【正文】 排放低，克服了鼓泡床鍋爐埋管磨損，燃燒效率和脫硫效 率低等缺點(diǎn)，也克服了高倍率循環(huán)床粒子濃度過(guò)高、磨損嚴(yán)重，以及高溫分離器體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力損失大等缺陷，形成了一種典型的循環(huán)床鍋爐型。燃燒室溫度保持在 850℃ 左右、一次風(fēng)量為 60％，二次風(fēng)為 40％，湍流床流化速度為 ／ s二 次風(fēng)在湍流床上方送入。為了防止磨損，此段的氣流速度小于 ／ s，并在屏式過(guò)熱器迎煙氣流第一排管焊有防磨筋片。 采用中 溫旋風(fēng)分離器。分離灰再燃用德國(guó)煙煤， 飛灰循環(huán)倍率為 15 時(shí)，飛灰含量為 4％，循環(huán)倍率超過(guò) 20 之后對(duì)碳的燃燼度影響不大。對(duì)煙煤， Ca/S=2時(shí)，脫硫效率達(dá) 90％。其缺點(diǎn)是塔式布置、流速低、爐膛高大、鋼耗較大，爐內(nèi)對(duì)流受熱面煙氣含塵量高，為防止磨損．此區(qū)域內(nèi)的對(duì)流受熱面往往需作成管板式特殊結(jié)構(gòu)。沸騰爐爐篦上堆放厚度為 300~500mm，粒徑為 0~10mm的料層，爐篦下逐步加送入風(fēng)量，開(kāi)始時(shí)由于風(fēng)量少，隨著汽流速度的增大，氣流通過(guò)料層的真實(shí)速度和料層的阻力都隨著增大，而料層高度保持不變，當(dāng)送入風(fēng)量大到能把所有的顆料都吹動(dòng)時(shí)，此時(shí)風(fēng)使得整個(gè)料層中顆粒上下翻動(dòng)，進(jìn)入沸騰狀態(tài)，料層為沸騰狀態(tài)時(shí)隨著流速的增大，料層的阻力保持不 變，而沸騰層高度 H則隨著提高，當(dāng)沸騰狀態(tài)時(shí)，顆粒間的空隙增大。沸騰狀態(tài)下，氣流通過(guò)料層的阻力不變，是由于料層隨氣速度增大顆粒間的真實(shí)流速不變的結(jié)果。 燃燒效率高，絕大部分未燃燼的燃料被再循環(huán)至爐膛，因而其燃燒效率可與煤粉爐相媲美，通常達(dá)到 %~%。 燃燒速率高，特別是對(duì)粗顆粒燃料 。為了提高吸收劑的利用率，將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。采用低溫燃燒技術(shù)和分段燃燒，可使 NOX排入量低于 200mm，在燃燒過(guò)程中，同時(shí)脫硫，省去昂貴的脫硫裝置。 燃料制備和給料系統(tǒng)簡(jiǎn)單可燃和 10~25mm 以下的煤粒一個(gè)給料點(diǎn)就可滿(mǎn)足 100~135T／ H 當(dāng)量的需求。 循環(huán)床排出的灰渣，由于低 溫?zé)?，活性好，可用作混合料和其他建筑材料，這樣可減輕灰渣的二次污染。膜式壁采用懸吊結(jié)構(gòu)，省煤器及空氣預(yù)熱器采用支撐結(jié)構(gòu)，燃燒室為膜式壁。燃燒室側(cè)水冷壁、分離器側(cè)水冷壁、前分離器的后水冷壁向上延伸組成側(cè)墻，和頂部汽冷包墻以及分離器頂棚、燃燒室頂棚構(gòu)成過(guò)頂煙道。省煤器、空預(yù)器均為護(hù)板爐墻。省煤器為 f 32180。 5的五管圈兩管組構(gòu)成；初級(jí)過(guò)熱器為 f 38180。其中末級(jí)過(guò)熱器和初級(jí)過(guò)熱器位于汽冷包墻內(nèi)。燃燒室 標(biāo)高21000mm以上由水冷屏將燃燒室前后方向分為兩部分，通過(guò)前后分離器阻力設(shè)計(jì)不同以及水冷屏的分隔作用解決前后分離器煙氣平衡問(wèn)題。 投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，循環(huán)流化床鍋爐投資和運(yùn)行費(fèi)用略高于常規(guī)煤粉爐，但比配備常規(guī)脫硫裝置的煤粉爐低 15~20％。 燃燒熱強(qiáng)度高，一般高于常規(guī)同容量分爐為 4~6MW／ M2左右。循環(huán)床可燃用煤粉爐和鏈條爐的燃料，還可以燃用上述鍋爐不能燃用的劣質(zhì)燃料，古石、油頁(yè)巖、無(wú)煙煤，焦煤末、石油焦、高硫煤和低 熔點(diǎn)煤等。 CaCO3 500900℃ CaO(s)+CO2(g) CaO(s)+SO2(g)+(1/2)O2(g) CaSO4(s) 循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)特點(diǎn)： 能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決能源供應(yīng)和滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 30％ ~100％。 清潔燃燒，脫硫率可達(dá) 80％ ~95％， NOx排放可減少 50％ 。此時(shí)固體顆粒和空氣一起具有流體一樣的流動(dòng)性。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 21 頁(yè) 共 59 頁(yè) 循環(huán)流化床鍋爐原理 循環(huán)流化床燃燒（ CFBC）技術(shù)系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所攜帶的稠 密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù) 。 Circofluid鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn) ： Circofluid 型鍋爐為塔式布置，懸浮段上部有大量的屏式對(duì)流受熱面 (煙氣溫 度 900~1500℃ )，因此近 85~90％的熱量均在爐膛內(nèi)吸收，能在 50100％負(fù)荷范圍內(nèi)保持過(guò)熱汽溫不變。這兩種飛灰再循環(huán)燃燒相結(jié)合，保證了燃燒效率高達(dá) 98~99％。送灰器采用具有自平衡能力或稱(chēng)自動(dòng)調(diào)整型的 Fluoseal流化密封送灰器。過(guò)?？諝庀禂?shù)為 。懸浮段出口煙溫為 800900℃ ，出口飛灰濃度為 ~／ Nm3，循環(huán)倍率 10~20，煙氣在床內(nèi) (進(jìn)人屏式受熱面前 )的停留時(shí)間保證有 4秒鐘。 燃燒室下部為湍流床，膨脹后床高約為 ，此處的粒子濃度為 1t／ m3左右。 Babcock和 VKW公司 德國(guó) Babcock和 VKW公司開(kāi)發(fā)的 Circofluid循環(huán)鍋爐后高膨脹湍流床，或稱(chēng)低倍率循環(huán)床鍋爐。 脫硫效率和石灰石利用率高，當(dāng) Ca/S=~ 時(shí)，脫硫效率為 85~90％， NOx， SO2及粉塵排放低。 爐膛出口布置高溫旋風(fēng)分離器。因此，在燃燒室下部的密相區(qū)為低氧燃燒，形成還原性氣氛。運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)燃料量和通過(guò)外部流化床熱交換器的熱灰流量，控制蒸汽溫度和燃燒溫度。 典型的 Lurgi 型鍋爐床主要由流化床燃燒室、高溫旋風(fēng)分離器、外部流化床熱交換器 (Extermal Heater Exchanger，也稱(chēng)外置式冷灰床 )、流化密封送灰器及尾部對(duì)流煙道等組成。其第一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐于 1986年投產(chǎn)，安裝在美國(guó) Scottpaper電站，容量為 65MW，燃用無(wú)煙煤矸石。同時(shí)，這臺(tái)鍋爐也為開(kāi)發(fā)更大容量 (400600MW)的產(chǎn)品做了很多論證工作和前期準(zhǔn)備工作，如爐膛下部 (密相區(qū)部分 )的“褲?rùn)?quán)”型設(shè)計(jì)，以及內(nèi)置式流化床熱交換和水冷壁擴(kuò)展受熱面的試驗(yàn)研究工作。高灰分、高含硫量的次煙煤 (接近于揭煤 )，也燃用當(dāng)?shù)責(zé)捰蛷S的高硫渣油。參數(shù) , 545／ 540℃ ，主要燃用洗煤泥．也試燒過(guò)城市污泥、石油焦、褐煤等。 1990年，由美國(guó) ABBCE公司生產(chǎn)的 500t/h(185MW) Lurgi型循環(huán)床在美國(guó) TexMex電廠投運(yùn)。 1992 年 ,德國(guó) Lurgi、 Lentjes和 Babcock等 3家公司將各自在燃煤流化床燃 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 17 頁(yè) 共 59 頁(yè) 燒技術(shù)方面的業(yè)務(wù)合并，成立了 LLB 公司專(zhuān)門(mén)從事循環(huán)床鍋爐的開(kāi)發(fā)與工程應(yīng)用，擁有 Lurgi 型和Circofluid型循環(huán)床鍋爐技術(shù)，居國(guó)際領(lǐng)先地位。 3）起到控制床層厚度的作用。 鍋爐主給水的一旁路接入，出水再并入主給水，整個(gè)裝置內(nèi)壁襯有防磨材料，底部是定向噴嘴及風(fēng)箱。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 16 頁(yè) 共 59 頁(yè) 爐底部的排灰是控制床層厚度，調(diào)節(jié)燃燒的需要，回收 850℃ 排灰中的熱量又提高鍋爐效率的手段，干排灰又是綜合利用的要求，國(guó)內(nèi)目前 沒(méi)有一套應(yīng)用在 CFB爐上的干排渣系統(tǒng)運(yùn)行，國(guó)外在早期設(shè)計(jì)大多采用水冷螺旋輸送機(jī)，目前仍在運(yùn)行，由于這是種熱的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備易出現(xiàn)磨損和其他機(jī)械故障，設(shè)計(jì)中一般都考慮設(shè)備或出力備用，現(xiàn)在經(jīng)改進(jìn)的第二代風(fēng)冷卻干排灰裝置已使用，這一設(shè)備的主要設(shè)計(jì)思想就是設(shè)計(jì)成熟狀態(tài)下工作的機(jī)械設(shè)備。 AHLSTROM在爐膛中部設(shè)有 Л 管 過(guò)熱器 。制作時(shí)整個(gè)旋風(fēng)分離器分成 4塊，焊完銷(xiāo)釘后，充填防磨材料，烘干成型運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)組裝。 AHLSTROM 和 FW 公司在爐膛底部的密相區(qū)，爐膛頂煙氣轉(zhuǎn)彎處，旋風(fēng)分離器及 J閥等部位主要應(yīng)用了防磨銷(xiāo)釘和專(zhuān)用防磨耐火材料的技術(shù)。國(guó)外各個(gè)鍋爐廠商都經(jīng)歷了不斷改進(jìn)完善的過(guò)程。 燃燒中加入石灰石的粒度分級(jí)是影響脫硫率的一個(gè)重要因素，但石灰石的優(yōu)劣及燃燒溫度也將影響Ca／ S和脫硫率。對(duì)某種 AY＝ ％的煤。 上述各項(xiàng)中 1）與 2）隨鍋爐容量增大而上升， 3）卻不然，鍋爐容量增大，總輸入熱量與受熱面的比例倒反而下降，可采用如下方法解決 ： 增加燃燒室高度 ， 改變長(zhǎng)寬比 ； 爐頂采用過(guò)熱器，擴(kuò)展受熱面，改變循環(huán)倍率。 2）燃燒中煙氣帶走熱量 。爐底排灰應(yīng)用了灰冷卻器（ STRLPPER COOLER）其中由水冷壁構(gòu)成的灰箱，鍋爐主給水引出一分支來(lái)冷卻，出水再并入主給水，底部進(jìn)風(fēng)將爐膛排入的灰流化，使用定向噴嘴將粗粒排出，細(xì)灰返回爐膛 。爐膛出口接蒸汽管旋風(fēng)分離器，其又作為第一級(jí)過(guò)熱器分離出的物料通過(guò) J 型閥返回到爐膛給煤及石灰石在爐前由熱風(fēng)送入，便于擴(kuò)散開(kāi)和燒濕煤 。 CYCLONE 排出的熱煙氣 經(jīng) 對(duì)流尾部受 熱面排出，尾部布置有過(guò)熱器，省煤和空氣預(yù)熱器，排煙溫度 140℃ 。國(guó)內(nèi)鍋爐類(lèi)似于第一類(lèi) 。這一時(shí)期西方國(guó)家對(duì)環(huán)境治理提出了更高的強(qiáng)制的要求。 2）爐內(nèi)對(duì)流受熱面外含塵量高，煙速高時(shí)磨損嚴(yán)重。此種分離器用鋼外殼與一層碳化硅或剛玉磨層即可。相應(yīng) 滿(mǎn)負(fù)荷的循環(huán)倍率為 15 左右。一次風(fēng)率為 55~60％，二次風(fēng)率為 40~％。 主要特點(diǎn)： 1）爐子下部為湍流床，膨脹后約高 。如果效率低則其后的過(guò)熱器，省煤器的磨損將嚴(yán)得影響鍋爐的安全運(yùn)行。二級(jí)分離器設(shè)在省煤器之后，由百葉窗與旋風(fēng)分離 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 12 頁(yè) 共 59 頁(yè) 器組合而成。磨損問(wèn)題通過(guò)在濃相區(qū)水冷壁上敷設(shè)保護(hù)層等手段已經(jīng)得到控制。 燃煤經(jīng)布置在 米運(yùn)轉(zhuǎn)層上的四臺(tái)螺旋給煤機(jī)，通過(guò)落料管運(yùn)至主燃燒床上部，在風(fēng)力的吹播作用下，進(jìn)入稀相區(qū)。大量飛灰濃度很高的煙氣離開(kāi)爐膛后，通過(guò)前后兩級(jí)平面流分離器，在熱態(tài)下將飛灰分離。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 11 頁(yè) 共 59 頁(yè) 爐型簡(jiǎn)介 四川鍋爐廠與清華大學(xué)在聯(lián)合開(kāi)發(fā)出 35T／ H中壓循環(huán)流化床鍋爐的基礎(chǔ)上，又研制出 75T／ H次高壓循環(huán)流化床。被捕集的顆粒通過(guò) J型無(wú)機(jī)械密封閥送入燃燒室。燃煤經(jīng)三臺(tái)給煤機(jī)由爐前送入燃燒室。該爐燃燒主要由爐膛，轉(zhuǎn)彎煙室、旋風(fēng)分離器和返料機(jī)構(gòu)組成。其中有的已投入運(yùn)行。 國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品比較 八十年年初，國(guó)內(nèi)就開(kāi)始研制高效、低污染的循環(huán)流化床鍋爐。在上述冷態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立循環(huán)流化床熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)循環(huán)流化床的燃燒特性、傳熱特性以及降低污染排放的特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，并建立循環(huán)流 化床鍋爐的綜合模型，進(jìn)行理論計(jì)算。目前，西德、北美采用該鍋爐正在運(yùn)行的電廠．經(jīng)工業(yè)試燒考核，這種鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，負(fù)荷為 25％，鍋爐也能運(yùn)行，負(fù)荷調(diào)節(jié)速度為每分鐘 5％負(fù)荷；燃料適應(yīng)性好，燃燒效率大于98— 99％，熱效率為 92％；鈣硫摩爾比為 ，脫硫效率大于 90％；由于燃燒溫度低．約 850900℃左右，所以 N02排放量低于 200ppm。循環(huán)流化床技術(shù)與鼓泡流化床技術(shù)一樣，原出于化學(xué)工業(yè)中的一種燃燒工藝技術(shù)。他將燃燒產(chǎn)生的煙氣引入一裝有焦炭顆粒的爐室的底部，然后觀察到了固體顆粒因受氣體的阻力而被提升 ,形成一個(gè)“流化”的床體。它具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石爐內(nèi)脫硫、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)濕式脫硫、爐內(nèi)噴鈣脫硫、 CFB技術(shù)的分析研究表明：從設(shè)備投資和年運(yùn)行費(fèi)用看，尾部煙氣脫硫和爐內(nèi)噴鈣方案的設(shè)備投資高，年運(yùn)行費(fèi)用也較高，且目前設(shè)備需進(jìn)口，另外石灰石 石膏法還受到場(chǎng)地的制約； CFB設(shè)備投資與原煤粉爐方案相比增加較少，而國(guó)內(nèi)已引進(jìn)了成熟的10MW等級(jí) CFB技術(shù)，鍋爐設(shè)備國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)成熟，有利于降低設(shè)備成本。特別是在 300MW及以上等級(jí)的大型燃煤鍋爐中，基本采用了尾部煙氣脫硫方案。顯示了 CFB鍋爐低污染物排放的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，可向爐內(nèi)加入石灰石脫硫。投資回收期＝投資／年收益＝ 。通過(guò)對(duì)該廠發(fā)電廠記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算分折，對(duì)節(jié)能效益及投資回報(bào)做出以下評(píng)價(jià)： 節(jié)能效益 采用循環(huán)流化床鍋爐后，從 2020年 1月到 7月，累計(jì)的節(jié)能效益為 110萬(wàn)元。同鼓泡床相似，在流化床鍋爐的爐膛底部存在一個(gè)物料濃度較大的密相區(qū)，物料成分主 要是灰和添加劑（如細(xì)河沙、脫硫用石灰石等），爐膛運(yùn)行溫度一般控制在 850900之間。 流化床鍋爐的出現(xiàn)既節(jié)約能源又能緩解污染問(wèn)題 循環(huán)流化床鍋爐是從鼓泡床沸騰爐發(fā)展而來(lái)的一種新型燃煤鍋爐技術(shù)，它的工作原理是：將煤破碎成 0— 10mm的顆粒后送入爐膛，同時(shí)爐膛內(nèi)存有大量床料 (爐渣或石英砂 )，由爐膛下部配風(fēng)，使燃料在床料中呈“流態(tài)化”燃燒，并在爐膛出口或過(guò)熱器后部安裝氣因分離器 (一般均采用旋風(fēng)分離器 )，將分離下來(lái)的固體顆粒通過(guò)回送裝置再次送入爐膛燃燒。尾部煙氣脫硫 (FGD)，尾部煙氣脫硫，煙氣脫硝等技術(shù)設(shè)備投資巨大，運(yùn)行費(fèi)用高。低 NOx煤粉燃燒器在無(wú)煙煤燃燒上有很大的局限性，因?yàn)闊o(wú)煙煤著火困難，所以在燃燒器設(shè)計(jì)上必須以滿(mǎn)足盡快著火為第一準(zhǔn)則，而這與控制 NOx生成在本質(zhì)上是矛盾的。另外， NOx與 S02和粉塵共存，在粉塵中重金屬元素