张宏 刁志伟 李愿

中盐吉兰泰盐化集团有限公司热电厂 内蒙古阿拉善盟 750336

循环流化床（简称“CFB”）锅炉技术由于具有煤种适应性好、燃烧过程污染控制性能优等突出优点，已成为世界各国在解决劣质煤燃烧、固体废弃物焚烧方面的首选技术。近年来，我国在超临界CFB锅炉技术领域取得十分显著的进展。继2013年投运世界首台600MW超临界CFB锅炉后，截止到2019年6月，国内又投运了30余台350MW超临界CFB电站锅炉，使我国的超临界CFB锅炉的总装机量占世界同类锅炉装机量的70%以上，这表明我国在大型燃煤CFB锅炉制造与运行技术方面居世界领先水平。随着我国节能减排要求的不断提高，未来的大型循环流化床锅炉，尤其是660MW超超临界CFB锅炉将要求具有更高的锅炉热效率、更高的蒸汽参数以及更低的污染物排放，因此亟需对国内外现已投产的三十余台超临界CFB电站锅炉的设计、运行等特性进行分析总结，为我国未来更高参数的超超临界CFB锅炉研发提供重要的技术参考。

1 循环流化床锅炉技术的特点

（1）燃料利用率高。流化床系统可以设计成诱导特定的强制循环，即循环流化床锅炉，如“内部循环”或“外部循环”，靠近主燃烧室是一个大型旋风分离器，用于分离返回到流体中的较大固体颗粒。燃料燃烧时，在一次风的流化及二次风的参混作用下，气固混合良好，燃烧的速率高。（2）污染物排放少。对于工业生产来讲，能够降低对环境的污染代表生产技术的进一步优化。对于循环流化床锅炉来讲，燃料及脱硫剂在流化床状态下经多次循环，反复地进行低温燃烧和脱硫反应，床层内气、固两相扰动强烈，混合均匀，在炉内能达到 90%的脱硫效率，并且低温燃烧抑制了 NOx 的生成，燃烧时的有害气体和其他有污染的副产物大幅度减少[1]。

2 循环流化床锅炉节能减排措施

2.1 床温控制

一次风体积流量变化对床温影响比较大，而二次风体积流量对床温的影响相对较小。当一次风体积流量增加时，由于短时间内增强了床料的流化速度，但同时也带走了燃烧热量，所以床温在一次风体积流量增加初期，床温基本不变，而后随着一次风体积流量的增加而降低，可见床温随一次风体积流量的变化不是单调关系，如果单纯用床温的控制来修正一次风体积流量，燃烧控制系统是不稳定的。因此，采用一次风调节成为控制床温的主要手段，同时调节一、二次风配比，在采用一次风控制床温的同时，相应改变二次风体积流量，保证锅炉的总风量不变，维持烟气氧量的恒定和床温在合理范围内[2]。

2.2 底渣及排烟余热回收

CFB锅炉灰渣显热损失通常占锅炉热效率的1%-2%，个别燃用高灰分煤种的CFB锅炉，灰渣显热损失可达5%-10%，甚至更高。CFB锅炉热效率普遍低于同容量煤粉锅炉，主要是由于CFB锅炉灰渣显热损失较大造成。目前，回收底渣显热损失的主要方式是采用汽轮机侧的冷凝水，通过滚筒冷渣器冷却高温底渣，回收的热量全部进入回热系统。这种热回收方式，由于又带来额外的冷源损失，使得从底渣回收的热量只有10%-15%的热量真正回收到热力系统。目前某些CFB锅炉采用的低温省煤器也有类似问题。采用回热水或除盐水回收的烟气余热，由于余热温度低，无法进入锅炉，只能进入回热系统，导致回收热量中的绝大部分（85%以上）又通过冷凝器损失到大气环境中去而无法真正回收利用。为解决上述问题，需要开发一种能将底渣余热和烟气余热回收到锅炉系统的先进换热装置及系统[3]。

2.3 CFB锅炉炉内燃烧均匀性问题

实炉运行及现场测试发现，超临界CFB锅炉由于炉膛容积大，需要控制的运行参数多，为保证较高的锅炉热效率（设计热效率比亚临界CFB锅炉平均高1%-2%）和较低的污染物排放，在锅炉设计与运行方面必须重点关注炉内燃烧均匀性问题。炉内燃烧均匀性，主要涉及到布风（包括二次风）均匀性和给煤、返料的均匀性问题。目前，国内投运的超临界CFB锅炉，凡是采用链式输煤机作为第二级炉前给煤系统的，每个给煤口的给煤量都无法精确控制，导致不同给煤口的给煤量偏差较大。其次，由于炉膛截面大，布风板尺寸大，尤其在低负荷时，出现了布风均匀性问题和二次风射流穿透性问题。现场实测结果表明，二次风区域的风煤匹配不均匀性，会一直延续到炉膛出口，会造成分离器温升不均匀、返料量不均匀等一系列均匀性问题。此外，针对前墙给煤的锅炉燃煤颗粒在炉内的初始分布，也是需要进一步研究的问题。

3 结语

循环流化床锅炉由于具有燃烧效率高、污染排放低、燃料适应性广等优点，在我国得到了广泛的应用。但是，循环流化床锅炉在大规模商业化过程中仍存在着长期不能满负荷运行、燃烧效率低、分离器效率低、飞灰含碳量高、结渣、受热面磨损等问题，从长远来看，该技术仍存在一些不足。随着循环流化床锅炉技术更加广泛的应用于生产当中，在市场经济条件下必将实现技术创新，更好地促进未来工业生产的可持续发展，从而促进社会文明进步。