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循环流化床锅炉优点综述 |
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| 循环流化床锅炉优点综述 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 14:05:48  |
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循环流化床锅炉燃烧技术是近30年发展起来的一项高效能，低污染清洁燃烧技术。自从1979年芬兰的奥斯龙公司第一台20t／h循环流化床锅炉问世以来，循环流化床引起了广泛的注意。我国也将循环流化床锅炉作为对传统层燃炉和煤粉炉的一个重大革新，列为国家“八•五”攻关的一种新型燃烧技术。这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域己得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展。可以预见，未来的几年将是循环流化床锅炉飞速发展的重要时期。
我国自六十年代就研制了常规的流化床锅炉，循环流化床锅炉是在流化床锅炉的基础上，采用飞灰再循环燃烧，保持了原有流化床锅炉的燃料适应性强、传热效果好、负荷调节方便等优点。普遍认为，对于75t/h容量以下的流化床锅炉采用带飞灰循环燃烧的常规流化床锅炉是较佳方案。
循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括省煤器、空气预热器等几部分。循环流化床的燃烧方式采用了低温、分级、循环燃烧的方式，既控制了NOx的生成，又可在炉内添加石灰石进行简单的炉内脱除SO2，具有较好的环保性能。
80年代初美国与加拿大爆发了“SO2大战”，双方都声称对方的SO2飞到了自己的国土上。美国以解决这一问题为契机，提出了洁净煤技术的计划，其中循环流化床燃烧技术被列为洁净煤技术之一越来越受到青睬。在以后不到二十年的时间里，循环流化床锅炉得到了迅速的发展，特别是在不断完善的基础上迅速向大型化发展。
循环流化床确实具有煤种适应性广、廉价脱硫、负荷调节能力强、热效率高等优点，下面对这些优点进行详细地分析。
1、燃烧效率高
国外的循环流化床锅炉效率能达到99％，我国循环流化床锅炉效率也能达到95～98％。能有这么高效率，很大一部分原因在于煤粒在循环流化床锅炉炉膛内能充分燃尽。
循环流化床锅炉燃烧属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产还设置三次风。一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是为了保证充足的氧量保证燃料燃尽；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗粒因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗粒离开炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。循环流化床锅炉一大特点是采用分离回料装置。分离回料装置有惯性分离和旋风分离两种。有的大型循环流化床锅炉还会采用两级分离，例如75t/h，130t/h炉采用两级分离，一级是炉室出口的惯性和百叶窗高温分离，二级是在省煤器后加旋风分离，末燃尽煤粒经旋风筒分离回流至燃烧室继续燃烧。
因为循环流化床锅炉高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此，循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传导等传热方式，大大提高了炉膛的传导效率，使锅炉达到额定出力。例如，一循环流化床锅炉炉渣可燃物仅1～2％，该锅炉效率就达88～90％。
2、煤种适应性强
循环流化床锅炉对低热值无烟煤、劣质煤、页炭、炉渣石矸等都有很好的适应能力，适应性比煤粉炉、层燃炉好。原因一个是循环流化床配备分离回料装置能够保证煤粒得到充分地燃烧，另外，循环流化床锅炉使煤粒在炉内产生一定的流化，保证煤粒能够得到充分燃烧。国产循环流化床采用较低流化速度（4.5m/s～5.5m/s）较低循环倍率约（10～20），能够减小分离受热面的磨损。此外，循环流化床锅炉不仅可全烧当地煤，还可掺烧邻炉（如链条炉）的炉渣。
3、添加石灰石，有较高脱硫效果
循环流化床炉内燃烧过程中产生氧化硫与流化床炉燃烧添加剂一氧化钙发生反应：
CaCO3=CaO+CO2
CaO+SO2+(1/2)O2=CaSO4
石灰石脱硫剂在多次循环过程中，延长了与烟气中SO2的接触时间，Ca/S比显著降低，即以少量的石灰石达到较高的脱硫效率，脱硫效果可达95％，产生硫酸钙随渣排出。这种低倍率循环流化床锅炉适用于20t/h、35t/h、65t/h容量等级的发电锅炉和工业锅炉的旧炉改造，在利用当地劣质煤资源方面尤效显著。另外，含有硫酸钙的灰渣是综合利用的好材料。
4、添加石灰石，降低了氮氧化物生成量
煤粒和添加的石灰石在炉膛内以800～900℃温度燃烧，可以控制NOX的生成。这是因为生成的NOX被炉子部未燃烧的碳或CaO还原，因此减少的NOX的排放。
5、系统简单，运行操作方便
从原煤到落煤经螺旋给煤机进入炉膛；一次风经布风板引入炉膛底部；煤粉（10mm以下）悬空燃烧；二次风从前后墙引入，起助燃搅拌作用；随烟气向炉膛尾部带起走的较大颗粒旋风分离器后返回到炉膛，循环燃烧，进入尾部烟道只剩下很小的灰粒。经过上述简单流程，锅炉即达到应当的蒸汽量，满足汽轮机蒸汽品质要求。经初步估算，使用流化床锅炉厂房，土建费用节约10％左右，与煤粉炉相比，设备费用节约20—30％，运行人员操作的辅机设备少，控制简单。
6、灰渣综合利用，前途广泛
灰渣中有一定的硫酸钙，可作各种建筑材料的掺合料，水泥行业、制砖行业利用灰渣前途最广泛。该炉型推广应用可减少除灰渣场地，对无灰场条件的中小城市而言，不仅可以大大改善环境条件，而且可以推进建材行业的发展，变废为宝，使煤炭发挥综合效益。
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