【正文】 時氣流對固體顆粒的夾帶作用很大，使大量未燃盡的燃料顆粒（包括部分未完全反應的固硫劑顆粒）隨煙氣一起離開爐膛，被煙氣氣流帶出爐膛的大部分物料顆粒經(jīng)過旋風分離器分離出來，再經(jīng)回料裝置送回爐膛底部的床層內，以維持爐內床料總量不變的連續(xù)工作狀態(tài)，加大可燃物燃燒深度和固硫劑的利用率，從而形成爐外的物料循環(huán)系統(tǒng)，這就是循環(huán)流化床。具有循環(huán)流化床的鍋爐稱循環(huán)流化床鍋爐。 循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室 （ 爐膛 ） 、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置 、尾部受 熱面和輔助設備等組成。一些循環(huán)流化床鍋爐還有外置流化床換熱器。 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 2 當爐排上的燃料燃燒所需要的空氣，以較低的風速從爐排進入燃料層，由于氣流的吹托力小于燃料的重力。燃料在爐排上靜止不動，進入燃料層的空氣只能從燃料顆粒間的縫隙中穿過，燃料層的高度沒有發(fā)生變化，稱為 固定床。采用這種燃燒方式的鍋爐稱為層燃爐。 煤粉沒有爐排，煤粉的顆粒很細，輸送煤粉的空氣和煙氣速度很高，氣流的吹托力大于煤粉顆粒的重力，煤粉和隨空氣或煙氣一起流動，這種狀態(tài)稱為氣力輸送，采用這種懸浮燃燒方式的鍋爐稱為室燃爐。 如果燃料的顆粒大小介于層燃爐和室燃爐燃料之間，氣流的吹托力與燃料顆粒在空氣中的浮力之和大于或等于燃料顆粒的重力時，燃料顆粒可以漂浮起來，燃料顆粒間的距離拉大，并能在一定高度的范圍作一定程度的移動。隨著氣流速度的提高，燃料層的厚度增加，燃料顆粒運動加劇，燃料顆粒上下翻滾，好像液體在沸 點時的沸騰現(xiàn)象。燃料在這種狀態(tài)下燃燒成為流化床（也稱沸騰床或鼓泡床）。流化床鍋爐通常燃用粒徑在 8 微米以下的煤末，燃料在鍋爐內進入流化后，燃料中粒徑小于 2 微米的細粉被氣流吹出流化段，進入流化段上部的懸浮段，并在那里進行懸浮燃燒，其余大部分顆粒較大的燃料則留在流化段，在流化狀態(tài)下進行燃燒。 循環(huán)流化床鍋爐 的 特點 循環(huán)流化床鍋爐 的 特點 a、 燃燒效率高 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率通常為 95％ — 99％。燃燒效率高的主要原因是氣固混合好、燃燒速率高、大量的燃料進行內循環(huán)和外循環(huán)重復 燃燒，從而使得煤粒燃盡率高。 b、 煤種適應性強 循環(huán)流化床鍋爐既可燃用優(yōu)質煤，也可燃用各種劣質煤。不同設計的循環(huán)流化床鍋爐，可以燃燒高灰煤、高硫煤、高水分煤、低揮發(fā)分煤、煤矸石、煤泥、石油焦、油頁巖甚至爐渣、樹皮、垃圾等。 c、 添加石灰石，有較高脫硫效果 ， 降低了氮氧化物生成量 循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒特點與石灰石最佳脫硫溫度一致，添加合適品種和粒度的石灰石， Ca/S 摩爾比在 — 時，可以達到 90％的脫硫效率。又由于物料在循環(huán)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。無論是脫硫劑的利用率，還是二氧化硫的脫硫率，循環(huán)流化床鍋爐較鼓泡西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 3 流化床鍋爐要優(yōu)越。 d、 負荷調節(jié)范圍大，負荷調節(jié)快 循環(huán)流化床鍋爐的負荷調節(jié)比可達到 （ 3— 4） ： 1， 由于截面風速高和吸熱控制容易，循環(huán)流化床鍋爐的負荷調節(jié)速率快，每分鐘可達 4%B— MCR。 e、 灰渣綜合利用，前途廣泛 爐內優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣含碳量低，灰渣量較 煤粉爐要多，灰渣作為水泥摻和料或建筑材料，容易實現(xiàn)灰渣綜合利用； 灰渣中有一定的硫酸鈣，可作各種建筑材料的摻合料，水泥行業(yè)、制磚行業(yè)利用灰渣前途最廣泛。 循環(huán)流化床鍋爐 的 主要性能 流化床燃燒技術是潔凈、高效的新一代燃煤技術。其經(jīng)歷了從鼓泡流化床到循環(huán)流化床的發(fā)展過程，鼓泡流化床在進一步大型化等方面受到限制，不適應發(fā)電鍋爐所需的容量和規(guī)模；循環(huán)流化床具有易于大型化等優(yōu)點，其容量可以達到當今煤粉爐容量的規(guī)模，世界上單機容量最大的循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機組已接近 300MW。 循環(huán)流化床具有煤種適應面廣、燃燒效率高以及爐內脫硫脫氮等特點，近二十年來，大容量的循環(huán)流化床燃煤鍋爐的應用和制造技術得到了大的進展，已投運的循環(huán)流化床鍋爐尚沒有采用超臨界蒸汽參數(shù)的，采用再 熱循環(huán)方式的也少見，主要注重其良好的環(huán)保效果。目前，正在設計發(fā)電功率為 300~400MW 的電站循環(huán)流化床鍋爐。Ahlstrom Pyroopower 公司提出今后的循環(huán)流化床鍋爐應達到以下技術指標： （ 1） 燃燒效率等于 100%； （ 2） 電廠效率大于 40%； （ 3） SO2排放小于 10ppm； （ 4） NOX排放小于 30 ppm。 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 5 2 循環(huán)流 化床鍋爐運行中問題 循環(huán)流化床鍋爐運行原理 循環(huán)流化床鍋爐運行與常規(guī)煤粉鍋爐在運行上的主要不同之處在于燃燒系統(tǒng)，其汽水系統(tǒng)的運行操作與煤粉爐的要求基本相同。 ．運行準備 從結 構和燃燒空氣動力特點出發(fā)循環(huán)流化床鍋爐投入運行前應滿足一定條件。 1． 1 冷態(tài)試驗 由于燃燒方式的特殊性，在完成循環(huán)流化床鍋爐安裝或大修后，需進行系統(tǒng)的冷態(tài)試驗，查明鍋爐本體設備和各輔助設備的實際狀況是否能滿足熱態(tài)運行要求，尤其應核實鍋爐各風機出力（流量、提升大壓頭）和風煙系統(tǒng)各部阻力；標定和校驗比例中給煤機、點火油槍特性及鍋爐熱工測量裝置等；檢查鍋爐冷態(tài)載料時的流化、物料循環(huán)等特性，為熱態(tài)流化燃燒運行做好準備工作。 耐火防磨材料養(yǎng)護 作為循環(huán)流化床鍋爐最主要的結構特點之一，在爐膛下部錐段、爐膛煙氣出口處 和循環(huán)灰分離、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。在新投運鍋爐首次點火投煤前或每次對耐火層進行較大范圍修補后，都必須按照耐火材料供貨商提供的養(yǎng)護工藝曲線進行嚴格的加熱養(yǎng)護，以保證耐火材料達到正常的設計使用壽命。為精確控制養(yǎng)護過程中的溫度變化率，一般宜采用燃油加熱方式養(yǎng)護。 冷態(tài)點火起動 循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)點火起動以流態(tài)區(qū)分，主要有鼓泡流化床點火和循環(huán)流化床點火；以加熱方式劃分，則有床（面以）上加熱、床下加熱和床下、床上聯(lián)合加熱的點火方式。 早期小容量循環(huán)流化床鍋爐采用鼓泡流化、床上加熱的方式從 冷態(tài)點火起動，由布置在流化床面以上的油燃燒器火焰加熱床料。在低速流化點火過程中，從分離下來的細小顆粒不斷地蓄積在循環(huán)灰回路中。當燃煤正常著火，下部床溫不斷升高而需要調節(jié)時，開啟回料閥，向爐內投循環(huán)灰，隨負荷相應提高流化運行風速，逐步從鼓泡床方式過渡到循環(huán)床方式運行。這種起動方式對點火加熱設備的要求比較簡單，但存在點火燃油熱量利用率低、操作經(jīng)驗水平要求高、床溫不易有效控制等缺點，尤其在給煤初著火瞬間的溫升速率極高，若操作不當，容易發(fā)生床體超溫結渣事故。同時，過高的溫升速率也會縮短爐內耐火防磨材料的使用壽命。 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 6 大容量循環(huán)流化床鍋爐多采用循環(huán)流化，床上加熱、床下加熱或聯(lián)合加熱的方式點火，一般仍由手動操作起。起動前的檢查、鍋爐上水等操作基本和常規(guī)煤粉鍋爐相同。 在風機正常起動后，手調引風機擋板，使爐膛出口壓力一般穩(wěn)定在 50Pa，布風板量最小通風量應為鍋爐 MCR 時風量的 20%~40%，并向爐膛給入粒徑小于 1mm 的河沙或稍粗的爐渣，回到至床壓顯示為 3kPa 左右，使床內物料循環(huán)流化運行，注意就地檢查調整循環(huán)回料閥風量。 在每次油燃燒點點火前，都必須對鍋爐通風吹掃。例如：吹掃風量之和必須大于MCR 時 50%的風量，吹掃時間應 長于 5min。此后可依次燃燒器（熱煙爐）和起動燃燒器，床內溫度升高至約 500~600℃（依燃用煤種而異）時，便可開始逐步投煉鋼運行。為了均勻加熱和使入爐煤盡快著火燃燒，同時避免床內積聚過多的固粒可燃物而引起爆燃或結渣，投煤采用間歇或脈沖加入的方式。開始給煤率約為 MCR 時的 10%~20%，最多多運行 90S，然后停機 90S。在停給煤機時應仔細觀測床溫和爐膛出口煙氣氧量，核查床溫至少應增加約 20℃，過剩氧量應降低幾個百分點。如確定床溫上升，氧量下降，則再次起動給煤機，重復上述過程。在第三次起動給煤機 90S，并經(jīng) 90S 的停煤觀察（實際運行中可根據(jù)具體情況，對啟停比例中給煤機的時間及給煤速率作適當調整），確認入爐煤已燃油量和調整運行風量。當床溫為 750~800℃時，開始逐個停運油燃燒器，逐步過渡到全燃煤穩(wěn)定運行。按鍋爐起動曲線我示繼續(xù)升溫升壓，直到所有系統(tǒng)都完全達到要求，投入石灰石脫硫。由 SO2信號調節(jié)控制投石灰石量。當床壓上升到 6kPa 以上時，投入底灰冷卻及輸送系統(tǒng)（相應的冷卻水系統(tǒng)應事先投運正常），該系統(tǒng)設備投運正常后，置于自動方式。負荷超過 80%MCR 時，將床溫調節(jié)器和過剩氧量調節(jié)器置于自動方式運行。 循環(huán)流化床 鍋爐可采用變壓或定壓方式起動，鍋爐參數(shù)變化速率因爐型不同而異，除受金屬承壓部件材料的限制外，還應考慮對爐內耐火材料的保護，對于高溫型高壓循環(huán)流化床鍋爐，應控制床溫升溫速率低于 ℃ /min，汽溫升溫速率低于 2℃ /min，汽壓升壓速率為 ~。這樣，從冷態(tài)點火至全燃煤帶滿負荷約需要10h 左右。 由于循環(huán)流化床內氣、固兩相混合物的熱容量比單相煙氣的熱容量大幾十倍甚至幾百倍，循環(huán)流化床鍋爐中燃料的著火、燃燒非常穩(wěn)定。在床內沿爐膛高度所進行的西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 7 燃燒和傳熱過程，基本上是在十分均勻的爐 膛溫度下 (一般為 850℃ ～ 900℃ )進行的，從而可使循環(huán)流化床鍋爐達到 98%～ 99%的燃燒效率。 然而 循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)過很長時間的發(fā)展和實踐表明，循環(huán)流化床鍋爐也有某些缺點。有的缺點是在發(fā)展中經(jīng)過不斷努力和實踐是可以 完善和克服的；有的缺點是該技術本身所固有的，難以克服。 循環(huán)流化床鍋爐運行中問題 分析 一次風機壓頭高，電耗大 a、 循環(huán)流化床鍋爐運行時的料層比鼓泡床鍋爐高，一次風機壓頭高。另外，還有送灰風機、二次風機，有的還有冷渣器風機。一般循環(huán)流化床鍋爐電廠的廠用電比煤粉鍋爐高 4％ — 5％。 燃燒室下部膜式壁與耐火防磨層交界處的磨損嚴重 a、 循環(huán)流化床鍋爐無埋管磨損問題，但是如果耐火防磨層與膜式壁交界處的結構處理不好，帶來的交界處管壁的磨損比鼓泡床鍋爐的埋管磨損更難處理。 耐火耐磨層 易 磨損、開裂和脫落 耐磨層作為循環(huán)流化床鍋爐最主要的結構特點之一，在爐膛下部錐段、爐膛煙氣出口處和循環(huán)灰分離、回送回路中均砌