循環流化床鍋爐發展現狀以及未來

趙坤

摘 要：隨著人們對環境保護重視程度的提升，節能環保技術的應用成為很多行業提升自身競爭力的主要手段，而對循環流化技術的開發和應用符合社會發展的需求。該技術是有助于實現煤清潔燃燒、促進煤炭行業可持續發展的重要技術，具有節能、環保、高效、安全等優點，循環流化床技術是具有高負載調節要求和頻繁負載變化的峰值發電廠的最佳選擇。

關鍵詞：循環流化床;鍋爐發展;展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.031

0 引言

采用循環流化床技術的鍋爐的優點如下：（1）具有更廣的使用范圍。該技術能夠燃燒劣質煤，故相比傳統燃煤爐，在負荷適應性和灰分綜合利用方面優勢明顯。（2）低溫燃燒技術，對鋼的要求不高。（3）脫硫效率高，可有效地減小煤炭燃燒過程中產生的煙氣對大氣的污染。雖然在實際應用中循環流化床鍋爐具有較大優勢，但其在使用中仍存在一些問題，如設備表面磨損嚴重、排渣問題明顯、爐子啟動用時較長、鼓風室積灰嚴重等，因此，有必要對循環流化床技術的特點和規律進行探討，并對鍋爐薄弱環節強化管理，確保鍋爐運行的安全穩定性。

1 循環流化床鍋爐發展現狀

我國循環流化床技術始于上世紀80年代，歷經40余年的發展，我國現今的循環流化床鍋爐已有最初的小容量蒸汽鍋爐逐漸向大型超臨界鍋爐發展，目前，我國現有的循環流化床設計理論正逐步走向世界。隨著我國工業現代化建設進程的逐步推進，工業建設對能源的需求量也在不斷地提高，而我國的能源分布以及供應情況決定了煤炭資源依然是我國現今工業建設方面最為主要的能源支撐。在實際應用中，由于高灰以及硫分含量高于1%的高硫煤使用最為廣泛，據資料顯示，灰分高于20%的使用煤約占總用煤量的一半以上。而循環流化床燃燒具有更為廣闊的燃料適用性、環保型、經濟性和負荷調節性，故現今循環流化床已經成為工業生產中所使用的大規模清潔設備。據2018年公布的資料顯示，我國循環流化床燃燒鍋爐發電容量已達1億kW，總鍋爐臺數超過3000臺，居世界第一。

2 循環流化床鍋爐的特點

2.1 循環流化床鍋爐的燃料適應性

燃燒室、分離器及返料器是循環流化床鍋爐中的主循環回路，當燃料在鍋爐內燃燒時，鍋爐內會積存大量的灰分以及脫硫石灰粉，這些積存的雜質會造成鍋爐燃燒室下部出現鼓泡床，上部出現快速床，由于鍋爐下部的熱物料能夠為染料的著火提供熱源，因此，在實際中對與燃料的要求不高。循環流化床鍋爐在運行過程中，由于系統在流化工程中氣固混合現象強烈，有助于燃燒反應速度的加快。據實驗研究，在800-900℃條件下，鍋爐的燃燒最為穩定，此時將石灰石加入鍋爐內，則石灰石內碳酸鈣能夠在高溫條件下分解產生氧化鈣，進而吸收燃料燃燒所產生的二氧化硫。此外，由于低溫燃燒形成的多孔灰顆粒對重金屬有很強的吸附能力，煙氣中重金屬排放低。所以循環流化床是適應劣質煤的低成本污染控制的潔凈燃燒技術。

2.2 循環流化床鍋爐的環保性能

因為循環流化床鍋爐在運行時能夠運用低溫燃燒以及爐內脫硫技術，故煤炭在燃燒后產生的煙氣中氮化物以及二氧化硫的含量都較低。CFB協作網公布的資料顯示：循環流化床鍋爐機組所產生的污染物量濃度較低。資料顯示，2017年，循環流化床鍋爐機組排放煙氣經處理后二氧化硫濃度低于50mg/Nm3，氮化物的排放濃度小于15mg/Nm3。

2.3 循環流化床鍋爐的負荷調節性

由于循環流化床鍋爐結構內的布風板上設置有許多循環床料，能夠積存能量，因此，在小負荷條件下依然可完成燃煤的點燃，這也就使得鍋爐可在低負荷條件下保持穩定的運行狀態。

從表1中能夠得知，循環流化床鍋爐機組最小負荷遠低于設計負荷（300MW），故其能夠在電網負荷調峰中發揮較大作用。

3 循環流化床鍋爐發展展望

隨著全球能源危機的加劇，各行各業開始逐步將節能環保技術的使用作為自身的核心競爭力，而循環流化床在此背景下具有較好的發展機遇。例如，因為循環流化床能夠適應各種類型的燃料，故其可以把城市產生的垃圾作為燃料，不僅有助于減輕環境壓力，還能夠為工業發展提供動力;此外，社會對環境質量的要求不斷提升，各種煤炭脫硫技術得到應用，但各種脫硫技術需要進行配套設備的設計與安裝，無疑增加了脫硫的成本與復雜程度，而循環流化床鍋爐可以直接在鍋爐內部使用噴鈣脫硫技術，且脫硫率可達93%左右;另外，隨著風機功率的不斷提升，循環流化床結構在不斷優化，其逐步向大型化、智能化發展。

4 結論

循環流化床鍋爐是一種高效低污染的燃燒爐，只有對其運行機理、運行特點進行研究，才能逐步地對其進行優化，進而發揮更大作用。相信在不久的將來，隨著計算機技術以及各種智能化設備的應用，循環流化床鍋爐必將更加清潔、高效、安全。

參考文獻：

[1]李建鋒，郝繼紅，冀慧敏，楊迪，黃海濤.我國循環流化床鍋爐發展現狀以及未來[J].電力技術，2015（01）：12-16.

[2]張文超，郭世全，吳劍鋒.我國循環流化床鍋爐發展現狀及未來[J].化工管理，2015（33）：145.

[3]邱桂芝.大型循環流化床環形爐膛氣固流動特性CPFD數值模擬和實驗研究[D].中國科學院研究生院（工程熱物理研究所），2015.