循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用的探討

循環(huán)流化床鍋爐（以下簡稱CFBB）是一種新型燃燒技術(shù)的鍋爐，由于其燃燒適應(yīng)性廣，爐內(nèi)直接脫硫脫硝，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)比大，不易滅火，供汽穩(wěn)定，灰渣綜合利用效果好，鍋爐熱效率高而日益為熱工界所矚目。我國自80年代開發(fā)第1臺(tái)CFBB以來，已有多家鍋爐廠與科研單位、大專院校聯(lián)合研制了不同蒸發(fā)量的CFBB且技術(shù)日益成熟，近年來，我國熱電建設(shè)中廣泛選用CFBB.隨著CFBB燃燒技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，高速CFBB也暴露出一些缺陷，主要是流化速度高而引起受熱面磨損嚴(yán)重，系統(tǒng)阻力大，自身能耗大，為保證細(xì)粒在爐內(nèi)有一定的停留時(shí)間與布置一定的受熱面，其爐體較高，初投資大等。解決鍋爐節(jié)能問題，亦是進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展流化床燃燒技術(shù)的關(guān)鍵。

　　1循環(huán)倍率的選擇在CFBB中，飛灰循環(huán)倍率（以下簡稱循環(huán)倍率）較高的情況下，可以提高燃燒效率，增強(qiáng)傳熱節(jié)灰在爐內(nèi)又是發(fā)光的，因此，提高了循環(huán)倍率，也就提高了火焰黑度，從而提高了輻射傳熱效果。但是，增加循環(huán)倍率，將導(dǎo)致氣灰流對爐墻、管材和氣固分離器的嚴(yán)重磨損，提高氣流阻力，增加鼓風(fēng)機(jī)的電耗。鑒于此，國產(chǎn)CFBB的循環(huán)倍率一般均在25以下，但也不能過分地降低循環(huán)倍率，否則將失去CF-BB的特征和優(yōu)勢，破壞了CFBB的燃燒機(jī)制，甚至與鼓泡流化床（以下簡稱BFB）的燃燒機(jī)制相似。

　　2風(fēng)機(jī)的選擇提高流化風(fēng)速可強(qiáng)化CFBB的擾動(dòng)，使氧氣和煤�；旌暇鶆�、激烈，有利于煤粒的燃燒，也減少燃燒室橫截面及氣灰流通道的橫界面，同時(shí)有利于石灰石粉和硫氧化物的接觸。但是過高的流化風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致流阻增大、磨損加重，增大電力消耗，然而過低的流化風(fēng)速不能揚(yáng)CFBB之長，使它退化為BFB鍋爐。

　　室外風(fēng)經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入一次空氣預(yù)熱器加熱后進(jìn)入風(fēng)箱，作為一次風(fēng)。室外風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)機(jī)送入二次空氣預(yù)熱器加熱后進(jìn)行爐膛。一般CFBB燃燒室二次風(fēng)口以下的空間稱作濃相區(qū)，這一空間為湍流床，它的動(dòng)力來源是一次風(fēng)，燃料大部分儲(chǔ)存在此床區(qū)，燃料著火亦在此空間。燃燒室二次風(fēng)口以上的空間稱作稀相區(qū)，這一空間為快速流化床，它的動(dòng)力來源是回料閥處的鼓風(fēng)和燃燒室的二次風(fēng)，燃料大部分燃燒和除硫反應(yīng)在此進(jìn)行。湍流床的風(fēng)速應(yīng)為3. 4，而快速流化床的風(fēng)速應(yīng)為7~13m4.燒（還原燃燒和氧化燃燒）因此，必須嚴(yán)格控制一、二次風(fēng)的比例和風(fēng)量。一次風(fēng)應(yīng)占總風(fēng)量的60%左右，這樣可以造成缺氧燃燒，有利于焦炭和⑴對NOx的還原。

　　為保證最合理的流化風(fēng)速獲得穩(wěn)定狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)是小風(fēng)量，高壓頭的專用風(fēng)機(jī)。風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí)，一、二次風(fēng)入口總管上應(yīng)設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門和測風(fēng)裝置，以便運(yùn)行時(shí)隨時(shí)調(diào)整風(fēng)量大小，來適應(yīng)煤種變化和負(fù)荷變化的需要，保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　對于引風(fēng)機(jī)的選擇由于飛灰份額較大，飛灰粒徑較粗，對引風(fēng)機(jī)葉片的磨損比較嚴(yán)重，為保證風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和提高使用壽命，應(yīng)選用大型號、低轉(zhuǎn)速、板式葉片引風(fēng)機(jī)。

　　3碎煤系統(tǒng)CFBB燃料的適用性比較廣，針對不同的煤種，選擇合適的燃料粒度和碎煤機(jī)，即可節(jié)約能耗又可提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性。若燃用劣質(zhì)煤（如煤矸石）或難以著火的煤種（無煙煤、貧煤等）煤粒粒徑應(yīng)盡量小一些（~6mm）；如果燃用優(yōu)質(zhì)煤（如煙煤），或燃用易燒透的煤種（如煤泥、褐煤和油頁巖等）煤粒粒徑可大一些（0~13mm）為了降低電耗，碎煤時(shí)應(yīng)先將煤篩分，只把不合格的大煤粒送入破碎機(jī)破碎，以減少碎煤量。

　　4氣固分離器的選擇氣固分離器是CFBB的關(guān)鍵設(shè)備，它直接影響到循環(huán)倍率、燃燒倍率、鍋爐排煙原始含塵濃度和負(fù)荷調(diào)節(jié)性能等。分離器從分離原理方面分為三大類：①慣性分離器（百葉窗），其結(jié)構(gòu)簡單但分離效率低；②離心分離，即旋風(fēng)分離器，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜分離效率高；③離心慣性相結(jié)合的分離器，由前兩種分離器組合起來，發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)。

　　分離器的總分離率不應(yīng)低于85%，它必須保證CFBB原始含塵濃度不超過15g/m3，否則，即使CFBB安裝高效除塵器（除塵率為95%以上）也達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，雖然安裝兩級高效除塵器，也能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但增加了大量投資。

　　分離器按工作溫度分為高溫、中溫、低溫分離器。分離器設(shè)在高溫區(qū)還是低溫區(qū)各有利弊：設(shè)在爐膛出口的高溫分離器對高倍率循環(huán)特別有利，且分離效率高達(dá)97.5%以上，運(yùn)行可靠，煙氣對過熱防止高溫復(fù)燃結(jié)焦等，造價(jià)較高；而設(shè)在過熱器后的分離器，煙氣溫度降到600°C以下，可改善分離器的工作條件，這種分離器在設(shè)計(jì)和制造方面都比較容易，但對過熱器、爐墻等的磨損比較嚴(yán)重。

　　若設(shè)n為分離器的分離效率，R為循環(huán)倍率，由此可知，高循環(huán)倍率的CFBB需對分離器的分離效率要求高些，中、低循環(huán)倍率的CFBB，對分離器的分離效率要求低一些。因此，對于不易燒透的燃料，如無煙煤、貧煤等，或燃燒優(yōu)質(zhì)煤，如煙煤等，則應(yīng)選擇高分離效率的旋風(fēng)分離器；如果燃燒易燒透的燃料，如泥煤、褐煤和油頁巖等，或?qū)τ谑褂昧淤|(zhì)燃料，如煤矸石等，則應(yīng)考慮使用低循環(huán)倍率的分離器，即可選擇較低分離效率的旋風(fēng)分離器。這樣，即可保證燃料的充分燃燒，又可減少不必要的物料循環(huán)，減小了對鍋爐受熱面的磨損，降低了鍋爐能耗，提高了鍋爐效率和使用壽命。

　　5煤的脫硫燃燒含硫量比較高的煤，可以直接加石灰石等脫硫劑。加入爐內(nèi)后，石灰石與二氧化硫接觸機(jī)會(huì)較多，接觸時(shí)間較長，對脫硫十分有利。當(dāng)Ca/=1. 5~25時(shí)，加石灰石粉后，爐內(nèi)脫硫效率為80%~90%.CFBB鍋爐的燃燒溫度為850°C左右，而此溫度正是脫硫反應(yīng)的最佳溫度。石灰石粒徑應(yīng)在0~2mm，其中小于0. 1mm應(yīng)不大于10%，粒徑太大，脫硫反應(yīng)不充分，顆粒揚(yáng)析率低，不能起到循環(huán)物料的作用。

　　循環(huán)流化床鍋爐為我國燃燒技術(shù)節(jié)能及環(huán)保等做出了貢獻(xiàn)，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)本身就是一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)需要不斷完善和改進(jìn)，尤其是在減少磨損、鍋爐增容方面需進(jìn)一步的探索研究，以滿足社會(huì)的需要。該類循環(huán)流化床鍋爐的推廣，可以從根本上解決我國中小鍋爐燃燒效率低、污染嚴(yán)重的問題。