循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

潘献军

摘 要：通过对目前的循环流化床锅炉技术进行分析，得出循环流化床锅炉技术的发展前景，不断的采取有效的措施对我国的循环流化床锅炉技术中各方面的技术内容进行改进，从而使得循环硫化床锅炉技术能够得到进一步的发展和应用。

关键词：循环流化床；锅炉；现状；发展

引言

现阶段，煤炭燃烧的主要应用炉型就是循环硫化床锅炉技术，该锅炉技术的应用，使得煤炭实现了清洁燃烧的目的，同时，该锅炉技术在实际的应用中，还具有适应性强以及调节范围大等诸多的应用优势，这就使得该锅炉技术逐渐受到了相关人员的青睐。

一、循环流化床锅炉技术的发展现状

迄今为止，流化床锅炉技术经过了50多年的发展，已经初步成熟，基本能满足工业生产的需要。循环流化床锅炉技术是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展出来的较为先进的技术，在这之前，旧锅炉的改造和新锅炉的研发为此提供了数据和丰富的经验。

在将流化床锅炉技术投入使用的初期，由于国家的经济和科技发展还有一定的缺陷，这一阶段的任务主要是工厂旧锅炉的改造，在此基础上发展出了鼓泡床锅炉（沸腾炉）。鼓泡床锅炉的煤炭利用率很低，对环境污染较为严重。随着国民经济的发展，流化床锅炉技术进入了新阶段，对鼓泡床锅炉进行技术革新和升级，提高了燃料利用率，并在此基础上研发出了新型锅炉，进一步提高了生产效率。近年来，循环流化床锅炉技术进入了工业生产领域，使得我国的工业生产发展突飞猛进，生产效率急剧提高，对生态环境的危害大大降低。目前，在研发工作人员的努力下，循环流化床锅炉技术被大规模应用，由此可见，该技术的发展前景十分广阔。

二、运行分析

2.1 给煤量调节

给煤泥量多少是和锅炉负荷相适应的，不同洗选煤泥，煤泥量也发生相应变化。一般，在增加负荷时，是先加风，后加煤泥；而在减小负荷时，应先减煤泥，后减风，以减少燃烧损失。因煤泥有结团燃烧的特点，采用了从炉膛顶部的高位给煤，以延长水分蒸发时间和挥发份的析出，避免颗粒团粘性过大，粘连床上物料。从运行来看，不同水分的煤泥，同样给煤量，整个炉膛温度场变化不同，试验表明，水分对煤泥结团强度影响较大，过高或过低水分都会使凝聚团强度降低。强度较低，细颗粒增多，中上部温度变化较明显；强度较高，底部密相区温度变化较明显。前墙三台给煤机做为备用。为保证燃烧稳定，一般规定进入炉膛的煤泥含水量控制在28%～32%之间。锅炉正常运行中，通过调整煤泥泵的泵送次数控制燃料量，如煤泥泵突然故障，燃料中断，氧量表指示将升高，炉膛出口负压增大，床温略有下降（特别是炉膛出口温度下降较快），此时，可以启用备用给煤机，采用冲量调节法调节稳定床温。

2.2 风量调节

1） 一次风量的调节。一次风的主要作用是保证底部床料处于良好的流化状态，提供一定流化风速，为炉膛底部燃烧提供部分氧气。一次风量的调整一般依据负荷量的要求来调整，但一般不能低于运行中所需最低运行风量（此炉型一般保持在32000～42000m3/s）。风量过低，床料不能正常流化，影响锅炉负荷，还可能造成结焦；风量过大，炉膛下部难以形成稳定燃烧的密相区，增加了锅炉内、外循环，使各受热面磨损加剧，风机电耗增加。如风量突然增大过多，还可能出现吹穿、沟流等现象，在炉膛差压高的情况下，会因大量细灰进入返料，造成返料器堵塞事故。

2） 二次风量调节。二次风分三层进入炉膛，一是补充燃烧所需空气，二是扰动作用，加强气、固两相混合，三是改变炉内物料的分布。二次风的调节与负荷和燃料特性有关系，一般情况下，锅炉并炉前期才启用二次风机，用以提高蒸汽温度，随着负荷增加相应增加二次风量。在稳定工况下，一、二次风的比例在6∶4，如果煤泥灰份大，为了增加中上部的燃烧份额，可适当提高二次风比例。运行中发现，此种工况下的调节，可以使炉膛出口温度稳定在850℃以上，炉膛内上中下温度差在50℃左右，温度场比较均匀，锅炉负荷最高可达85t。

2.3 料层高度的调节

维持相对稳定的床层高度是CBF 锅炉安全稳定运行的关键因素。使用DCS （分散控制系统） 系统，可以通过策略（风室压力- 密相层上部压力） 在微机上直接显示料层差压，料差过高或过低都会影响流化质量，甚至引起结焦。因为煤泥凝聚结团性，分裂后颗粒度较小，容易扬希夹带，所以此炉型的另一大特点就是不排渣连续运行，煤泥发热量高时，锅炉可连续1～2 天不排渣，料层也许还有下降的可能。为稳定运行，保证床料合理的颗粒度要求，确保锅炉在异重流化下燃烧，公司选用煤矸石作为床料进行添加，其在床内剧烈翻滚运动，可以将大凝聚团碰碎和磨损，还原成细灰粒，提高了燃尽程度，保证了很高的燃烧效率。运行人员根据需要，随时保持料差高度在要求范围内（一般在7200Pa～9200Pa 之间）。

2.4 炉膛差压

燃烧室密相层上部区域与炉膛出口之间的压力差称为炉膛差压，它是一个反映炉膛内循环物料浓度量大小的参数。分离器效率高时，燃用高灰份的煤泥时炉膛差压会较高，运行时一般控制在800～2000Pa之间；超过2000Pa 可从返料放灰管中放掉部分循环物料以减少返炉膛内的返料量。运行中，尽量建立并保持较高的炉膛差压，因为炉膛差压越大，炉内传热系数越高，炉膛内温度场越均匀，锅炉负荷越高。差压过低，细灰量少，无法把密相层的热量带到锅炉中上部，床温就会偏高，加不上煤泥，带不起负荷。炉膛差压高低还是反映返料装置工作是否正常的参数，当返料装置堵塞，返料停止后，炉膛差压会突然降低，甚至为负，运行中要格外注意。

三、循环流化床锅炉技术的发展前景

3.1向超临界、大型化方向转变

循环流化床锅炉现有的技术基础基本能适应工业生产的需求，但对未来国家经济的发展还不能完全跟上脚步，势必要进行更高程度的技术革新。由于循环流化床锅炉自身的燃烧特性，未来的锅炉技术将朝着超临界、大型化的方向发展。一方面，相对煤粉炉来说，循环流化床锅炉炉膛内的温度要低得多，锅炉向超临界方向发展能够有效地调节水冷壁温度。另一方面，循环流化床锅炉床体的固体传热系数与锅炉的温度成反比，这样的热流分布特点有利于水冷壁的温度控制。

3.2深度脱硫与脱硝

低温燃烧是循环流化床锅炉独有的特性，这一优势使得燃料燃烧的产生的副产物NOX含量相对较低。但就目前的发展形势而言，国家对环境保护问题愈加重视，未来必将对污染物的排放标准提出更加严格的要求。因此，循环流化床锅炉技术必须在现有的技术基础上更上一层楼，才能更好地适应生产发展的需求。

3.3实现能源综合性利用

煤炭等锅炉生产应用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺問题十分严重，因此，如何实现能源的综合性利用是循环流化床锅炉发展面临的一个技术难题。一方面，依靠现有的技术水平，研发人员可以考虑将部分低级能源想办法利用起来，减小主要能源短缺带来的生产压力。另一方面，当前阶段，循环流化床锅炉燃烧燃料产生的大量灰渣还没有一个很好的处理方式，就目前来看，这一问题拥有更加广阔的发展前景，留给我们的还有很大的思考空间。

四、结束语

综上所述，循环流化床锅炉具有燃料的适广性、有较高的燃烧率、污染物的排放浓度点相对较低等优点，因而循环流化床锅炉的研究和开发在我国具有很好的发展前景，拥有很多发展机遇。

参考文献：

[1]杨永恒.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J].机械管理开发，2017，32（07）：151-152.

[2]管雨荷.我国循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J].化工管理，2014（26）：132.