循環流化床鍋爐的運用及運行中的問題

孔璐 司碩 劉忠攀

摘要：循環流化床鍋爐是八十年代發展起來的燃煤技術，該燃煤技術的優點主要表現為：燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫等，憑借這些優點，該燃煤技術得到迅速的推廣和發展。本文重點探討了循環流化床鍋爐的特點、燃燒加工過程以及發展中存在的一些問題及加工剖析。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 特點 加工過程 加工剖析

0 引言

循環流化床鍋爐（Circulating Fluidized Bed Boiler）采用流態化的方式進行燃燒，該鍋爐的燃燒方式介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間，也就是半懸浮燃燒。[1]自出現循環流化床燃燒技術以來，該鍋爐在世界范圍內得到廣泛應用。循環流化床鍋爐采用潔凈煤燃燒技術，已被國際公認，其優點主要表現為：燃料適應性廣、脫硫效果好、NOx排放量低、負荷調節性能好等。在循環流化床鍋爐技術方面，我國已經取得世界先進水平，其裝機總容量位居世界第一。但是，在脫硫方面，我國的鍋爐還存在一定的不足，主要表現為：脫硫系統的可用率低，并且鍋爐脫硫效率也不高。在這種情況下，加工應用循環流化床鍋爐存在一些問題，這些問題需要我們進一步解決[2]。

1 循環流化床鍋爐的特點

1.1 燃燒效率高 對于循環流化床鍋爐來說，通常情況下，其燃燒效率在95%-99%之間，其原因主要是：氣固混合好、燃燒速率高，并且通過內循環和外循環重復燃燒燃料，進而在一定程度上增加了煤粒燃盡率。

1.2 煤種適應性強 循環流化床鍋爐一方面可以使用優質煤，另一方面可以使用各種劣質煤。根據設計要求，循環流化床鍋爐通常可以燃燒高灰煤、高硫煤、高水分煤，甚至爐渣、樹皮、垃圾等。

1.3 添加石灰石，有較高脫硫效果，降低了氮氧化物生成量 對于循環流化床鍋爐來說，由于其低溫燃燒特點與石灰石最佳脫硫溫度保持一致，在這種情況下，按照Ca/S摩爾比1.5-2.5，通過添加合理品種、合理粒度的石灰石，其脫硫效率可以達到90%。又由于物料在循環流化床鍋爐內滯留時間長，投入流化床鍋爐的石灰石粉劑粒徑小，反應比面積大，容易脫硫。[3]循環流化床鍋爐較鼓泡流化床鍋爐無論在脫硫劑的利用率方面，還是二氧化硫的脫硫率方面都表現出自身的優越性。

1.4 負荷調節范圍大，調節負荷快 對于循環流化床鍋爐來說，通常情況下，其負荷調節比高達（3-4）：1，由于截面風速高，并且容易控制吸熱，進而使得循環流化床鍋爐能夠更快地調節負荷，每分鐘可達4%B-MCR。

1.5 綜合利用灰渣，前途廣泛 爐內良好的燃燒條件，在一定程度上降低了鍋爐的灰渣含碳量。與煤粉爐相比，其灰渣量相對較多，作為水泥摻和料或建筑材料，容易對灰渣實現綜合利用；由于灰渣中含有一定的硫酸鈣，因此可以作為各種建筑材料的摻合料。灰渣在水泥行業、制磚行業等具有廣泛的應用前景。

2 循環流化床內的燃燒加工過程

2.1 循環流化床內煤的燃料著火 對于流化床內燃料著火來說，起著關鍵作用的是固體質點的表面溫度，通常情況下，這是產生著火的點灶熱源，細煤粒、分離后的高溫灰粒，或者是布風板上的床料等都可以作為這類固體近質點。

2.2 循環流化床內煤的破碎特性 煤的破碎特性是指在流化床內，煤進入高溫流化床后，其粒度急劇減小的屬性。另外，煤顆粒與劇烈運動的床層之間的磨損，以及埋管受熱面的碰撞等在一定程度上都能導致煤粒度的減小。

3 循環流化床鍋爐發展中存在的問題及加工剖析

3.1 循環流化床鍋爐遇到的問題 在目前條件下，國內已運行的循環流化床鍋爐，其問題主要表現為：爐蒸發量達不到設計要求、高溫分離器和物料返送器發生結焦。

3.2 鍋爐調試及運行中的控制重點

3.2.1 預防流化不良的方法 定期排除大顆粒物料，確保流化的良好性，進一步保證布風板風帽小孔的暢通性。

3.2.2 預防超溫結焦的方法 通過對床壓進行合理的控制，在一定程度上避免燃煤與風帽發生直接接觸，進而出現超溫結焦。

3.2.3 兩床失穩預防控制 在運行過程中給煤，合理控制返料量、排渣等，確保兩側床壓的一致性。

3.2.4 堵煤預防控制 循環流化床鍋爐無煤粉制備系統，粗、細碎煤機將原煤破碎成6～8mm的煤粒后進入原煤斗，再通過給煤機直接進入爐內。

3.2.5 堵煤的啟動調試 ①風量測量裝置的標定；②風量調節擋板檢查；③冷渣器布風板阻力試驗及風室間竄風情況檢查。

4 循環流化床鍋爐在工業鍋爐方面的應用

與層燃爐相比，使用循環流化床鍋爐具有更嚴格的管理條件和使用條件。使用循環流化床鍋爐，需要具備完善的儀表，以及自動化控制系統，同時司爐工的操作技術、責任心等都要強。

5 結束語

我國自20世紀80年代開始走自主研究和引進技術相結合的道路，歷年來，經相關部門的共同努力，在設計、制造等方面取得成績，對我國循環流化床燃燒技術的發展，廣大工程技術人員做出巨大貢獻，同時積累經驗，進而為引進、發展300MW大型循環流化床鍋爐奠定基礎。

參考文獻：

[1]林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊[M].北京：化學工業出版社，1999.

[2]童有武，張孝勇.鍋爐安裝調試運行維護實用手冊[J].北京：地震出版社，1999.

[3]王擎，駱仲泱，李絢天，等.循環流化床流動密封閥型返料裝置的設計方法探討[J].動力工程，1999，9（2）：28-33.