循环流化床锅炉与环保

张楠木

[摘 要]循环流化床锅炉不仅燃料适应性强，燃烧率高，负载变化范围广，调节性能好，环保性能好。同时，脱硫脱硝也可以再次使用。因此，为了更好地保证其高效运行，必须采取有效措施，充分发挥其环保性能。

[关键词]循环流化床锅炉；发展；环保

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0002-01

前言

目前我国火力发电中电站锅炉仍然以煤粉炉为主。随着我国科技的进步，以及环保要求的严格，循环流化床锅炉（CFB）在我国的应用日益广泛，单台容量不断扩大，已成为成熟的环保发电技术之一。

1 循环流化锅炉的发展现状

1.1 鼓泡硫化锅炉技术

沸腾炉（鼓泡流化床）最早产生在20世纪60年代后期，通过坚持不懈的研究，工作人员终于解决了难点，同时在摸索中一直归纳经验，这让鼓泡流化床锅炉技术得到了进一步发展。但事实上，鼓泡流化床锅炉在产品研发与研究中，很多人员都发现该技术燃料有很多局限，最后只得使用油页岩作为高灰燃料，所以鼓泡流化床的技术发展受到了制约。

1.2 小型循环流化床锅炉技术

在20世纪80年代初，国家科委会首次对煤的流化床燃料技术进行了深入的研究，随后对循环流化床锅炉与相关产品进行了深入的研发。1984年，国内科学院物理研究所中2.8MW的热功率循环流化床燃烧试验诞生，它说明流化床燃烧技术开始从冷态实验与理论研究转向热态。从80年代中期开始，大多数中小型锅炉制造厂开始与研究院成立合作关系，并且对循环流化床锅炉实施项目研发。到90年代中期，已经有200多台75t/h的循环流化床锅炉进入运行状态。这类小容量的循环流化床锅炉在应用中也存在诸多问题，主要体现为主气温偏低、磨损较大、出力不足、辅机故障率偏高、自动化水平不足等，虽然目前也进行了优化，也很好地解决了一些问题，机组应用率有了明显改善，但小容量循环流化床锅炉整体水平依然不够，还需要进一步提高。

1.3 中等容量循环流化床

到90年代中期，国内锅炉制造公司先后引进了一大批先进的技术，220t/h循环流化床锅炉进入国内市场，机组中的中等含量循环流化床锅炉让国内循环流化床锅炉技术得到了整体改善，同时也在商业市场上获得了很好的位置。在这过程中，最为显著的是四川白马发电总坝，成功投运了410t/h的高温高压循环流化床锅炉，这对国内循环流化床锅炉发展发挥了很大作用，它不仅体现了良好的循环流化床锅炉与容量优势，同时也印证了循环流化床锅炉对国内无烟煤的影响。到90年代末，中国开始重视环境问题，同时电力工业也对产业结构进行了协调，整体上开始倾向于老机组改造，以促进循环硫化床锅炉技术的应用，这为循环硫化床锅炉迎来了新的亮点，也正是在国家政策的资助下，国内大型锅炉制造厂的实施了600m的超临界前期准备。

2 循环流化床锅炉技术的发展前景

循环流化床锅炉技术已经成为商业化典型的清洁煤技术，在全球储煤不断减少的同时，也对环保提出了很多新要求。煤炭作为重要的能源，若大量使用储量也会降低，大型煤粉锅炉业将被限制。事实上，循环流化床有很好的适应性，适合不同燃料燃烧，同时帮助城市处理垃圾，所以会得到政府支持，这也是循环流化床锅炉技术的优势。循环硫化锅炉拥有低温燃烧与空气分级等作用，它能帮助生成氧化物，和同期锅炉相比，它能减小氮氧含量，使NO质量浓度始终处在300mg/m3内。深度脱硝脱硫已经成为重点研究方向，CFB在国内分布范围较广，虽然数量很多，但技术还需要进一步改良，从而让深度脱硫成为发展目标。对于高硫份设备与高灰份设备等容易燃烧的设备，循环流化床锅炉有很多技术优势，针对低负荷的调峰电厂，循环流化床锅炉燃烧有很多优势。目前，410t/h与220t/h的循环流化床锅炉已经投入运行。在整个发展中该技术将朝着更加大型的方向递进，所以循环流化锅炉有良好的生命力与应用前景。

3 循环流化床锅炉优异的环保特性

3.1 低烟尘产生量

循环流化床锅炉的构件旋风分离器上半部分为圆柱形，下半部分为锥形。烟气出口为圆筒形钢板件，形成一个端部敞开的圆柱体。细颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，而后向上流动离开旋风分离器。粗颗粒落入直接与旋风分离器相连接回料阀回料器立管。实际上循环流化床锅炉中的旋风分离器与烟气除尘设备中的旋风分离器结构是一样的。这种分离设备作用就是将固态颗粒物从气流中分离出来。单个的旋风分离器的分离效率约为50%。因此循环流化床锅炉炉膛上部热态细煤粒、灰粒随气流进入旋风分离器后，大部分被分离后再次返回炉膛，对新的入炉煤加热使其燃烧，周而复始，不断循环。

3.2 燃烧方式

根据环境保护和煤的洁净燃烧的要求，选用了循环流化床燃烧方式。为了保证较高的燃烧效率和较高的锅炉热效率，选用中循环倍率布置燃烧系统。众所周知，循环流化床是靠调节循环物料流率控制床温。为了保证燃烧的稳定性和运行的可靠性，燃烧系统采用全密封的膜式水冷壁、水冷布风板、水冷风室，采用分离可靠、分离效率最高的全密封的高温旋风分离器和返料可靠性最好的U型返料器，以及床下油点火系统。分离系统的工作效率对循环流化床锅炉的稳定运行、锅炉出力影响至关重要。分离系统为单级高温旋风分离器结构。国内外众多锅炉厂生产的循环流化床锅炉，运行统计出分离效果最好的也是高温旋风分离器结构。因此，锅炉燃烧系统采用高温绝热旋风分离器从根本上保证了锅炉有最高的燃烧效率和锅炉热效率，从根本上保证锅炉出力充足。

3.3 水循环方式的选择

锅炉采用了强制水循环，使受热面管中有较高的水流速。所以锅炉运行时，在规定的循环水流量下，炉水不会汽化。该炉布置的管中水流速，当锅炉水流量在额定循环水量50%以上变化时，水冷壁不会发生过冷沸腾。水流程布置为串联结构，使锅炉运行操作、调节最简单。布置受热面中的水流都是从下到上流向，管内水不会发生气塞。锅炉布置了大直径锅筒，锅炉水容量为90吨。当突然停电时，汽化需要的热量大于炉内的蓄热量，保护锅炉安全。所以在突然停电后，锅炉的水系统完全保证锅炉的安全可靠。

3.4 热力系统

烟气流程为：炉膛、分离器、省煤器、空气预热器顺序流动。按各受热面间的吸热量分配和布置受热面面积。热水锅炉各受热面间吸热量分配不像蒸汽锅炉有加热、蒸发、过热的热量分配比例，而是根据燃烧条件、总吸热量、節约钢材的要求布置。锅炉受热面积布置是依据国内外循环流化床热水锅炉的设计经验和实炉测试数据进行优化设计的。除保证该炉有110%超负荷能力，还有部分富裕量。

3.5 水循环系统

热水锅炉正常运行时，炉内的水不允许发生汽化。如果汽化会发生水击，水击使锅炉设备发出响声、振动，直至损坏设备。因此热水锅炉受热面的布置应采用避免发生过冷沸腾和炉水汽化的结构。锅炉采用了强制水循环，税流程是采用锅炉回水进入给水分配集箱、省煤器、后水冷壁、侧水冷壁、前水冷壁至锅炉出水锅筒送出。锅炉最高出口水温130℃以下，各管组出口水温有25℃以上的欠热，避免发生饱和沸腾。

结束语

对循环流化床锅炉节能环保技术应用策略进行探讨具有十分重要的意义。所以在实际应用过程中，必须采取有效的技术措施加强对循环流化床锅炉的节能环保应用，才能确保循环流化床锅炉始终处于最佳的运行状态。

参考文献

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