小的物體會(huì)浮在床面上；

（5）床內(nèi)顆?；旌狭己茫w粒均勻分散于床層中，稱之為“散式”流態(tài)化。

因此,當(dāng)加熱床層時(shí)，整個(gè)床層的溫度基本均勻。而一-般的氣、固體態(tài)化,氣體并不均勻地流過顆粒

床層。一部分氣體形成氣泡經(jīng)床層短路逸出，顆粒則被提成群體作湍流運(yùn)動(dòng)，床層中的空隙率隨位置

和時(shí)間的不同而變化，因此這種流態(tài)化稱之為“聚式”流態(tài)化。煤的燃燒過程是一個(gè)氣、固流態(tài)化過

程。

二、循環(huán)流化床的原理和特點(diǎn)：

循環(huán)流化床在不同氣流速度下固體顆粒床層的流動(dòng)狀態(tài)也不同。隨著氣流速度的增長，固體顆粒分別

呈現(xiàn)固體床、鼓泡流化床、湍流流化床和氣力輸送狀態(tài)。循環(huán)流化床的上升階段通常運(yùn)營在快速流化

床狀態(tài)卜，快速流化床流體動(dòng)力特性的形成對(duì)循環(huán)流化床是至關(guān)重要的，此時(shí)，固體燃料被速度大于

單顆燃料的終端速度的氣流所流化，以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生高度的返混。顆粒團(tuán)向各個(gè)方向

運(yùn)動(dòng)，并且不斷形成和解體，在這種流體狀態(tài)下氣流還可攜帶一定數(shù)量的大顆粒，盡管其終端速度遠(yuǎn)

大于截平均氣速。這種氣、固運(yùn)營方式中，存在較大的氣、質(zhì)兩相速度差，即相對(duì)速度，循縱流化床

由快速流化床（上升段）氣、固燃料分離裝置和固體燃料回送裝置所組成。

循環(huán)流化床的特點(diǎn)可納如下：

（1）不再有鼓泡流化床那樣的界面，固體顆粒充滿整個(gè)上升段空間。

（2）有強(qiáng)力的塔料返混，顆粒⑷不斷形成和解體，并向各個(gè)方面運(yùn)營。

（3）顆粒與氣體之間的相對(duì)速度大，且與床層空隙率和顆粒循環(huán)流量有關(guān)。

（4）運(yùn)營流化速度為鼓泡流化床的2-3倍。

（5）床層壓降隨流化速度和顆粒的質(zhì)量流量而變化。

（6）顆粒橫向混合良好。

（7）強(qiáng)烈的顆粒返混，顆粒的外部循環(huán)和良好的橫向混合，使得整個(gè)上升段內(nèi)溫度分布均勻。

（8）通過改變上升段內(nèi)的存料量，燃料在床內(nèi)的停留時(shí)間可在幾分鐘到數(shù)子時(shí)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

（9）流化氣體的整體性狀呈寒狀流。

（10）流化氣體根據(jù)需要可在反映器的不同高度加入。

三、流化床燃料設(shè)備的重要類型：

流化床操作起初重要用在化工領(lǐng)域，自60年代開始，流化床被用于煤的燃料，并且不久成為三種重要

燃料方式之一，即固定床燃料（層燃），流化床燃料和懸浮燃燒（煤粉燃燒）流化床燃燒過程的理論

和實(shí)踐也大大推動(dòng)了流態(tài)化學(xué)科的發(fā)展，目前流化床燃燒已成為流態(tài)化的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，愈來愈

得到人們的重視。

流化床燃燒設(shè)備按流體動(dòng)力特性可分為鼓泡流化床鍋爐，和循環(huán)流化床鍋爐，按工作條件分又可分為

常壓和增壓流化床鍋爐，這樣流化床燃燒鍋爐可分為常壓鼓泡流化床鍋爐，常壓循環(huán)流化床鍋爐，增

壓鼓泡流化床鍋爐和增壓循環(huán)流化床鍋爐正在工業(yè)示范階段。

（四）循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)：

（1）循環(huán)流化床鍋爐的工作條件：項(xiàng)目數(shù)值項(xiàng)門數(shù)值溫度（T）850-950床層壓降KPallT2流化速

度（m/s）4-6爐內(nèi)顆粒濃度kg/m3150-600爐膛底部床料粒度（urn）100-70010-40爐膛上部床料密

度（kg/m3）1800-2600Ca/s摩爾比1.5-4燃料粒度（mm）V12壁面?zhèn)?10-250脫硫劑粒度（mm）1

左右

（2）循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)：循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個(gè)部份，第一部份由爐膛（塊速流化末）氣，

固物料分離設(shè)備，固體物料再循環(huán)設(shè)備，（旋風(fēng)份離器）等組成，上述部分形成了一個(gè)固體物料循環(huán)

回路。第二部份為對(duì)流煙道，布置有過熱器，再熱器，省煤器和空氣予熱器等。典型循環(huán)流化床鍋爐

燃燒系統(tǒng)，燃燒所需的一、二次風(fēng)分別從爐膛的底部和爐膛側(cè)墻送入，燃料的燃燒重要在爐膛中完畢，

爐膛四周布置水冷壁，用于吸取燃料所產(chǎn)生的部分熱量，由氣流帶出爐膛的固體物料在氣、固體分離

裝置中被收集并通過返料裝置返回爐膛再燃燒循環(huán)流化床燃燒鍋爐的基本特點(diǎn)：可概括以下：

1、低溫的動(dòng)力控制燃燒：循環(huán)流化床燃燒是一種在爐內(nèi)使高速運(yùn)營的煙氣與其所攜帶的湍流擾動(dòng)極強(qiáng)

的固體顆粒密切接觸，并具有大量顆粒返混的流態(tài)化燃燒反映過程，同時(shí)，在爐外將絕大部分高溫的

固體顆粒捕集，將這部分顆粒送回爐內(nèi)再次參予燃燒過程，反復(fù)循環(huán)地組織燃燒。顯然，燃料在爐膛

內(nèi)燃燒的時(shí)間延長了，在這種燃燒方式下，爐內(nèi)溫度水平因受脫硫最佳溫度限制，?般850C左右，

這樣的溫度遠(yuǎn)低于普通煤粉爐中的溫度水平（一般1300-1400C）,并低于一般煤的灰烤點(diǎn)

（1200-1400℃）,這就免去了灰熔化帶來的種種煩惱。這種低溫燃燒方式好處較多，爐內(nèi)結(jié)渣，及堿

金屬，析出均比煤粉爐中要改善很多，對(duì)灰特性的敏感性減低，也無須用很大空間去使高溫灰冷卻下

來，氮氧化合物生成量低。并可與爐內(nèi)組織便宜而高效的脫硫工藝。

從燃燒反映動(dòng)力學(xué)角度看，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃燒反映控制在動(dòng)力燃燒區(qū)（或過渡區(qū)）內(nèi)。由于循

環(huán)流化床鍋爐內(nèi)相對(duì)來說燃燒溫度不高，并有大量固體顆粒的強(qiáng)烈混合，這種狀況下的燃燒速率重要

取決于化學(xué)反映速率，也就決定于燃燒溫度水平，面燃燒物理因素不再是控制燃燒速率的主導(dǎo)因素，

循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃料燃盡度很高，通常，性能良好的循環(huán)流化床鍋爐燃燒率可達(dá)98-99與以上。

2、高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過程：循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體物料（涉及燃料殘

炭，脫硫劑和惰性床料等）經(jīng)由爐膛，分離器和返料裝置所組成的外循環(huán)。同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)

的物料參于爐內(nèi)、外兩種循環(huán)運(yùn)營。整個(gè)燃燒過程的及脫硫過程都是在這兩種形式的循環(huán)運(yùn)營的動(dòng)態(tài)

過程中逐步完畢的。

3、高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和運(yùn)營傳遞過程：在循環(huán)流化床鍋爐中，大量的固體物料化強(qiáng)烈湍流下通過爐

膛，通過人為操作可改變物料循環(huán)量，并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況，在這

種組織方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞是十分強(qiáng)烈的，這就使整個(gè)爐膛高度的溫度分右均勻，

實(shí)踐也充足證實(shí)際這一點(diǎn)。

4、循環(huán)流化床鍋爐與其它爐型相比較：一般固體燃料的燃燒可分為：層燃、流化床燃燒和緊浮燃燒，

流化床燃燒又可分為鼓泡流化床和循環(huán)流化床燃燒。為了解循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)以及需要進(jìn)一步研

究解決的問題，有必要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐與其他爐型爐進(jìn)行比較。

(1)燃燒過程的比較：特性層燃爐循環(huán)流化床懸物燃燒爐燃料顆粒平均直徑(mm)<

3000.05-0.10.02-0.08燃料室區(qū)域風(fēng)速(m/s)1-33-1215-30固體運(yùn)營狀態(tài)靜止大部份向上，部分向

下向上床層與受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)w.m2.k50-150100-25050-100磨損小中較小

(2)脫硫過程的比較：煤粉爐的噴鈣脫硫是將鈣基脫硫劑(如石灰石、白方石或消石灰)直接噴入爐

內(nèi)，在高溫下脫硫劑大段燒進(jìn)行如瓜反映：500°C-900℃CaC03CaO(S)+C02(g)500r-9D0℃

MgC03?(0H2)CaO(S)+MgO(S)+2C02(g)500℃-900rCa(0H2)CaO(S)+H20(g)1在通

常燃燒溫度下，燃燒過程在不到200ms的時(shí)間內(nèi)就基本完畢了(脫硫劑粒徑為lOum左右)，脫硫劑

燃燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，一旦脫硫劑燃燒生成CaCO,它就和反映成硫酸鈣2CaO(S)+S02(g)

+02(g)CaS04(S)據(jù)煤粉爐噴鈣實(shí)驗(yàn)，最佳噴入溫度為1100C左右，石灰石料度在8T0um之間

脫硫效率較佳，脫硫劑的運(yùn)用率?般為20%,脫硫效率為50機(jī)而循環(huán)硫化床鍋爐的燃燒脫疏過程是將

脫硫劑(石灰或白方石)送入爐內(nèi)，然后與燃燒生成的二氧化硫氣體反映，達(dá)成脫硫目的。與煤粉爐

同樣，脫硫劑進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐后大段燒形成氧化鈣，氧化鈣再與二氧化硫氣體反映。在循環(huán)流化

床鍋爐中，由于獨(dú)特的設(shè)計(jì)和運(yùn)營條件，整個(gè)循環(huán)流化床鍋爐的主循環(huán)回路運(yùn)營在脫硫的最佳溫度范

國內(nèi)(850-900℃)o同時(shí)由于固體物料在爐內(nèi)、外循環(huán)(通過度離裝置和問送裝置)脫硫劑在爐內(nèi)的

停留時(shí)間大大延長，通常平均停留時(shí)間可達(dá)數(shù)十分鐘。此外，爐內(nèi)強(qiáng)烈的湍流混合也十分有助于循環(huán)

流化床鍋爐燃燒脫硫過程在Ca/S為1.5-2.5時(shí)，脫硫效率通?？蛇_(dá)90斬脫硫劑運(yùn)用率可達(dá)50%,將

比煤粉脫硫效果提高一倍。

（3）各種形式鍋爐重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較：鍋爐型號(hào)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)YG-35/39-M3循環(huán)流化

床爐BG-35/39T煤粉爐L-35/39T/I鏈條爐鍋爐實(shí)際熱效率黑）87.887.9650燃料種類貧煤貧煤貧

煤低位發(fā)熱量（KJ/kg）2736鍋爐耗煤量（kg/h）鍋爐耗標(biāo)煤（kg/h）輔機(jī)耗電總?cè)萘浚↘W）

470587.1362.3輔機(jī)耗電總?cè)萘空蹣?biāo)煤（kg）總耗標(biāo)煤（kg/h）每噸汽耗標(biāo)煤（kg）l10.69109.量析&94

燃燒效率（%）98-9998-9988.1負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大小大對(duì)煤種變化的適應(yīng)性適應(yīng)了較單一煤種單一煤

種操作維護(hù)水平?般高簡(jiǎn)樸鍋爐設(shè)備費(fèi)（本體）（萬元）82.689786.59系統(tǒng)投資費(fèi)（萬元）.7鍋爐鋼材

耗量（噸）二氧化硫排放量加石灰石可脫硫所有排放所有排放二氧化氮排放量生成少生成多生成較多

飛灰排放量較大大小

注：鍋爐投資按90年代初估價(jià)循環(huán)硫化床鍋爐與其他型式鍋爐比較

鍋爐特性鏈條爐煤粉爐循環(huán)硫化床爐床高或燃料燃燒區(qū)高度m3.215-4027-45截面風(fēng)速m/sl.24-84-6

過?？諝庀禂?shù)1.2-1.31.2-1.251.15-1.3截面熱負(fù)荷MW/M20.5-1.53-54-6煤的粒度過mm6-326以下

0.1以下負(fù)荷調(diào)節(jié)比4.13：4.1燃燒效率$85-9095-9999NO2排放PPM400-6-600爐內(nèi)脫硫效率低

80-90從上表可看出：循環(huán)硫化床鍋爐明顯優(yōu)于其他型式的鍋爐

五、循環(huán)硫化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：由于循環(huán)硫化床鍋爐獨(dú)特的流體動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)，使其具有有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，以下分別加的

簡(jiǎn)述。

1、燃料適應(yīng)性：這是循環(huán)流化床鍋爐重要特性優(yōu)點(diǎn)之一。在循環(huán)流化床鍋爐中按重量計(jì)，燃料僅點(diǎn)床

料的酰-3船其它是不可燃的固體顆粒，如脫硫劑、灰渣或砂。循環(huán)流化床鍋爐的特殊流體動(dòng)力特性

使得氣、固和固與固體燃料混合非常好，因此燃料進(jìn)入爐膛后不久與大量床料混凝土合，燃料被此速

加熱至高于看火溫度，而同時(shí)床層溫度沒有明顯減少，只要燃料熱值大于加熱燃料自身和燃料所需的

空氣至著火溫度所需的熱量，循環(huán)流化床鍋爐不需要輔助燃料而砂用任何原料。循環(huán)流化床鍋爐既可

用優(yōu)質(zhì)煤，也可燒用各種劣質(zhì)煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤砰石、泥煤、以及油頁巖、

石油焦、爐渣樹皮、廢木料、垃圾等。

2、燃燒效率高：循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率要比鏈條爐高得可達(dá)975-99.5%,可與煤粉爐相媲美。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高是由于下述特點(diǎn)：氣、固混合良好，燃燒速率高，特別是對(duì)粗粉燃料，絕

大部分未燃盡的燃料被再循環(huán)至爐膛再燃燒，同時(shí):循環(huán)流化床鍋爐能在較寬的運(yùn)營變化范圍內(nèi)保持

較高的燃燒效率。甚至燃用細(xì)粉含量高的燃料時(shí)也是如此。

3、高效脫硫：循環(huán)流化床鍋爐的脫硫比其它爐型更加有效，典型的循環(huán)流化床鍋爐脫硫可達(dá)90機(jī)與

燃燒過程不同，脫流反映進(jìn)行得較為緩慢，為了使氧化鈣（燃燒石灰石）充足轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，煙氣中

的二氧化硫氣體必須與脫硫劑有充足長的接觸時(shí)間和盡也許大的反映面積。當(dāng)然，脫硫劑顆粒的內(nèi)部

并不能完全瓜，氣體在燃燒區(qū)的平均停留時(shí)間為3-4秒鐘，循環(huán)流化床鍋爐中石灰石粒徑通常為

0.1-0.3mm,無論是脫硫劑的運(yùn)用率還是二氧化硫的脫除率，循環(huán)流化床鍋爐都比其他鍋爐優(yōu)越。

4、氮氧化物（NO2）排放低：氮氧化物排放低是循環(huán)硫化床鍋爐一個(gè)非常吸引人的一個(gè)特點(diǎn)。運(yùn)營經(jīng)

驗(yàn)表白，循環(huán)流化床鍋爐的二氧化氮排放范圍為50T50PPU或40T20mg/mJ。N02排放低的因素：一是

低溫燃燒，此時(shí)空氣中的氮?殷不會(huì)生成N02,二是分段燃燒，克制燃料中的氮轉(zhuǎn)化N02,并使部分已

生成NO2得到還原。

5、其他污染物排放低：循環(huán)流化床鍋爐的其他污染物如：CO、HC1、HF等排放也很低。

6、燃燒強(qiáng)度向、爐膜截面枳小爐膛單位截面積的熱負(fù)荷高是循環(huán)流化床鍋爐的重要優(yōu)點(diǎn)之一，循環(huán)流

化床鍋爐的截面熱負(fù)荷約為3.5-4.5MW/m2接近或高于煤粉爐

7、給煤點(diǎn)少：循環(huán)流化床鍋爐因爐膛截面積較大，同時(shí)良好的混合和燃燒區(qū)域的擴(kuò)展使所需的給煤點(diǎn)

數(shù)大大減少，只需一個(gè)給煤點(diǎn)，也簡(jiǎn)化了給煤系統(tǒng)。

8、燃料預(yù)解決系統(tǒng)簡(jiǎn)樸：循環(huán)流化床鍋爐的給煤粒度一般小于12mm,因此與煤粉爐相比，燃料的制

粉系統(tǒng)相比大為簡(jiǎn)化。此外，循環(huán)流化床鍋爐能直接燃用高水分煤（水分可達(dá)30%以.卜.）。當(dāng)燃用高

水分煤時(shí)，也不需要專門的解決系統(tǒng)。9、易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合運(yùn)用：循環(huán)流化床鍋爐因燃燒過程屬于

低溫燃燒,同時(shí)爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件，使得鍋爐灰渣含碳量低,易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合運(yùn)用。加灰渣作

為水泥摻和料或做建筑材料，同時(shí)做溫?zé)敢灿兄谙∮薪饘俚奶崛　?/p>

10、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，負(fù)荷調(diào)節(jié)快：當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，當(dāng)需調(diào)節(jié)給煤量、空氣量和物料循環(huán)量、負(fù)荷調(diào)

節(jié)比可達(dá)（3-4）：1,此外，由于截面風(fēng)速高和吸熱高和吸熱控制容易，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)

速率也不久，一般可達(dá)每分鐘餞。

11、循環(huán)床內(nèi)不布埋受熱面管：循環(huán)流化床鍋爐的床內(nèi)不布置埋管受熱面，不存在磨損問題，此外，

啟動(dòng)，停爐，結(jié)焦解決時(shí)向短、同時(shí)長時(shí)間壓火之后可直接啟動(dòng)。

12、投資和運(yùn)營費(fèi)用適中：循環(huán)流化床鍋爐的投資和運(yùn)營費(fèi)用略高于常規(guī)煤粉爐但比配制脫硫裝置的

煤粉爐低15-20%?

六、循環(huán)流化床鍋爐尚待進(jìn)一步研究的問題：為使循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)營達(dá)成優(yōu)化的目的，充

足發(fā)揮循環(huán)流化床的優(yōu)點(diǎn)，尚需對(duì)下列幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步研究。

1、循環(huán)物料的分離循環(huán)流化床鍋爐的分離裝置接工作溫度分為高溫、中溫和低溫分離，接分離的作用

形式又可分為旋風(fēng)分離，慣性分離等。以目前循環(huán)流化床的運(yùn)營情況來看，高溫旋風(fēng)分離器還是比較

成熟的。但使用高灰燃料時(shí)的磨損問題尚未解決。并且分離的體積也卜分龐大，基本上和爐虺直徑相

近。受旋風(fēng)分離器最大尺寸的限制，大容量循環(huán)流化床鍋爐必需配置多個(gè)分離器。由于旋風(fēng)分離器內(nèi)

襯有較厚的防磨耐火材料，熱慣性大，因此延長了鍋爐后動(dòng)時(shí)間。負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)特性變差，故采用慣

性分離器是值得探討的，由于慣性分離器設(shè)備經(jīng)較簡(jiǎn)樸，體積小，結(jié)構(gòu)布置比較方便。流動(dòng)阻力也相

對(duì)較小。此外不應(yīng)操付中，低溫分離器。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展規(guī)定將設(shè)計(jì)、效率高、體積小、

阻力低、磨損小和制造及運(yùn)營方便的物料分離裝置。

2、循環(huán)流化床的固體顆粒的濃度選?。貉h(huán)流化床內(nèi)固體顆粒濃度對(duì)燃燒過程，脫硫過程和傳熱過程

都有很大影響。但合適的循環(huán)流化床內(nèi)固體顆粒濃度的擬定卻十分困難。目前各循環(huán)流化床各制造廠

家所采用的爐內(nèi)顆粒濃度的一個(gè)重要參數(shù)是循環(huán)倍率。國內(nèi)依一些循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率通常在

10以下，而國外的循環(huán)倍率常達(dá)成50,甚至更高。在分析循環(huán)流化床鍋爐的工作過程時(shí)，不僅要考慮

物料的內(nèi)部循環(huán)，亦要考慮爐外循環(huán)，在高風(fēng)速運(yùn)營時(shí)，物料內(nèi)循環(huán)更為顯著。因此，合理的循環(huán)床

內(nèi)固體顆粒的濃度的選取對(duì)燃燒脫硫，傳熱、磨損、能耗等?系列因素都有影響。

3、爐內(nèi)受熱面布置和溫度控制為了保證循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)，在固體顆粒循

環(huán)回路中必須吸一部分熱量。目前爐內(nèi)吸熱重要有以下兩種方法：一種是爐膛內(nèi)布置水冷壁或隔墻；

另一種是爐膛內(nèi)布置部分受熱面（如過熱器等）在固體物料循環(huán)回路上再布置流化床換熱器。這兩種

形式都可行的。但這兩種方法，對(duì)床溫控制方式是不同的，前者重要是靠調(diào)節(jié)返料量來調(diào)節(jié)床內(nèi)固體

顆粒濃度，以改變水冷壁的換熱系數(shù).從而改變爐內(nèi)吸熱量來控制床溫，否者僅需調(diào)節(jié)進(jìn)入流化床換

熱器和熱接返回爐內(nèi)固體物料量的比例，便可控制床溫，相對(duì)比較靈活，特別適合于大容量循環(huán)流化

床鍋爐。

4、運(yùn)營風(fēng)速（或截面熱負(fù)荷）的擬定循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)營風(fēng)速是?個(gè)重要的參數(shù)。?般運(yùn)營風(fēng)速為

4-lOm/s/o運(yùn)營風(fēng)速提高會(huì)使?fàn)t子更為緊湊。截面熱負(fù)荷相應(yīng)增大，此時(shí)為了保證燃料和石灰石顆粒

有足夠的停留時(shí)間和布置足夠的受熱面，必須增長爐膛高度。這樣不僅磨損增長，并且鍋爐造價(jià)增長。

風(fēng)機(jī)功率會(huì)增大，廠用電也會(huì)相應(yīng)增長。但風(fēng)速過低則發(fā)揮不了循環(huán)流化床的優(yōu)點(diǎn)，囚此對(duì)各種燃料

都應(yīng)具有最佳的運(yùn)營風(fēng)速。

5、返料機(jī)構(gòu)：在循環(huán)流化床中，被分離下來的固體物料必須通過返料機(jī)構(gòu)送回爐內(nèi)。返料機(jī)構(gòu)還應(yīng)對(duì)

返回的物料量進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，但由于返料機(jī)構(gòu)中的溫度很高，磨損較大，如采用一般機(jī)械閥門之類

的調(diào)節(jié)裝置，會(huì)很容易產(chǎn)生卡死，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈等現(xiàn)象，目前循環(huán)流化床中一般采用非機(jī)械閥。(L閥)

和流化床返料機(jī)構(gòu)，一方面調(diào)節(jié)物料流量，另一方面防止燃料在燃燒室反串型分離器，導(dǎo)致短路。目

前許多制造廠家對(duì)返料機(jī)構(gòu)都是保密的。

6、循環(huán)流化床鍋爐部件的磨損：由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的高顆粒濃度和高運(yùn)營風(fēng)速,鍋爐部件的磨損

是比較嚴(yán)重的，磨損重要與風(fēng)速、顆粒度以及流場(chǎng)的不均勻性有關(guān)，磨損與風(fēng)速及濃度成正比。在設(shè)

計(jì)時(shí)，一般應(yīng)防止煙氣走廊突縮突擴(kuò)的形式。目前研究比較落弱。

7、低污染燃料：循環(huán)流化床鍋爐已獲得迅速發(fā)展。?個(gè)重要的因素就是循環(huán)流化床的低污染燃料特性,

在脫硫研究方面目前相對(duì)一致，但對(duì)于脫硫最佳溫度，脫硫劑的高效運(yùn)用方面尚有許多內(nèi)容要研究。

如減少N02、床溫、煙氣再循環(huán)，注氨以及脫硫劑對(duì)M02的影響等有待進(jìn)一步研究。

8、請(qǐng)樓主補(bǔ)充，此處無第8條

9、尾部受熱面的設(shè)計(jì)：目前在循環(huán)流化床鍋爐中，尾部煙道受熱面的設(shè)計(jì)一般比較忽視，如何更加合

理布置尾部煙道受熱面尚待進(jìn)一步研究。

10、除塵：尾部煙道現(xiàn)在國內(nèi)大部分采用電除塵。

七、循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展：

國外：

60年代就開始研究，是芬蘭奧期龍公司，第一臺(tái)為熱功率15MW由燃油爐改造而成的商用循環(huán)流化床

鍋爐，后由美國巴特利多固體循環(huán)流化床鍋爐及德國，瑞典、加拿大、意大利等國分別制造出各種型

式的循環(huán)流化床鍋爐，最大的為發(fā)電功率165MW配套的循環(huán)流化床鍋爐何力||拿大1993年制造，

國內(nèi)：

(1)重要有東北電力學(xué)院，于1986年7月與吉林鍋爐廠研制的10l/h鼓泡式循環(huán)流化床鍋爐，現(xiàn)已

生產(chǎn)出4、6、10、15、20t/h系列產(chǎn)品,汽壓為L27-2.45Mpa溫度為194-350C,同時(shí),清華大學(xué)熱

能系亦研制類似型式的循環(huán)流化床鍋爐。

（2）中國科學(xué)院工程熱物理研究所于1984年承國家科委“煤的流化床鍋爐燃燒技術(shù)研究”1985年與

開封鍋爐廠聯(lián)合開發(fā)的10t/h循環(huán)流化床鍋爐。并獲國家專利，后與濟(jì)南鍋爐廠聯(lián)合開發(fā)35t/h,50、

65、75、130t/h系列循環(huán)流化床鍋爐，并采用一級(jí)萬葉窗,一級(jí)旋風(fēng)分離器的多級(jí)分離裝置，在山乘

果熱電廠運(yùn)營。

（3）清華大學(xué)在循環(huán)流化床技術(shù)雖比中科院晚，旦發(fā)展迅速。其基本構(gòu)思是采用二級(jí)分離：柱板慣性

分離器加S型分離器優(yōu)點(diǎn)是阻力較低，已在中、日美分別申請(qǐng)專利。1989年與福期特惠勒公司和日本

石川島播落重工業(yè)公司聯(lián)合開發(fā)由江西鍋爐廠制造了20t/h和與四川鍋爐廠制造出四臺(tái)35t/h,示范

流化床鍋爐和75t/h循環(huán)流化床鍋爐已投產(chǎn)運(yùn)營。

（4）由浙江大學(xué)自80年代對(duì)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)進(jìn)行研究開展了涉及循環(huán)流化床特性、傳熱特性，

脫硫硫硝特性，磨損特性，分離器，返料機(jī)構(gòu)，灰渣冷卻裝置、循環(huán)流化床汽、汽聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等方面的

研究，并獲“高溫物料冷卻裝置.”專利，目前與杭鍋廠與加拿大有關(guān)大學(xué)，公司進(jìn)行燃用高硫煤的220t/h

循環(huán)流化床鍋爐的聯(lián)合開發(fā)。此外，哈工大、電力部熱工形容院，太鍋、車鍋、某單位都在研究和制

造開發(fā)35、65、75、220t/h循環(huán)流化床鍋爐?？傊?0年代循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)達(dá)成以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）燃燒效率100%:

（2）電廠效率大于40%；

（3）S02排放小于10PPM；

（4）N02排放小于30PPM。

浙江大學(xué)發(fā)展的煤水混合物高效低污染流化床燃燒技術(shù)的重要特點(diǎn)如卜.：

一、煤水混合物結(jié)團(tuán)燃燒凝聚結(jié)團(tuán)現(xiàn)象是煤水混合物在燃燒過程中的一個(gè)十分重要的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表白：

對(duì)相稱一部分煤而言，由細(xì)粒組成的煤水混合物被以較大體積的聚集狀態(tài)送入高溫流化床時(shí)，它們往

往并不是在干燥后還原成細(xì)顆粒，而是迅速形成具有一定強(qiáng)度和耐磨性的較大塊團(tuán)。次外，煤水混合

物還會(huì)通過反復(fù)或粘連床內(nèi)的其他顆粒，而形成較大的塊團(tuán)。對(duì)于這種現(xiàn)象，我們稱為凝聚結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

由凝聚結(jié)團(tuán)作用生成的塊團(tuán)稱為凝聚團(tuán)。煤水混合物凝聚團(tuán)的存在，對(duì)保證流化床的穩(wěn)定運(yùn)營導(dǎo)致很

大影響。凝聚結(jié)團(tuán)往往使流化床床料的粒度不斷增K的趨勢(shì),形成大凝聚團(tuán)極易在流化床內(nèi)沉積，逐

步破壞流化床質(zhì)量，使流化床燃燒難以穩(wěn)定地運(yùn)營。

但凝聚結(jié)財(cái)現(xiàn)象的存在，對(duì)保證了燃料即使在較高的運(yùn)營風(fēng)速下也不會(huì)被揚(yáng)析。所以強(qiáng)凝聚組團(tuán)現(xiàn)象

對(duì)煤水混合的流化床燃燒有著十分重要的枳極意義。它不僅為在流化床內(nèi)組織正常燃燒提供了有利條

件，并且為在較高的斷面熱負(fù)荷下減少流化床燃燒過程中燃料的揚(yáng)析損失發(fā)明了有利條件。因可燃物

揚(yáng)析損失通常占流化床鍋爐燃燒效率損失的絕大部分。這一損失值得注意。

二、異重流化床為了清除大粒凝聚團(tuán)對(duì)穩(wěn)定燃燒的感受，對(duì)于通常的流化床燃燒而言，由于所用燃料

粒度分布較寬，流化床內(nèi)往往要出現(xiàn)一定限度的偏析。即粒度大的較集中分布于爐底。在床內(nèi)有凝聚

團(tuán)現(xiàn)象出現(xiàn)有時(shí)比煤水混合物粒度大10幾倍％這樣大凝聚團(tuán)在形成后甚至尚未干燥，就不久沉積到流

化床底部的布風(fēng)板區(qū)域。該區(qū)域的溫度較低，使燃燒反映速率很低，連燃燒水份蒸發(fā)都很慢，這樣就

減少了流化風(fēng)速和流化質(zhì)量很差，又減少了該區(qū)域的傳熱。傳熱過程和顆粒運(yùn)營以及互相的作用。使

沉積于布風(fēng)板附近的大凝聚團(tuán)既沒有機(jī)會(huì)燃盡，也沒有機(jī)會(huì)被破碎和磨損。不斷堆積，不斷破壞了流

化床底部的流化質(zhì)量，逐漸擴(kuò)大由底部向上擴(kuò)張到整個(gè)床層，從而導(dǎo)致整個(gè)流化床不能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)營。

那么，如何防止大凝聚團(tuán)不沉就于流化床底部而能在床內(nèi)正常地循環(huán)呢？可采用異重流化床技術(shù)，即

指由定度差異較大的不同顆?？棾傻牧骰蚕到y(tǒng)。密度大的顆粒將趨于在床層下部分布、而密度小的

顆粒將趨于在床上部分布，在實(shí)用中可選擇了密度大，耐磨性好，價(jià)謙效果的燃料價(jià)為流化床的基本

床料，由這種床料組成的流化床具有較高的表觀密度。使煤水混合物凝聚團(tuán)會(huì)呈現(xiàn)一種“浮力效應(yīng)”

使得運(yùn)營中出現(xiàn)的凝聚團(tuán)不會(huì)在床底沉積。使凝聚團(tuán)有機(jī)會(huì)通過燃盡，磨損，破碎等過程逐漸消失,

從而對(duì)流化床的穩(wěn)定燃燒不構(gòu)成威脅〉

三、大粒度給料：異重流化床的特點(diǎn)是可以保證各種粒度和各種凝聚團(tuán)都能在床內(nèi)正常地循環(huán)運(yùn)營而

不致沉積，這就可以基本不必顧及給料對(duì)流化床穩(wěn)定運(yùn)營的影響，而根據(jù)燃燒效率的規(guī)定，以盡也許

用簡(jiǎn)樸的方式解決給料問題。為充足運(yùn)用煤水混合物的凝聚比特性，使燃料從流化床內(nèi)形成技大的粒

度的凝聚團(tuán)從而減少可燃物的揚(yáng)折損失，提高燃燒效率，可采用較大的給料粒度，使在燃燒過程中除

很少數(shù)細(xì)顆粒燃料被氣流帶出流化床外，而大多數(shù)燃料都以凝聚團(tuán)形成在床內(nèi)逐步燃燒，從而保證很

高的燃燒效率。

四、不連續(xù)排渣運(yùn)營。在常規(guī)的流化床燃燒中，燃盡的灰渣除部分被氣流帶走外，相稱部分在床內(nèi)不

斷地積累。為了防止流化床層的無限增高，通常通過連續(xù)或定期排渣。對(duì)于異重流化床方案，采用連

續(xù)排渣有一定缺陷，

缺陷之一：是采用的大密度床料將隨灰渣排出流化床，如不能回收，則會(huì)使消耗太大，運(yùn)營成本過高,

如要回收會(huì)使工藝設(shè)備過度復(fù)雜。排渣另一個(gè)缺陷：容易導(dǎo)致較大的可燃物損失，因燃料在流化床內(nèi)

平均停留的時(shí)間較短，另一方面多灰燃料在燃盡時(shí)間較長，大凝聚團(tuán)燃盡時(shí)間長達(dá)幾十分鐘，甚至超

過一小時(shí)，因此容易造凝聚團(tuán)流化床來不及燃盡就被排出床層的情況。因此采用不排渣運(yùn)營，能防止

床料流失，保證床層性質(zhì)的穩(wěn)定外，另?個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)是能避免燃料流失，可采用大粒度給料，燃料的

揚(yáng)折量可大大減少，并可使燃料團(tuán)有足夠的時(shí)間停留在爐內(nèi)逐步燃盡，從而保證燃燒效率的提高。

五、分級(jí)配風(fēng)減少N02的排放流化床燃燒方式采用低溫燃燒，燃燒溫度在900c左右客觀上燃燒脫硝

發(fā)明了有利條件，使燃燒所生成的凝氧化物（NOx）重要來向燃料中所氮一一燃料NOx而空'（中的氮?dú)?/p>

在高溫卜形成的氮氧化物通常小于5T0機(jī)為進(jìn)?步減少NOx排放量，采用分級(jí)配風(fēng)，可使流化床層

的過量空氣系數(shù)控制在1以下，形成還原區(qū)，燃料燃盡所需的另一部分空氣在床層上部以二次風(fēng)形成

送入爐膛，這樣在流化床層內(nèi)由于處在還原區(qū)，可克制了NOx的形成，并可增強(qiáng)NOx的多相反映（NOx

與焦碳，NOx與H2co.cHNH3等）的還原反映，進(jìn)一步NOx排放量進(jìn)一步減少。

六、高效脫硫?qū)τ谙喾Q一部分煤水混合物，其中的含硫量相稱高，同時(shí)煤水混合物的發(fā)熱量較低，因

此煤水混合物流化床燃燒技術(shù)相適應(yīng)的高效脫硫技術(shù)也非常重要。傳統(tǒng)的流化床燃燒脫硫通常采用脫

硫劑（石灰石D宜接送入爐內(nèi)經(jīng)高溫全段完后分解成氧化鈣,氧化鈣再與燃燒中生成的一氧化硫反映

生成硫酸鈣以固體灰渣排出爐外。由于脫硫反映使固體體積增長，如石灰石顆粒大，反映緩慢達(dá)不到

脫留效果，如石灰石顆粒太細(xì)，又增長揚(yáng)折率，

為解決上述矛盾：可運(yùn)用煤水混合物的凝聚結(jié)團(tuán)，將破碎的脫硫劑在入爐前均勻混合于煤水混合物中。

這樣燃料進(jìn)入爐內(nèi)后形成均勻頒脫硫劑的煤水混合凝聚團(tuán)，可在爐內(nèi)有很工的停留時(shí)間，采用此法后,

可以將較小的脫硫粒度，以提高脫硫的得用率，同時(shí)又得到充足反映，從而達(dá)成高效脫硫的目的。綜

卜.所述，煤水混合物，高效低污染硫化床燃燒技術(shù)可采用大粒度高位給料和高溫凝聚結(jié)團(tuán)特怛，以減

少揚(yáng)析提高燃燒效率的一種值得推廣實(shí)用的好方式。

影響脫硫效果的各種因素：

一、含硫量的影響：二氧化硫排放與煤的含硫量成正比。燃燒時(shí)，燃料硫約有28.5的硫分殘留于灰渣

中，71.5%則以氣體形式排放于煙氣中，此時(shí)S02排放濃度大體取決于無機(jī)硫的析出限度和燃料自身的

脫硫性能。

二、床溫的影響床溫的影響重要在于改變脫硫劑的反映速度，固體產(chǎn)物分布及孔隙堵塞特性，從而影

響脫硫效率和脫硫劑運(yùn)用率。一般公認(rèn)的脫硫床溫為890℃脫硫效果最佳。

三、粒度的影響采用較小的脫硫劑粒度時(shí)，循環(huán)流化床脫硫效果較好，由于分離和返料系統(tǒng)保證了細(xì)

顆粒的循環(huán)，故一般采用0-2廊平均1-1.5mm的石灰石粒度較抱負(fù)。

四、氧濃度的影響床內(nèi)氧濃度水平與過量空氣系數(shù)，是否施用分段燃燒，給料方式，爐膛風(fēng)壓及給料

點(diǎn)分布有關(guān)。循環(huán)流化床中一般處在氧化性氣氛中，適當(dāng)提高過量空氣系數(shù)對(duì)脫硫效率有好史。如過

量空氣系數(shù)由1.0提高至2.0時(shí),折系S02排放濃度由345PpM降至315PPM.

五、分段燃燒的影響：分段燃燒給爐膛內(nèi)氧濃度分布造風(fēng)很大變化，對(duì)循環(huán)流化床脫硫也許有負(fù)面影

響，而脫硫效率還決定于二次風(fēng)的送入位置。

六、床內(nèi)風(fēng)速的影響對(duì)于循環(huán)硫化床鍋爐來講,從操作角度看改變風(fēng)速即意味著改變負(fù)荷。一次風(fēng)量

或一、二次風(fēng)配比，增長風(fēng)速說明循環(huán)量的增長和脫硫劑停留時(shí)間的延長，并增長懸浮空間脫硫劑的

濃度，因而對(duì)脫硫效率沒能負(fù)面影響。

七、循環(huán)倍率的影響隨著循環(huán)倍率的升高，脫硫效率達(dá)成80%對(duì)所需的石灰石投料量也下降，就是說,

循環(huán)倍率越高，由于飛灰的再循環(huán)延長了石灰石在床內(nèi)的停留時(shí)間，提高了脫硫劑的運(yùn)用率，特別是

對(duì)較小顆粒，由于硫酸鹽化反映速度相對(duì)較慢，當(dāng)反映30秒鐘后如不考慮磨損石灰石的運(yùn)用率僅

0.2-0.4,如延長至一小時(shí)，可以提高其運(yùn)用率，所以提高循冽倍率同是還提高了懸浮窖的顆粒濃度使

脫硫效率提高。

八、二氧化硫在爐膛停留時(shí)間的影響.在循環(huán)硫化床鍋爐中，懸浮空間內(nèi)顆粒濃度較高，同時(shí)懸浮段

的運(yùn)用也增長了二氧化硫的反映時(shí)間，循環(huán)流化床由SO2停留時(shí)間是以爐膛高度，與表現(xiàn)氣速之比來

衡量的爐膛高度應(yīng)保持S02停留時(shí)間不少于3-4秒，但也不能過長。

九、給料方式的影響給料涉及給料（煤和石灰石）兩個(gè)方面，給料可分為兩者同點(diǎn)給料或異點(diǎn)給料及

床上給人或床下給入從給料方位和機(jī)構(gòu)看，有前墻給入或前、后墻給入兩則墻給入和回路密封器給入

等方式，此外，給煤點(diǎn)數(shù)目也有不同，給料方式對(duì)燃燒和氣體排放都有較大影響。美國電站循環(huán)流化

床鍋爐運(yùn)營中得出這樣經(jīng)驗(yàn)：給煤的前、后墻1:1分派最佳，前墻和回路密封器2:1給煤欠之。只用

網(wǎng)路密封器給煤時(shí)，S02排放較高。而所有由前墻給入時(shí)NOxS02都是最高。但C0最低，并指示，石

灰石該與煤同時(shí)給入才干達(dá)成滿意的脫硫效果。運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)表白：前后墻平衡給煤時(shí)，脫硫劑運(yùn)用率

最高，SOx排放量適中。但CO排放量高。

十、負(fù)荷變化的影響一般認(rèn)為，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷變化在相稱大的范圍內(nèi)變化時(shí)，脫硫效率是基

本垣定的，但是有時(shí)在較為極端的情況下，如負(fù)荷突降情況下，由于床溫、氣速、流體動(dòng)力因素及出

相區(qū)中煙氣中S02析出濃度變化比較大，也許會(huì)導(dǎo)致脫硫效率明顯下降。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)氮氧化物

的排放及其影響.當(dāng)會(huì)運(yùn)營的循環(huán)流化床鍋爐NOx及N20排放水平分別為50-150PPM和25-K1OPPM氮

氧化物排放量最重要的特性是其對(duì)燃燒，床溫和空氣量的敏感性較強(qiáng)。

（一）溫度的影響溫度對(duì)氮氧化物的影響已取得共識(shí)：隨著運(yùn)營床溫的提高，NOx排放將升高，而N20

將下降，如用減少床溫來控制NOx會(huì)導(dǎo)致N20排放上升。另一方面運(yùn)營床溫的控制還受負(fù)荷及燃燒效

率的制約，床溫速低則CO濃度增高，盡管有助于NOx的還原，都帶來了不完全燃燒，因此最佳床溫為

850℃左右時(shí)，燃料氮回N20轉(zhuǎn)化率為最高，此時(shí)N20可達(dá)20A250PPM.

（-）過量空氣系數(shù)的影響如不實(shí)行分段燃燒，則總的過量空氣系數(shù)對(duì)NOx和N20有類似的影響。過

量空氣系數(shù)減少時(shí)，NOx和N20排放都卜降，過量空氣系數(shù)增大時(shí)NOx和N20排放影響大大降弱。因

過量空氣系數(shù)過小或過大，CO濃度都升高，這對(duì)NOx和N20的還原和分解都有利，在02小于1.5%或

C0Q的1%區(qū)域，低氧燃燒（爐膛出口02<2%時(shí)）可減少50-75%的NOx排放。如實(shí)行分段燃燒,對(duì)減少

氮氧化物排放亦有好處一般，二次風(fēng)從床面上一這距離給入較好?，二次風(fēng)過低對(duì)?NOx影響不大，如二

次風(fēng)率增大或一次風(fēng)率減小，NOx生成量也隨至下降，對(duì)S02和C0排放也將下降。

（三）脫硫劑的影響加石灰石脫硫劑的目的是減少S02排放，然而它都對(duì)NOx排放有明顯影響，導(dǎo)致

N0上升。

（四）燃料氮的存在影響由于NO和N20都來自燃料氮，燃料烈越高，則N0和N20排放量越高。囚燃

料中氮重要以芳香環(huán)和胺兩種形式存在，在揮發(fā)分析出及燃料時(shí)。芳香環(huán)結(jié)合氮一HCN-N20按一如2

-N0

（五）循環(huán)倍率的影響提高循環(huán)倍率對(duì)脫硫是很有益的，同時(shí)對(duì)NOx排放也有幫助，由于提高循環(huán)倍

率可增長懸浮段的焦炭濃度。六、實(shí)行注氨的影響循環(huán)流化床則比較合用采用此法：最常用的還原劑

是氨和尿素，對(duì)脫氮氧化物至關(guān)重要。在分離器處注氨NOx會(huì)下降很多，注氨濃度不應(yīng)超過5-6除這

樣可有效減少NOx的排放。

綜上所述對(duì)循環(huán)流化床鍋爐減少NOx和N20的措施重要由：

（1）低過量空氣系數(shù)

（2）空氣分段給入

（3）選擇催化還原（如注氨等）

（4）選擇非催化還原（如注液氨、尿素等）

（5）煙氣后燃（注入碳?xì)淙剂蠈?dǎo)致分離器內(nèi)局部高溫以分解\20）。

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)營、技改和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)

摘要：通過幾年來對(duì)國產(chǎn)75t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)營、技改和調(diào)試，使鍋爐出力、效率達(dá)成設(shè)計(jì)值:

對(duì)流管束磨損大幅度下降，爐墻可靠性亮高；環(huán)保先進(jìn)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)營技改調(diào)試

前后

吳縣市政府適應(yīng)開發(fā)區(qū)建設(shè)的需要，于一九九二年明確建設(shè)供電、供熱、節(jié)能、環(huán)保的熱電

廠工程。工程工期設(shè)計(jì)為3X75t/h循環(huán)流化床(CFBC)鍋爐以及2X15MN抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)級(jí)。考慮

到當(dāng)時(shí)國產(chǎn)CFBC鍋爐尚處在開發(fā)階段，初期供熱用戶還局限性，擬定先期兩機(jī)兩爐投產(chǎn)。一期工

程士建于一九九三年五月開始動(dòng)工，第一套機(jī)組于一九九四年十二月十一日投產(chǎn)，一九九五年四月三

日投入第二套機(jī)組。

1#、2#鍋爐是中科院熱物理研究所設(shè)計(jì)，杭州鍋爐廠制近的NG-75/5.3-MIA型CFBC鍋爐，是當(dāng)

時(shí)首家通過鑒定的產(chǎn)品。電廠投產(chǎn)后影響正常運(yùn)營的問題重要發(fā)生在“鍋爐島”設(shè)備上。如上煤系統(tǒng)

堵塞，不能向鍋爐連續(xù)供煤，鍋爐的爐墻、對(duì)流受熱面磨損，半年后省煤器即因磨損爆管，過熱器管

也有不同限度的磨損。收集循環(huán)灰的旋風(fēng)分離器阻力達(dá)2400Pa,導(dǎo)致引風(fēng)局限性，出力僅65t/h,達(dá)

不到75t/h額定出力。鍋爐設(shè)計(jì)效率為88%,但實(shí)際運(yùn)營時(shí)，1#爐最高為84.43?86.1筮，2#爐最高

為83.4?84.7%,飛灰含碳量Cfh=13?20%以上。

此外，水膜除塵器達(dá)不到設(shè)計(jì)分離效率，排煙粉塵濃度無法滿足城市環(huán)保規(guī)定。

為擺脫上述被動(dòng)局面，決定3#爐先用北鍋引進(jìn)技術(shù)制造的Circifluid/型75t/hCl?BC鍋爐。3#

爐投產(chǎn)后，在也許的范圍內(nèi)對(duì)1#、2#爐進(jìn)行技術(shù)改造，消除缺陷，做到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)營。同時(shí)將鍋爐

尾部水膜除塵器拆除，改用電氣除塵。

1鍋爐設(shè)備簡(jiǎn)介

表1鍋爐設(shè)備規(guī)范

符

名稱規(guī)范單位1號(hào)爐2號(hào)爐3號(hào)爐備注

號(hào)

型號(hào)NG-75/5.3-MTNG-75/5.3-MIBG-75/5.29-M

額定蒸發(fā)

0t/h757575

量

最大蒸發(fā)

MCRt/h——82.2

量

汽包工作壓

PMPa5.695.695.66

力

過熱蒸汽壓

PGRMPa5.305.305.29

力

給水溫度℃150150150

室溫t,℃202020

熱風(fēng)溫度tj?C202202185

排煙溫度tpr℃150150142

鍋爐熱效率n%88.088.C90.55

一次風(fēng)機(jī)AAD

二次風(fēng)機(jī)BBE

引風(fēng)機(jī)CCF

羅茨風(fēng)機(jī)G

其中:

A：G9-19-11N0150.Q2.174-5.216X104m3/hHl.354-1.206X104Pa

B：G5-29-11N0160.Q3.077-6.155X104m3/hH10850-79004Pa

C：Y4-60-11N0190.Q10.23-20.47X104m3/hH4600-2720Pa

D：G9-19-1lN019D450KW1480r/min.Q4m3/hH22187T9743Pa

E：G5-36-11NO14D132KW1480r/minQ33000-54000m3/hll8003-5405Pa

F：Y5-48-11N020.5D315KW985r/min.Q10m3/hH5232-3855Pa

G：YCT250-4A18.5KW,QI1.02m3/hll>8400Pa2燃煤品位2.1燃用淮南煤，其分析

基揮發(fā)份Vf?25%,屬于動(dòng)力煙煤。

表2是燃煤的分析。

表2煤質(zhì)分析

名稱符號(hào)單位設(shè)計(jì)95.798.798.1099.11

工業(yè)分析

應(yīng)用基

Mt%一6.398.407.106.21

水份

應(yīng)用基

Aar%-39.9926.7624.4829.76

灰份

分析基

Vf%24.4924.4923.3123.6424.93

灰發(fā)份

應(yīng)用基

Kj/kg16.52X10'17.03X10'21.04X10'22.16X10'20.49X10,

地位發(fā)Qar

Kcal/kg39454075503250324895

熱量

元素分析

炭（應(yīng)用

Car%8303★43.6454.0556.8153.17

基）

氫（應(yīng)用Har%5.632.803.673.853.61

基）

氧（應(yīng)用

Oar%7.894.485.195.465.05

基）

氮（應(yīng)用

Nar%0.810.950.530.550.519

基）

硫（應(yīng)用

Sar%2.551.241.661.751.63

基）

灰熔點(diǎn)tU300Ct21420PCt3150DC

★一一可燃基

淮南煤灰份的軟化溫度ll=1300C,假如運(yùn)營正常一般不易結(jié)焦。

2.2燃煤破碎、篩分、輸送系統(tǒng)。

淮南煤是用般從礦區(qū)運(yùn)至電廠運(yùn)河邊專用碼頭的。途中用防雨帆布蓋住船艙，但在年降水量

達(dá)1000?2023mm的多雨的江南地區(qū)，稍不注意即在輸煤系統(tǒng)（圖1）的篩網(wǎng)、破碎機(jī)出口管、煤倉、

絞龍給煤機(jī)入口或出口等處發(fā)生堵煤，不能正常向爐內(nèi)輸送燃料，為正常發(fā)電、供熱、電廠采用以下

措施，徹底的解決了陸續(xù)供煤的問題。

2.2.1從船上卸煤時(shí)，迅速用皮帶、吊車輸入干煤棚堆放、風(fēng)干。充足發(fā)揮干煤棚作用。

2.2.2破碎機(jī)前置8X8mm篩網(wǎng)，原煤先行篩分，〉8mm塊煤入破碎機(jī)。雨天時(shí)常檢查、清掃破碎機(jī)

出口網(wǎng)板。這一措施避免了破碎機(jī)經(jīng)常堵塞的弊病。

2.2.3原煤倉、落煤管的下頻角＞700,在原煤倉、落煤管（涉及破碎機(jī)出口管）的內(nèi)壁上鑲貼

b=16mm的高分子聚乙稀板。避免了煤倉、落煤管的堵塞現(xiàn)象。

2.2.4給煤絞龍進(jìn)、出口的堵煤現(xiàn)象是最頻繁的地區(qū)。原煤倉內(nèi)襯高分子聚乙烯板之后，入口堵煤的

問題大體上解決了。但出口堵煤仍然存在。后將給煤絞龍從原煤倉下口13M平臺(tái)下移至7M運(yùn)營層平

臺(tái)，直接輸入爐膛入口落煤管，并在給煤絞龍出口出加裝密封播煤風(fēng)。堵塞爐內(nèi)高溫?zé)煔夥锤Z，消除

原煤干餡山的水汽云集在絞龍山口堵煤。

燃料篩分、破碎、輸送系統(tǒng)通過上述改善、加強(qiáng)管理后消除了堵煤的問題。

3磨損

CFDC鍋爐入爐煤的粒徑規(guī)定V8mm,表3是通過篩分、破碎后的入爐煤顆粒情況。平均粒徑大

體上在2.9?3.4mm范圍。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤粉爐的粒徑，圖2是流化床鍋爐入爐粒徑分布圖。

圖1燃煤系統(tǒng)圖

I仁爐工金223爐發(fā)金

3H妒爆倉4尸爐

5千發(fā)重b14皮咎

78反去式演『機(jī)

92號(hào)友串10候皮冷

11給工段龍12窘首格燃風(fēng)

表3入爐煤顆粒分布

粒徑10-平均粒

10-144.75-2.52.5-1.191.19-0.600.60-0.28<0.28

nun4.75

(96.7)

重量比

7.9412.657.1425.4223.7622.170.922.9

例%

粒徑

5.5-4.5-2.5-1.5-0.8-平均

mm10-1810-66-5.5

4.52.51.50.80.4粒徑

(99.10)

重量比3.41

6.989.32.334.6623.26