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循环流化床锅炉的特点及其运行中的优化调整

循环流化床锅炉的特点及其运行中的优化调整 济南市南郊热电厂 牛国华

摘要 循环流化床锅炉作为一种相对新兴的炉型具有常规的锅炉无法相比的优势和突出的特点，结合循环流化床锅炉的特点和燃烧、传热特性，对于充分发挥其优势，提高运行的经济性尤为重要。 关键词 循环流化床锅炉 燃烧和传热 运行优化调整 一、循环流化床锅炉的特点

(1)燃料适应性广，几乎可以燃烧各种煤，这对充分利用劣质燃料具有重大意义。

(2)环保效益突出，低污染-由于该炉系中温[(850－900)℃]燃烧和分级送风[二次风率(40％～50％)]，在这种状况下非常有利于炉内脱硫和抑制氮氧化物（N0x）。脱硫剂随固体物料多次循环，所以具有较高的脱硫效率(Ca／S比为2时，脱硫效率可达90％)，使烟气中的S02和N0x的排放量很低，环保效益显著。

(3)负荷调节性能好，循环流化床锅炉比常规锅炉负荷调节幅度大得多，一般在30－110％，这一特点非常适应热负荷变化较大的热电厂。

(4)燃烧强度大和传热能力强-由于未燃烬碳粒随固体物料的多次循环，使飞灰含碳量下降，保证了燃烧效率高，可与煤粉炉媲美。

(5) 造价相对便宜，由于燃烧热强度大，循环流化床锅炉可以减少炉膛体积，降低金属消耗。

(6)灰渣综合利用性能好，炉内燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，活性较好，可以用于制造水泥的掺合料或其它建筑材料，有利于综合利用。 (7)存在着磨损、风帽损坏快、自动化水平要求高、理论和技术尚不成熟，运行方面还没有成熟的经验。

二、循环流化床锅炉的燃烧和传热特性 (一)燃烧特性

(1)循环流化床锅炉燃烧技术最大特点是通过物料循环系统在炉内循环反复燃烧和中温燃烧。循环流化床燃烧时由于流化速度较快，绝大多数的固体颗粒被烟气带出炉膛，在炉膛出口处的分离器将固体颗粒分离下来并经过反料器送回炉床内再燃烧，如此反复循环，就形成了循环流化床。由于循环燃烧使燃料颗粒在炉内的停留时间大大增加，直至燃尽，流态化的燃烧是以高扰动、固体粒子强烈混合以及没有固定床面和物料循环系统为其特征，被烟气携带床料经气固分离器后，返回床内继续燃烧。物料的这种多次循环和炉膛内固体粒子剧烈碰撞混合，提高了燃烧效率和锅炉的燃烧效率。

循环流化床的床温一般控制在850－900℃左右。送入布风板下的一次风量是用来流化物料，而二次风是沿着炉墙从不同高度送入称作分级送风，床内惰性热物料在任何时候都占全部床内固体物料的97％－98％，床内的

含

碳量只占1．95％～2．18％，因而可以将燃烧温度控制在850℃～900℃范围内以保证稳定和高效的燃烧。由于床内98％以上惰性热物料的巨大热容量以及流态化燃烧过程，使得燃烧热强度增大，其炉膛截面热强度可达3～8MW／m2(300MW机W型煤粉炉为4．71MW／m2)，炉膛容积热强度可达1．5～2MW／m2，是煤粉炉的8～11倍。 (3)循环流化床锅炉的炉内燃烧过程

1煤粒在循环流化床内燃烧大致经历四个过程：

a.干燥和加热--历时约0－3s，加热速率可达100－1000℃／min； b．挥发份析出和燃烧--历时约10－15s； c，膨胀和一次破碎--在挥发份析出过程中发生； d．焦炭燃烧和二次破碎、磨损--这一过程比较复杂。

上述过程有时并不依次发生，更多时候是前一个过程还没结束，后一过程已经开始。其中，最为复杂的是焦炭的燃烧过程。 2燃烧过程中煤颗粒尺寸的变化

循环流化床锅炉燃烧室内煤颗粒尺寸在燃烧过程中不断减小是该炉与化工领域内的普通循环流化床反应器之间的重大差别。

新鲜煤粒在炉内所经历的一次破碎、二次破碎及磨损过程，是煤颗粒尺寸变化的主要原因。一次破碎是煤的挥发分在析出过程中，煤粒内部压