循环流化床锅炉的特点
循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。 1.1 独特的燃烧机理
固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。
流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。
1.2 锅炉热效率较高
由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高
度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。
1.3 运行稳定，操作简单
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。
90年代循环流化床在国内
应用初期，由于研究、设计、制造、安装、运行等各方面经验的缺乏，其应用
中的确存在着连续运行时间短、出力不够、点火难、磨损严重、易结焦、辅机故障率高等许多问题，但经过十多年各方面不断完善化工作，不仅可以保证连续运行时间高于4000h，对有经验的设计、制造、安装和运行单位而言其他问题也已克服。只要保证不间断的给煤，保持炉膛膛压稳定，控制好炉膛温度，在30～100％BMCR的负荷下连续稳定运行不成问题。
1.4 燃料适应性广，对煤炭供应市场波动有较强的适应性
在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1～3％，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣等。因此，加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈，这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用，把煤料加热到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，因而对床层温度影响很小，而煤颗粒的燃烧，又释放出热量，从而能使床层保持一定的温度水平，这也是流化床一般着火没有困难，并且煤种适应性很广的原因所在。循环流化床锅炉具有很高的燃烧热强度，其截面热负荷为4－6MW/m2，是链条炉的2－6倍，其炉膛容积热负荷为1.5－2MW/m3，是煤粉炉的8－11倍，因此它几乎可以燃烧在煤粉炉或
链条炉中难以点燃和燃尽的贫煤、无烟煤、煤矸石等一切种类的燃料，并达到很高的热效率，这对于燃用当地劣质燃料、应对煤炭供应紧张形势有重要意义。分宜国产首台410t/h具有自主知识产权的循环流化床锅燃用当地劣质煤，热值在12000～21000Kj/kg之间大幅波动，但循环流化床锅炉始终基本稳定运行，其优越性非常明显。而链条炉、煤粉炉由于煤种变化较大，不是达不到出力，就是频繁发生灭火、结焦等故障。
1.5 污染物排放量低
循环流化床内的燃烧温度可以控制在850～950℃的范围内稳定而高效燃烧，这一燃烧温度抑制了热反应型NOx的形成，同时采用分级燃烧方式向炉膛内送入约30～40％的二次风，又可控制燃料型NOx的产生。只要操作得当，运行平稳，可以控制NOx的排放量小于200～300mg/Nm3，其生成量仅为煤粉炉的1/3－1/4。
由于飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用；另外，已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5～2.0时，
脱硫率可达85～90％。而鼓泡流化床锅炉，脱硫效率要达到85～
90％，钙硫比要达到3～4，钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。根据煤中含硫量的大小直接向炉膛内喷入或在给煤中掺入一定量的0～1mm的石灰石粉，可以脱去在燃烧过程中生成的SO2，脱硫效率可达到90％。
1.6 燃烧强度高，炉膛截面积小
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。其截面热负荷约为3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉炉。同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2～3倍。
1.7 床内不布置埋管受热面
循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，因而不存在鼓泡流化床锅炉的埋管受热面易磨损的问题。此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉、结焦处理时间短，可以长时间压火等。
1. 前言
中国是目前世界上经济发展最快的国家之一。在过去30年里，我国经济一直保持9.7%年平均增长率.未来几十年内，我国经济仍将保持高速上升的发展势头。而这种发展势头却给我们带来了严重的环境污染问题。目前我国化石燃料的利用现状是今后很长一段时间仍会以煤炭为主,据专家预测到2050年,我国的一次能源仍将以煤炭为主.而且环境污染严重且用能效率较低.为了解决这个矛盾,使能源生产利用与环境相协调，实现可持续发展战略，响应党中央提出的建设环保节约型社会的号召,我们必须发展清洁煤燃烧技术.而循环流化床燃煤技术正是清洁煤利用技术的重要形式。本文主要针对循环流化床锅炉的特点和发展趋势做了综合阐述。
2 循环流化床锅炉特点
2.1循环硫化床锅炉的工作原理
循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的一项新型燃烧技术。循环流化床燃烧特点有三,其一,是一种低温的动力控制燃烧;其二,是一种高浓度、高速度、高通量的固体液态化循环过程;其三,是一种高强度的热量、质量和动量传递过程.这种燃烧方式是炉内燃料在一种特殊的类似液体流动的状态下，炉膛内部分较细颗粒被烟气携带通过炉膛，部分固体颗粒产生回流，被携带出的颗粒经气固分离器再回送炉内反复燃烧，多次循环。由于循环流化床中燃料及脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应，且炉内紊流运动强烈，因而能达到相当高的脱硫效率和燃烧效率。
2.2 循环流化床锅炉的优点
循环流化床锅炉具有如下优点【1】【2】【3】：
2.2.1对燃料适应性广
在循环流化床锅炉中按质量百分比计，燃料仅占床料的1%～3%，其余为灼热的床料，循环流化床内的特殊气固流动
特性使得气—固相和固—固相混合得非常好，因此，即使是很难着火的燃料，进入炉膛后也能很快与灼热的床料混合，被迅速加热至着火温度以上，而床层温度没有明显的降低.上述特点可以使得流化床既可以然用有质煤,也可以使得循环流化床锅炉几乎可以很容易地燃用各种劣质燃料。
2.2.2 脱硫效率高，污染物排放率低
和 是煤燃烧中产生的主要污染性气体，这两种气体对环境和人类的健康都能产生严重危害。由于炉内温度对脱硫有利，且脱硫剂多次循环，炉内扰动很大，与烟接触时间长，故可以在较低的Ca/S比下，达到较高的脱硫效率。另外循环流化床锅炉采用较低的床温 790℃至900℃)，可以获得较高的脱硫效率(在850℃床温下脱硫效率最高).经验表明,循环流化床锅炉的 排放范围为50~150ppm.循环流化床锅炉 排放低是有以下两个原因:一是低温燃烧,此时空气中的氮很难转化为 ;二是分段燃烧,抑制燃料中的氮转化为 ,并使部分已生成的 得到还原.
2.2.3燃料预处理系统简单
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm,与一般的煤粉炉相比,燃料的制备破碎系统都大为简化.此外,即便是燃用高水分煤,也不需要专门的处理系统.
2.2.4燃烧强度高,炉膛截面积小
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床的主要有点之一.循环流化床锅炉的截面热负荷约为3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉.同样热负荷鼓泡流化床需要的炉膛截面积要2~3倍于循环流化床锅炉.
2.2.5燃烧效率高
在循环流化床锅炉中，燃烧区域扩展到整个炉膛乃至气固分离器，携带出炉膛的颗粒被气固分离器捕集，并直接送回燃烧室下部循环再燃烧，使燃料可以在炉膛停留较长的时间有利于充分燃烧;在某些循环流化床锅炉中，从分离器逃逸的细颗粒在尾部烟道被安装在那里的回收设备所收集，并回送到燃烧室燃烧进一步降低了不完全燃烧损失，提高了燃烧效率。
目前国内循环流化床锅炉中,高循环倍率循环流化床锅炉(循环倍率在20上)占主流地位,而循
环倍率的提高将极大的提高炉膛燃烧效率.因而循环流化床锅炉的燃烧效率可以达到煤粉炉的水平.
2.2.6负荷调节范围大,负荷调节快
当负荷变化时,只需调节给煤量、空气量和物料循环量,不必像鼓泡流化床那样采用分床压火技术.一般而言,循环流化床锅炉的负荷调节比可达(3~4):1. 另外循环流化床锅炉由于截面风速高和吸热控制容易，所以负荷调节很迅速,负荷调节速度可达5%～10%/min。当循环流化床锅炉用作电站锅炉时,电站供电负荷是个随时间变化的实时变量,要求锅炉的负荷能迅速调节相适应.而循环流化床锅炉上述特点可以有效的满足电站负荷实
时变化的需求.
2.2.7炉内不布置埋管受热面
循环流化床锅炉一般不在下部固体浓度较大的密相区布置埋管受热面，而是采用水冷壁和上部对流辐射受热面或者外置换热器来吸收气固混合物的热量，因此可相对降低对受热面的磨损。此外,由于炉内没有埋管受热面,启动、停炉、结焦处理时间短,同时长时间压火后可直接启动.
高效脱硫剂
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