[科普中国]-流化床燃烧技术

简介

从本世纪六、七十年代，流化床从化学工业被引入锅炉行业，流化床技术飞速发展。六十年代鼓泡流化床锅炉投运，七十年代末循环流化床锅炉兴起，到八十年代较大容量循环流化床锅炉机组并网发电，再到九十年代增压循环流化床和内循环流化床等新型锅炉技术水平不断提高，都体现出流化床技术在加速发展1。

常规循环流化床技术在欧美日趋成熟欧美的常规流化床锅炉在设计和运行两方面已经积累了大量经验，技术水平日趋成熟。这主要表现在:

a.循环流化床锅炉的负荷越来越大。即将投运的C - E/Lurgi循环流化床锅炉容量810t/h，安装在美国德州，配250MW机组，是目前世界上容量最大的循环流化床锅炉。以目前的CFB锅炉设计和运行经验为基础，将CFB锅炉负荷增至400-500MW是完全有可能的。

b.锅炉排放量完全能够满足欧美锅炉的排放标准，达到了当初发展流化床燃烧技术是为了寻求一种清洁燃烧方式的目的。这一点是很重要的，是流化床赖以发展的原动力。

c.运行循环流化床锅炉的电厂的热效率，可以与煤粉炉相比美。现在配常规流化床锅炉的电厂热效率可达38%，随着分离技术的改进，可增至40%。

d.流化床的研究已向纵深发展。比如现在一些科技工作者在流化床锅炉燃烧后的炉渣上种植植物，然后给动物吃，以观察是否破坏了生物链。为将来大量发展流化床锅炉做准备。

新型循环流化床锅炉发展方兴未艾随着流化床燃烧技术向纵深发展，新型流化床锅炉也得到迅猛发展。

首先是增压循环流化床(PCFB)在近年来得到了大发展。这类锅炉的特点是可以得到较高的循环热效率。配PCFB锅炉(1MPa)电厂的热效率可达40%-42%。如果将压力增加到2MPa，效率还可能更高。此外，这类锅炉较常规流化床锅炉体积可以小些，初投资和运行费用更低，更易于操作和维护。目前在西欧，2MPa

的机组((1Mw)处于试验阶段;1MPa的机组处于示范阶段。瑞典ABB公司分别在瑞典、西班牙和美国建立了80Mw的示范电站，由于PCFB的实验室研究和三个示范机组的初步运行结果令人鼓舞，美国正在拟建ssolvtw的商用电站。日本与ABB公司合作，正设计ssolvtw的商用电站。这类锅炉的技术关键在于进入燃气轮机的烟气净化装置，即要基本维持原有的压力和温度，又要将杂质分离出去，这既需要有好的设计构思，又需要有特种钢材做保证。

另外还有烧生物燃料的流化床锅炉。比如东南亚等地区甘蔗渣比比皆是。掺入一定粒度和数量的砂粒做媒体，送入流化床可以很好的燃烧。目前，也有许多学者致力于不使用媒体。即100%烧生物燃料锅炉的开发研究工作。烧生物燃料还有一个好处就是较煤的流化床便宜。因为少了脱硫系统。再有就是化工厂的废液也可以用流化床燃烧。

总之，新型流化床的研制已成为流化床研究的热点。增压流化床锅炉是当前国际上公认的一种有前途的高效清洁燃煤发电技术。欧美计划在2000年左右要陆续建成几台大容量的增压循环流化床锅炉。在常规流化床中，也希望有20%的燃料来源于生初燃料。他们认为这样可以减少co ₂的生成量。对温室效应的减轻是有好处的。

流化床技术在我国的发展我国鼓泡流化床锅炉的数量很大，经过二、三十年的运行.积累了大量的经验。可以说在鼓泡床方面并不比西方差。中国跟着循环流化床的风潮开始陆续投运一些小机组参数的循环流化床锅炉但叹容量到技术方面都大大地落后于西方现在35t/h和75t/h循环流化床锅炉技术已基本成熟。

在中国发展流化床锅炉，应结台自己的特点，而不应盲目地跟着西方走下面谈几点这方面的体会。

a.循环流化床的倍率和分离器的效率 现在有一种观点。认为分离器效率越高、循环倍率越高.循环流化床锅炉的运行才越好。这种说法是带有片面性的。这种说法要成立，需要有高精度的自控设备作后盾。

当分离器效率很高时。分离器效率稍有变化.循环倍率变化就很大。比如分离器效率从0.98增到0.99，循环倍率增加了50。循环倍率变化大，回料时多时少，将使锅炉运行不稳定。为了保持循环倍率没有大的变化。必需配有高精度的自控装置.而我国绝大多数电厂都是由人来手控。以这样一种操作方式怎能适应循环倍率的变化。因此，在国内现有的自控水平下.应提倡低倍率。现在国外也有一些研究者注意到了这个问题.德国鲁奇公司新生产的锅炉.循环倍率己从100降至30。

b.脱硫 国外发展循环流化床的初衷。就是为了满足环保的要求脱硫脱氮采甲低温燃烧和适当的配给二次风.就会满足脱氮的要求脱硫却不然，脱硫裔要在雄烧盯回炉内投大量的石灰石。

c.锦州发电厂在5号炉安装次声波吹灰器已两年多了。两年来的维护量只是更换几台电机和正常的空气压缩机维护量。整体维护量很少。水力和蒸汽吹灰器需一个班组人维护。而且经常出现漏水、漏气、卡涩的现象，运行时还要有相应的人参加。每年的维护量和维护费用相当大。

d.由于次声波吹灰器是产生低频振荡，使炉内的空气与粉尘发生共振，使渣不易沾在受热面上和已结上的渣产生松动。渣掉下后是松软的，不易损坏锅炉本体与辅助设备。水力和蒸汽吹灰器吹下的渣比较硬。容易损坏锅炉本体和辅助设备。

e.水力和蒸汽吹灰器容易出现卡涩和吹坏受热面的现象。1993年2号炉由于水力吹灰不当使水冷壁爆管三次，对锅炉的安全、稳定、经济运行影响很大，也影响锅炉的寿命。而次声波吹灰器就没有这类问题2。

总结通过运行和试验来看，次声波吹灰器能抑制结渣，也能除渣。提高锅炉效率，从经济效益看，次声波吹灰器能代替原有的水力和蒸汽吹灰器，与之相比，可节约用水、蒸汽、和电能。也可节省大量的软化水。次声波吹灰器具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉、耗能少的优点，是一种很有前途的新型吹灰器。但是这种吹灰器还需要通过结渣性比较强的煤质各种炉型的考验，使之完善化、规范化3。