循環流化床鍋爐技術的現狀及發展前景

張文忠

摘 ? 要：循環流化床鍋爐技術是當前我國應用較為廣泛的工業化程度最高的潔凈煤燃燒技術，因其燃燒效率高、燃料適應性廣、負荷調節范圍大等優點，在未來的工業利用上有著廣闊的發展空間。基于此，本文首先介紹了循環流化床鍋爐技術的發展現狀，隨后闡述了該鍋爐技術的特點，最后對未來循環流化床鍋爐技術的發展前景進行了分析和暢想。以此來供相關人士交流參考。

關鍵詞：循環流化床 ?鍋爐技術 ?發展前景

中圖分類號：TK229.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0066-02

循環流化床鍋爐采用液態化燃燒，通過密相區和稀相區組成的燃燒室及高溫氣固分離器和返料系統組成的循環回爐部分來實現燃料的燃燒。循環流化床鍋爐技術是基于國家保護環境，節能減排的戰略思想發展起來的技術，受到工業領域大小企業的廣泛關注。我國的循環流化床鍋爐技術是結合國外的先進技術研發而成的適合我國國情發展的燃煤新技術，隨著廣泛應用取得的經驗的增多，我國的循環流化床鍋爐在技術的改進和革新上有了長足進步，發展潛力巨大，然而在技術的細節優化方面還有不小的挑戰。

1 ?循環流化床鍋爐技術的發展現狀

迄今為止，流化床鍋爐技術經過了50多年的發展，已經初步成熟，基本能滿足工業生產的需要。循環流化床鍋爐技術是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎上發展出來的較為先進的技術，在這之前，舊鍋爐的改造和新鍋爐的研發為此提供了數據和豐富的經驗。

在將流化床鍋爐技術投入使用的初期，由于國家的經濟和科技發展還有一定的缺陷，這一階段的任務主要是工廠舊鍋爐的改造，在此基礎上發展出了鼓泡床鍋爐（沸騰爐）。鼓泡床鍋爐的煤炭利用率很低，對環境污染較為嚴重[1]。隨著國民經濟的發展，流化床鍋爐技術進入了新階段，對鼓泡床鍋爐進行技術革新和升級，提高了燃料利用率，并在此基礎上研發出了新型鍋爐，進一步提高了生產效率。近年來，循環流化床鍋爐技術進入了工業生產領域，使得我國的工業生產發展突飛猛進，生產效率急劇提高，對生態環境的危害大大降低。目前，在研發工作人員的努力下，循環流化床鍋爐技術被大規模應用，由此可見，該技術的發展前景十分廣闊。

2 ?循環流化床鍋爐技術的特點

2.1 燃料利用率高

相比過去的鼓泡床鍋爐，循環流化床鍋爐的燃料利用率有了顯著提高。由于循環流化床鍋爐在燃料燃燒時，氣固混合好，燃燒的速率高，以及對飛灰進行再循環燃燒，在現有的技術基礎上實現資源最大化，損耗煤炭少，燃燒效率在95%～99%范圍內[2]。

2.2 燃料適應性廣

循環流化床鍋爐發展至今，已經能適應多數種類的燃料，這是循環流化床鍋爐技術能被市場廣泛采用的重要因素。在循環流化床鍋爐中實現了燃料與不可燃的固體顆粒如脫硫劑、灰渣等的良好配合，灰渣將燃料加熱到著火點開始燃燒，煤的燃燒又釋放出熱量，使床體保持一定的溫度。因此，循環流化床鍋爐的利用使燃料更容易燃燒，并且對燃料的適應性非常廣泛。

2.3 負荷調節范圍大、速度快

在床體的負荷壓力產生變化時，過去使用的鼓泡流化床鍋爐采用分床壓火技術，操作難度大，而循環流化床鍋爐將操作簡單化，只需調節給煤量、空氣量和物料循環量，負荷調節的速度快，調節范圍大大增加。

2.4 排放污染物少

對于工業生產來講，能夠降低對環境的污染代表生產技術的進一步優化。循環流化床鍋爐在污染物排放量上進行了技術性革新，通過一級飛灰分離循環燃燒技術，燃料燃燒時產生的有害氣體和其他有污染的副產物大幅度減少，對環境十分友好。

3 ?循環流化床鍋爐技術的發展前景

3.1 向超臨界、大型化方向轉變

循環流化床鍋爐現有的技術基礎基本能適應工業生產的需求，但對未來國家經濟的發展還不能完全跟上腳步，勢必要進行更高程度的技術革新。由于循環流化床鍋爐自身的燃燒特性，未來的鍋爐技術將朝著超臨界、大型化的方向發展。一方面，相對煤粉爐來說，循環流化床鍋爐爐膛內的溫度要低得多，鍋爐向超臨界方向發展能夠有效地調節水冷壁溫度。另一方面，循環流化床鍋爐床體的固體傳熱系數與鍋爐的溫度成反比，這樣的熱流分布特點有利于水冷壁的溫度控制。此外，循環流化床鍋爐爐膛內的溫度沿著爐膛的高度分布更加均勻，超臨界鍋爐的利用能夠有效控制水冷壁的吸熱量。這些因素能夠保證循環流化床鍋爐的應用效果，從而使現有的鍋爐技術向超臨界鍋爐的方向發展。

超臨界循環流化床鍋爐是優化現有的鍋爐技術的產物，應用于工業生產有其獨特的優勢。超臨界循環流化床鍋爐燃燒效率更高，同時容量相較之前顯著提高。這表明未來超臨界循環流化床鍋爐將朝著大型化方向發展，并且有希望在突破技術瓶頸后大規模應用于生產。

3.2 深度脫硫與脫硝

適應于當前國家經濟發展政策，循環流化床鍋爐技術的發展方向是脫硫與脫硝，對環境造成的污染降低到更小的程度。脫硫效率的提升能夠進一步減少SO2的排放量，而現有的循環流化床鍋爐技術在這方面正處于劣勢，面對現在環境污染日益嚴重的嚴峻形勢，鍋爐技術必須改進。

低溫燃燒是循環流化床鍋爐獨有的特性，這一優勢使得燃料燃燒的產生的副產物NOX含量相對較低。但就目前的發展形勢而言，國家對環境保護問題愈加重視，未來必將對污染物的排放標準提出更加嚴格的要求。因此，循環流化床鍋爐技術必須在現有的技術基礎上更上一層樓，才能更好地適應生產發展的需求。

3.3 提升防磨損技術

循環流化床鍋爐運行時，燃料高速運動帶來的巨大摩擦力和燃燒產生的高溫對鍋爐爐體的損傷十分嚴重，并且是不可逆轉的永久性傷害。這一缺陷使得鍋爐設備的壽命嚴重縮短，大大增加了生產的成本。因此，探究降低材料磨損的技術，研發更加抗磨損的爐體材料是未來循環流化床鍋爐技術的一個新的發展方向。

3.4 實現能源綜合性利用

煤炭等鍋爐生產應用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺問題十分嚴重，因此，如何實現能源的綜合性利用是循環流化床鍋爐發展面臨的一個技術難題。一方面，依靠現有的技術水平，研發人員可以考慮將部分低級能源想辦法利用起來，減小主要能源短缺帶來的生產壓力。另一方面，當前階段，循環流化床鍋爐燃燒燃料產生的大量灰渣還沒有一個很好的處理方式，就目前來看，這一問題擁有更加廣闊的發展前景，留給我們的還有很大的思考空間。

4 ?結語

綜上所述，目前，循環流化床鍋爐技術應用狀況良好，與工業生產發展基本能夠適應配合，在國家經濟發展進程中地位舉足輕重。但從長遠來看，該技術仍然有一定的缺陷。隨著國民經濟需求的日益增長和人們環境保護的提高，循環流化床鍋爐技術還有可優化的空間。總而言之，循環流化床鍋爐技術在未來更加廣闊的市場中有著非常好的發展前景。筆者堅信，循環流化床鍋爐在市場經濟的錘煉中必將實現技術的革新，在未來更好地促進工業生產的可持續發展，進而促進社會文明長足進步。

參考文獻

[1] 岳光溪，呂俊復，徐鵬，等.循環流化床燃燒發展現狀及前景分析[J].中國電力，2016，49（1）：1-13.

[2] 宋超.探究循環流化床鍋爐節能減排現狀及管理措施[J].科技風，2016（15）：113.