【正文】 %以上。同時，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的物料參于爐內(nèi)、外兩種循環(huán)運(yùn)行。 高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和運(yùn)行傳遞過程：在循環(huán)流化床鍋爐中，大量的固體物料化強(qiáng)烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料循環(huán)量，并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況，在這種組織方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量傳遞是十分強(qiáng)烈的，這就使整個爐膛高度的溫度分布均勻，實(shí)踐也充分證實(shí)際這一點(diǎn)。為了解循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)以及需要進(jìn)一步研究解決的問題，有必要對循環(huán)流化床鍋爐與其他爐型爐進(jìn)行比較。（OH2） CaO(S)+ MgO（S）+2 CO2（g） 500℃900℃ Ca（OH2） Ca0(S)+ H2O（g） 1 在通常燃燒溫度下，燃燒過程在不到200ms的時間內(nèi)就基本完成了（脫硫劑粒徑為10μm左右），脫硫劑燃燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，一旦脫硫劑燃燒生成CaCO，它就和反應(yīng)成硫酸鈣 2 CaO(S)+ SO2（g）+ O2（g） CaSO4（S）據(jù)煤粉爐噴鈣試驗(yàn)，最佳噴入溫度為1100℃左右，石灰石料度在810μm之間脫硫效率較佳，脫硫劑的利用率一般為20%，脫硫效率為50%。與煤粉爐一樣，脫硫劑進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐后大段燒形成氧化鈣，氧化鈣再與二氧化硫氣體反應(yīng)。同時由于固體物料在爐內(nèi)、外循環(huán)（通過分離裝置和回送裝置）脫硫劑在爐內(nèi)的停留時間大大延長，通常平均停留時間可達(dá)數(shù)十分鐘。 （3）各種形式鍋爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較： 鍋爐型號 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)YG35/39M3 循環(huán)流化床爐BG35/39M 煤粉爐L35/39W/I 鏈條爐鍋爐實(shí)際熱效率（%） 燃料種類貧煤貧煤貧煤低位發(fā)熱量（KJ/kg）217362200321736 鍋爐耗煤量（kg/h）495948838707 鍋爐耗標(biāo)煤（kg/h）368436776468 輔機(jī)耗電總?cè)萘浚↘W） 輔機(jī)耗電總?cè)萘空蹣?biāo)煤（kg）100235145 總耗標(biāo)煤（kg/h）387242186613 每噸汽耗標(biāo)煤（kg） 燃燒效率（%） 負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大小大對煤種變化的適應(yīng)性適應(yīng)了較單一煤種單一煤種操作維護(hù)水平一般高簡單鍋爐設(shè)備費(fèi)(本體)(萬元) 系統(tǒng)投資費(fèi)（萬元） 鍋爐鋼材耗量（噸）157165186 二氧化硫排放量加石灰石可脫硫全部排放全部排放二氧化氮排放量生成少生成多生成較多飛灰排放量較大大小 注：鍋爐投資按90年代初估價循環(huán)硫化床鍋爐與其他型式鍋爐比較 截面風(fēng)速m/ 截面熱負(fù)荷MW/ 3： 燃燒效率%8590959999 NO2排放PPM40060050200400600 爐內(nèi)脫硫效率 低8090 從上表可看出：循環(huán)硫化床鍋爐明顯優(yōu)于其他型式的鍋爐 五、循環(huán)硫化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：由于循環(huán)硫化床鍋爐獨(dú)特的流體動力特性和結(jié)構(gòu)，使其具備有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，以下分別加的簡述。在循環(huán)流化床鍋爐中按重量計，燃料僅點(diǎn)床料的1%3%，其它是不可燃的固體顆粒，如脫硫劑、灰渣或砂。循環(huán)流化床鍋爐既可用優(yōu)質(zhì)煤，也可燒用各種劣質(zhì)煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油頁巖、石油焦、爐渣樹皮、廢木料、垃圾等。循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高是因?yàn)橄率鎏攸c(diǎn)：氣、固混合良好，燃燒速率高，特別是對粗粉燃料，絕大部分未燃盡的燃料被再循環(huán)至爐膛再燃燒，同時，循環(huán)流化床鍋爐能在較寬的運(yùn)行變化范圍內(nèi)保持較高的燃燒效率。高效脫硫：循環(huán)流化床鍋爐的脫硫比其它爐型更加有效，典型的循環(huán)流化床鍋爐脫硫可達(dá)90%。當(dāng)然，脫硫劑顆粒的內(nèi)部并不能完全瓜，氣體在燃燒區(qū)的平均停留時間為34秒鐘，無論是脫硫劑的利用率還是二氧化硫的脫除率，循環(huán)流化床鍋爐都比其他鍋爐優(yōu)越。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，循環(huán)流化床鍋爐的二氧化氮排放范圍為50150PPM或40120mg/mJ。其他污染物排放低：循環(huán)流化床鍋爐的其他污染物如：CO、HCHF等排放也很低。給煤點(diǎn)少：循環(huán)流化床鍋爐因爐膛截面積較大，同時良好的混合和燃燒區(qū)域的擴(kuò)展使所需的給煤點(diǎn)數(shù)大大減少，只需一個給煤點(diǎn)，也簡化了給煤系統(tǒng)。此外，循環(huán)流化床鍋爐能直接燃用高水分煤（水分可達(dá)30%以上）。 易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用：循環(huán)流化床鍋爐因燃燒過程屬于低溫燃燒，同時爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件，使得鍋爐灰渣含碳量低，易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，負(fù)荷調(diào)節(jié)快：當(dāng)負(fù)荷變化時，當(dāng)需調(diào)節(jié)給煤量、空氣量和物料循環(huán)量、負(fù)荷調(diào)節(jié)比可達(dá)（34）：1，此外，由于截面風(fēng)速高和吸熱高和吸熱控制容易，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)速率也很快，一般可達(dá)每分鐘4%。1投資和運(yùn)行費(fèi)用適中：循環(huán)流化床鍋爐的投資和運(yùn)行費(fèi)用略高于常規(guī)煤粉爐但比配制脫硫裝置的煤粉爐低1520%。 循環(huán)物料的分離循環(huán)流化床鍋爐的分離裝置接工作溫度分為高溫、中溫和低溫分離，接分離的作用形式又可分為旋風(fēng)分離，慣性分離等。但使用高灰燃料時的磨損問題尚未解決。受旋風(fēng)分離器最大尺寸的限制，大容量循環(huán)流化床鍋爐必需配置多個分離器。負(fù)荷變化動態(tài)特性變差，故采用慣性分離器是值得探討的，因?yàn)閼T性分離器設(shè)備經(jīng)較簡單，體積小，結(jié)構(gòu)布置比較方便。此外不應(yīng)操付中，低溫分離器。 循環(huán)流化床的固體顆粒的濃度選?。貉h(huán)流化床內(nèi)固體顆粒濃度對燃燒過程，脫硫過程和傳熱過程都有很大影響。目前各循環(huán)流化床各制造廠家所采用的爐內(nèi)顆粒濃度的一個重要參數(shù)是循環(huán)倍率。在分析循環(huán)流化床鍋爐的工作過程時，不僅要考慮物料的內(nèi)部循環(huán)，亦要考慮爐外循環(huán)，在高風(fēng)速運(yùn)行時，物料內(nèi)循環(huán)更為顯著。爐內(nèi)受熱面布置和溫度控制為了保證循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)，在固體顆粒循環(huán)回路中必須吸一部分熱量。這兩種形式都可行的。從而改變爐內(nèi)吸熱量來控制床溫，否者僅需調(diào)節(jié)進(jìn)入流化床換熱器和熱接返回爐內(nèi)固體物料量的比例，便可控制床溫，相對比較靈活，特別適合于大容量循環(huán)流化床鍋爐。一般運(yùn)行風(fēng)速為410m/s/。截面熱負(fù)荷相應(yīng)增大，此時為了保證燃料和石灰石顆粒有足夠的停留時間和布置足夠的受熱面，必須增加爐膛高度。風(fēng)機(jī)功率會增大，廠用電也會相應(yīng)增加。返料機(jī)構(gòu)：在循環(huán)流化床中，被分離下來的固體物料必須通過返料機(jī)構(gòu)送回爐內(nèi)。（L閥）和流化床返料機(jī)構(gòu)，一方面調(diào)節(jié)物料流量，另一方面防止燃料在燃燒室反串型分離器，造成短路。 循環(huán)流化床鍋爐部件的磨損：由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的高顆粒濃度和高運(yùn)行風(fēng)速，鍋爐部件的磨損是比較嚴(yán)重的。在設(shè)計時，一般應(yīng)防止煙氣走廊突縮突擴(kuò)的形式。 低污染燃料：循環(huán)流化床鍋爐已獲得迅速發(fā)展。如降低NO床溫、煙氣再循環(huán)，注氨以及脫硫劑對NO2的影響等有待進(jìn)一步研究。 除塵：尾部煙道現(xiàn)在國內(nèi)大部分采用電除塵。 國內(nèi)： （1）主要有東北電力學(xué)院，于1986年7月與吉林鍋爐廠研制的10t/h鼓泡式循環(huán)流化床鍋爐，現(xiàn)已生產(chǎn)出120t/h系列產(chǎn)品，℃，同時，清華大學(xué)熱能系亦研制類似型式的循環(huán)流化床鍋爐。并獲國家專利，后與濟(jì)南鍋爐廠聯(lián)合開發(fā)35t/h，50、67130t/h系列循環(huán)流化床鍋爐，并采用一級萬葉窗，二級旋風(fēng)分離器的多級分離裝置，在山乘果熱電廠運(yùn)行。其基本構(gòu)思是采用二級分離：柱板慣性分離器加S型分離器優(yōu)點(diǎn)是阻力較低，已在中、日美分別申請專利。 （4）由浙江大學(xué)自80年代對循環(huán)流化床燃燒技術(shù)進(jìn)行研究開展了包括循環(huán)流化床特性、傳熱特性，脫硫硫硝特性，磨損特性，分離器，返料機(jī)構(gòu)，灰渣冷卻裝置、循環(huán)流化床汽、汽聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等方面的研究，并獲“高溫物料冷卻裝置”專利，目前與杭鍋廠與加拿大有關(guān)大學(xué)，公司進(jìn)行燃用高硫煤的220t/h循環(huán)流化床鍋爐的聯(lián)合開發(fā)?？傊?，90年代循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： （1）燃燒效率100% ；（2）電廠效率大于40%；（3）SO2排放小于10PPM；（4）NO2排放小于30PPM。實(shí)驗(yàn)表明：對相當(dāng)一部分煤而言，由細(xì)粒組成的煤水混合物被以較大體積的聚集狀態(tài)送入高溫流化床時，它們往往并不是在干燥后還原成細(xì)顆粒，而是迅速形成具有一定強(qiáng)度和耐磨性的較大塊團(tuán)。對于這種現(xiàn)象，我們稱為凝聚結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。煤水混合物凝聚團(tuán)的存在，對保證流化床的穩(wěn)定運(yùn)行造成很大影響。 但凝聚結(jié)財現(xiàn)象的存在，對保證了燃料即使在較高的運(yùn)行風(fēng)速下也不會被揚(yáng)析。它不但為在流化床內(nèi)組織正常燃燒提供了有利條件，而且為在較高的斷面熱負(fù)荷下降低流化床燃燒過程中燃料的揚(yáng)析損失創(chuàng)造了有利條件。這一損失值得注意。即粒度大的較集中分布于爐底。這樣大凝聚團(tuán)在形成后甚至還未干燥，就很快沉積到流化床底部的布風(fēng)板區(qū)域。傳熱過程和顆粒運(yùn)行以及相互的作用。不斷堆積，不斷破壞了流化床底部的流化質(zhì)量，逐漸擴(kuò)大由底部向上擴(kuò)張到整個床層，從而導(dǎo)致整個流化床不能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。密度大的顆粒將趨于在床層下部分布、而密度小的顆粒將趨于在床上部分布，在實(shí)用中可選擇了密度大，耐磨性好，價謙效果的燃料價為流化床的基本床料，由這種床料組成的流化床具有較高的表觀密度。使凝聚團(tuán)有機(jī)會通過燃盡，磨損，破碎等過程逐漸消失，從而對流化床的穩(wěn)定燃燒不構(gòu)成威脅。為充分利用煤水混合物的凝聚團(tuán)特性，使燃料從流化床內(nèi)形成較大的粒度的凝聚團(tuán)從而減少可燃物的揚(yáng)折損失，提高燃燒效率，可采用較大的給料粒度，使在燃燒過程中除極少數(shù)細(xì)顆粒燃料被氣流帶出流化床外，而大多數(shù)燃料都以凝聚團(tuán)形成在床內(nèi)逐步燃燒，從而保證很高的燃燒效率。在常規(guī)的流化床燃燒中，燃盡的灰渣除部分被氣流帶走外，相當(dāng)部分在床內(nèi)不斷地積累。對于異重流化床方案，采用連續(xù)排渣有一定缺點(diǎn)， 缺點(diǎn)之一：是采用的大密度床料將隨灰渣排出流化床，如不能回收，則會使消耗太大，運(yùn)行成本過高，如要回收會使工藝設(shè)備過分復(fù)雜。因此采用不排渣運(yùn)行，能防止床料流失，保證床層性質(zhì)的穩(wěn)定外，另一個很大優(yōu)點(diǎn)是能避免燃料流失，可采用大粒度給料，燃料的揚(yáng)折量可大大減少，并可使燃料團(tuán)有足夠的時間停留在爐內(nèi)逐步燃盡，從而保證燃燒效率的提高。為進(jìn)一步降低NOx 排放量，采用分級配風(fēng)，可使流化床層的過量空氣系數(shù)控制在1以下，形成還原區(qū)，燃料燃盡所需的另一部分空氣在床層上部以二次風(fēng)形成送入爐膛，這樣在流化床層內(nèi)由于處于還原區(qū)，可抑制了NOx的形成，并可增強(qiáng)NOx的多相反應(yīng)（NOx與焦碳，）的還原反應(yīng)，進(jìn)一步NOx排放量進(jìn)一步降低。傳統(tǒng)的流化床燃燒脫硫通常采用脫硫劑（石灰石）直接送入爐內(nèi)經(jīng)高溫全段完后分解成氧化鈣，氧化鈣再與燃燒中生成的二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣以固體灰渣排出爐外。這樣燃料進(jìn)入爐內(nèi)后形成均勻頒脫硫劑的煤水混合凝聚團(tuán)，可在爐內(nèi)有很工的停留時間，采用此法后，可以將較小的脫硫粒度，以提高脫硫的得用率，同時又得到充分反應(yīng)，從而達(dá)到高效脫硫的目的。 影響脫硫效果的各種因素： 一、含硫量的影響：二氧化硫排放與煤的含硫量成正比。 二、床溫的影響床溫的影響主要在于改變脫硫劑的反應(yīng)速度，固體產(chǎn)物分布及孔隙堵塞特性，從而影響脫硫效率和脫硫劑利用率。 三、粒度的影響采用較小的脫硫劑粒度時，循環(huán)流化床脫硫效果較好，因?yàn)榉蛛x和返料系統(tǒng)保證了細(xì)顆粒的循環(huán)。循環(huán)流化床中一般處于氧化性氣氛中，適當(dāng)提高過量空氣系數(shù)對脫硫效率有好處。 六、床內(nèi)風(fēng)速的影響對于循環(huán)硫化床鍋爐來講，從操作角度看改變風(fēng)速即意味著改變負(fù)荷。 七、循環(huán)倍率的影響隨著循環(huán)倍率的升高，脫硫效率達(dá)到80%時所需的石灰石投料量也下降，就是說，循環(huán)倍率越高，因?yàn)轱w灰的再循環(huán)延長了石灰石在床內(nèi)的停留時間，提高了脫硫劑的利用率，尤其是對較小顆粒，由于硫酸鹽化反應(yīng)速度相對較慢，如延長至一小時，可以提高其利用率，所以提高循環(huán)倍率同是還提高了懸浮窨的顆粒濃度使脫硫效率提高。在循環(huán)硫化床鍋爐中，懸浮空間內(nèi)顆粒濃度較高，同時懸浮段的利用也增加了二氧化硫的反應(yīng)時間，循環(huán)流化床由SO2停留時間是以爐膛高度，與表現(xiàn)氣速之比來衡量的爐膛高度應(yīng)保持SO2停留時間不少于34秒，但也不能過長。美國電站循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中得出這樣經(jīng)驗(yàn)：給煤的前、后墻1:1分配最佳，前墻和回路密封器2:1給煤欠之。而全部由前墻給入時NOx SO2都是最高。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)表明：前后墻平衡給煤時，脫硫劑利用率最高，SOx排放量適中。 十、負(fù)荷變化的影響一般認(rèn)為，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷變化在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時，脫硫效率是基本垣定的，不過有時在較為極端的情況下，如負(fù)荷突降情況下，由于床溫、氣速、流體動力因素及出相區(qū)中煙氣中SO2析出濃度變化比較大，可能會造成脫硫效率明顯下降。當(dāng)會運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐NOx及N2O排放水平分別為50150PPM和25100PPM 氮氧化物排放量最主要的特性是其對燃燒，床溫和空氣量的敏感性較強(qiáng)。另一方面運(yùn)行床溫的控制還受負(fù)荷及燃燒效率的制約，床溫速低則CO濃度增高，盡管有利于NOx的還原，都帶來了不完全燃燒，因此最佳床溫為850℃左右時，燃料氮回N2O轉(zhuǎn)化率為最高，此時N2O可達(dá)200250PPM. （二）過量空氣系數(shù)的影響如不實(shí)施分段燃燒，則總的過量空氣系數(shù)對NOx和N2O有類似的影響。因過量空氣系數(shù)過小或過大，CO濃度都升高，這對NOx和N2O的還原和分解都有利，%或CO≈的1%區(qū)域，低氧燃燒（爐膛出口O22%時）可減少5075%的NOx排放。 （三）脫硫劑的影響加石灰石脫硫劑的目的是降低SO2排放，然而它都對NOx排放有明顯影響，造成NO上升。因燃料中氮主要以芳香環(huán)和胺兩種形式存在，在揮發(fā)分析出及燃料時。六、實(shí)施注氨的影響循環(huán)流化床則比較適用采取此法：最常用的還原劑是氨和尿素，對脫氮氧化物至關(guān)重要。 綜上所述對循環(huán)流化床鍋爐降低NOx和N2O的措施主要由： （1）低過量空氣系數(shù)（2）空氣分段給入（3）選擇催化還原（如注氨等）（4）選擇非催化還原（如注液氨、尿素等）（5）煙氣后燃（注入碳?xì)淙剂显斐煞蛛x器內(nèi)局部高溫以分解N2O）。 吳縣市政府適應(yīng)開發(fā)區(qū)建設(shè)的需要，于一九九二年明確建設(shè)供電、供熱、節(jié)能、環(huán) 保的熱電廠工程?？紤]到當(dāng)時國產(chǎn)CFBC鍋爐尚處于開發(fā)階段，初期供熱用戶還不足，確定先期兩機(jī) 兩爐投產(chǎn)。電廠投產(chǎn)后影響正常運(yùn)行的問題主要發(fā)生在“鍋爐島”設(shè)備上。收集循環(huán)灰的旋風(fēng)分離器阻力達(dá)2400Pa，造成引 風(fēng)不足，出力僅65t/h，達(dá)不到75t/h額定出力。3 爐投產(chǎn)后，在可能的范圍內(nèi)對2爐進(jìn)行技術(shù)改造，消除缺陷，做