能源与环境是当今社会发展的两大问题。我国是产煤大国，也是用煤大国，目前一次能源消耗中煤炭占76%，在今后若干年内还有上升的趋势，而其中84%的煤炭又直接用于燃烧，其燃烧效率不高，污染严重(我国每年排入大气的87%的SO2和67%的NOx均来源于煤的直接燃烧)。可见，发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当前亟待解决的问题。 循环流化床锅炉技术是近些年来国际上迅速发展起来的新一代高效低污染清洁燃煤技术，它不但能达到低NOx排放、90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，与层燃炉和煤粉炉相比，还具有燃料适应性广、负荷调节性能好。灰渣易于综合利用等优点。国际上该项技术在电站锅炉、工业锅炉、废弃物处理利用、石油、化工、冶金、能源、环保等工业领域中的气相加工和固相加工过程得到广泛应用。可以预见，循环流化床技术必将在未来的几年得到飞速发展。
l、循环流化床锅炉在国内外的发展
1.1循环流化床锅炉在国外的发展
1921年12月德国人温克勒发明了第一台流化床，该流化床使用的是粗颗粒床料。1938年12月麻省理工学院的刘易斯和吉里兰发明了快速流化床。循环流化床真正成为具有工业实用价值的新技术是在20世纪50、60年代。60年代末，德国鲁奇公司(Lurgi)发展并运行了 Lurgi/VAW循环流化床锅炉的氢氧化铝焙烧反应器。1979年芬兰奥斯龙(Ahlstrom)公司生产了20t/h的循环流化床锅炉，1982年德国鲁奇(Lurgi)公司的第一台50t/h的商用循环流化床锅炉投入运行，这标志着作为煤燃烧设备的循环流化床锅炉诞生了。通常把第一代流化床锅炉称为鼓泡床锅炉(又称沸腾床)；循环流化床锅炉称为第二代流化床锅炉。两者之间既有联系，也有差别。随后，循环流化床技术迅速发展起来，尤其在国外发展很快，并向大型化方向发展。目前国外主要开发研制单位和生产厂家有德国鲁奇公司、芬兰奥斯龙公司、美国巴特尔研究中心、美国福斯特·惠勒公司、德国巴布科克和斯坦缪勒公司、瑞典斯图特斯维公司。
1.2 循环流化床锅炉在国内的发展
我国的循环流化床燃烧技术的发展相对较晚，但进步很快。早在20世纪60年代初就开始发展鼓泡(流化)床锅炉，但循环流化床锅炉的起步却较晚，1981年国家计委下达了"煤的流化
床燃烧技术研究"课题，标志着我国循环流化床锅炉的研究和产品开发技术正式启动。直到1989年11月第一台由中科院与济南锅炉厂共同研制的35t/h循环流化床锅炉在山东明水电厂投入运行。近几年国内在开发和研制循环流化床锅炉技术方面发展迅速。中国科学院、清华大学、浙江大学、西安热工研究所、西安交通大学、哈尔滨工业大学。华中科技大学等科研单位和高校与锅炉厂合作开发和研制出多种技术的35t/h、65t/h、75t/h、120t/h、220t/h中压、次高压及高压循环流化床锅炉。1991年，锦西热电厂的75t/h循环流化床锅炉投入运行。1992年哈尔滨锅炉厂与美国PPC公司合作设计和生产国内首台220t/h循环流化床锅炉。到目前为止，已经投运的最大机组是装在四川内江的进口410t/h(100MW)奥斯龙循环流化床高压电站锅炉。
2、循环流化床锅炉的特点
2.1 循环流化床锅炉的基本特点
循环流化床燃烧锅炉的基本特点可概括如下：低温的动力控制燃烧；高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程；高强度的热量、质量和动量传递过程。
2.2 服务器硬件监控循环流化床锅炉的主要优点
1)燃料适应性广
这是循环流化床锅炉的主要优点之一。循环流化床锅炉中按质量百分比计，燃料仅为床料的1%～3%，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气一固和固一固混合非常好。因此，即使是很难着火燃烧的燃料，进入炉膛后由于很快与灼热的床料混合。所以能被迅速加热至高于着火温度，这就决定了循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。循环流化床锅炉既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤秆石、煤泥，以及油页岩、泥煤、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。
2)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高温旋风分离器，携带出炉膛的粒子被高温旋风分离器捕集，并直接送回燃烧室下部循环再燃烧。其燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高，燃烧效率通常在97.5%～99.5%范围内。在燃烧优质煤时，燃烧效率与煤粉锅炉持平；燃烧劣质煤时，循环流化床锅炉的燃烧效率约比煤粉炉高5%。
3)利于控制SO2和NOx的排放
循环流化床燃烧温度一般为900℃左右，采用石灰石作为床料添加剂时，炉内脱硫效果好,在Ca/S为1.5赤纬角计算公式～2.5时可达到90%的脱硫效果；而鼓泡流化床锅炉达到90%脱硫效率则需Ca/S为2.5～3甚至更高。有时即使Ca/S比更高，鼓泡流化床锅炉也不能达到90%的脱硫效率。与燃烧过程不同，脱硫反应进行得较为缓慢。在鼓泡流化床锅炉中，气体在燃烧区域的平均停留时间为1～2s，而在循环流化床锅炉中则为3～4s，停留时间更长，反应较充分。另外，循环流化床锅炉中石灰石粒径一般为0.1～0.3mm；而鼓泡流化床锅炉中则为0.5～1mm。粒径小反应比面积大，反应充分。循环流化床锅炉一般采用分级燃烧，燃烧温度不高，NOx的生成量显著减少，循环流化床锅炉烟气中NOx的浓度为50～150ppm。
4)灰渣综合利用性能好
循环流化床燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含炭量低，易于实现灰渣的综合利用。另外炉内加入石灰石后，灰渣成分也有变化，含有一定的CaSO4和未反应的CaO。循环流化床锅炉灰渣可以用于制造水泥的掺合料或者其他建筑材料的原料，有利于灰渣的综合利用。同时低温烧透也有利于提取灰渣中的稀有金属。
铜制品制作5)负荷调节性能好
循环流化床锅炉由于截面风速高和吸热控制容易，所以负荷调节快。负荷调节范围可低至10%～25%；负荷调节速度可达(5%～10%)/min。
2.3 循环流化床锅炉的缺点
循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉的基础上发展起来的，它几乎可以消除鼓泡床锅炉所有的缺点。但是最近几年的发展和实践表明，循环流化床锅炉也有其自身的缺点，有待进一步研究解决。
1)循环流化床锅炉部件的磨损和腐蚀严重
由于循环流化床锅炉内的流速高、颗粒浓度大、为控制NOx的排放而采用分级燃烧时，炉膛内存在还原性气氛的区域等因素，会造成受热面与吊挂管的磨损与腐蚀，膜式水冷壁的变截面处和裸露在烟气冲刷中的耐火材料砌筑部件亦有磨损。研究表明，磨损与风速的3石次方成正比，与浓度成正比。
在这方面应注意加强试验以及计算机数值试验方面的研究，以解决循环流化床锅炉发展过程中的这一重大问题。
2)N2O防火拉链生成量高
流化床燃烧技术可有效地抑制NOx、SOx排放，但是，又产生了另一个环境问题，即排放N2O问题。循环流化床燃烧过程中N2O生成量一般达200ppm，比鼓泡流化床锅炉和高温煤粉炉要高很多。N2O是一种对大气臭氧层有很强破坏作用的有害气体。近年来的研究结果表明，通过对燃烧工况的调整，能较好地控制N2O的生成量。
3)耗电量大
循环流化床锅炉的分离循环系统比较复杂，布风板及系统阻力增大，锅炉自身耗电量大，约为机组发电量的7%左右，导致运行费用增加。
4)床温过高光电眼
循环流化床的设计床温一般为850～900℃，而实际运行中的床温一般在950℃以上，甚至更高，超过1000℃。对于易结焦的煤来说，这个问题非常突出。
5)分离装置和返料机构
以目前循环流化床锅炉的运行情况看，高温旋风分离器还是比较成熟的，但燃用高灰燃料时分离器的磨损问题尚未解决，而且分离器的体积也十分庞大，基本上和炉膛直径相近。受旋风分离器最大尺寸的限制，大容量循环流化床锅炉必须配置多个分离器。由于旋风分离器内村有较厚的防磨耐火材料，热惯性大，因此延长了启动时间，负荷变化动态特性变差。
在循环流化床中，被分离下来的固体物料必须通过返料机构送回床内。但由于返料机构中的温度很高，采用机械阀门之类的调节装置，会很容易产生卡死、转动不灵活等现象，并且还会产生严重的磨损问题。所以，目前般采用非机械阀。总之，开发相应合适的返料机构是非常必要的。
3结 语
微拟球藻作为新一代高效低污染清洁燃煤技术，循环流化床锅炉技术发展迅速。与层燃炉和煤粉炉相比，有着比较突出的优点，但同时也存在着自身的缺点和不足，有待各科研单位、制造厂、用户共同协作，充分发挥各自优势，解决尚存在及以后可能出现的问题。
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