摘要：循环流化床锅炉以其独特的燃烧效率高、煤种适应性能广、运行调整简单、维护检修方便、负荷调整范围宽以及环保效益好、炉内脱硫效率高、灰、渣活性好、综合利用途径广等优点被人们所信赖。经过十多年的运行实践检验，充分证实了循环流化床锅炉的优越性。鉴于此，本文主要分析循环流化床锅炉技术的现状及发展前景。
关键词：循环流化床锅炉；技术；现状
1、循环流化床锅炉技术的现状
迄今为止，流化床锅炉技术经过了50多年的发展，已经初步成熟，基本能满足工业生产的需要。循环流化床锅炉技术是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展出来的较为先进的技术，在这之前，旧锅炉的改造和新锅炉的研发为此提供了数据和丰富的经验。
在将流化床锅炉技术投入使用的初期，由于国家的经济和科技发展还有一定的缺陷，这一阶段的任务主要是工厂旧锅炉的改造，在此基础上发展出了鼓泡床锅炉（沸腾炉）。鼓泡床锅炉的煤炭利用率很低，对环境污染较为严重。随着国民经济的发展，流化床锅炉技术进入了新阶段，对鼓泡床锅炉进行技术革新和升级，提高了燃料利用率，并在此基础上研发出了新型锅炉，进一步提高了生产效率。近年来，循环流化床锅炉技术进入了工业生产领域，使得我国的工业生产发展突飞猛进，生产效率急剧提高，对生态环境的危害大大降低。目前，在研发工作人员的努力下，循环流化床锅炉技术被大规模应用，由此可见，该技术的发展前景十分广阔。
2、循环流化床锅炉运行中常见问题
2.1、锅炉达不到额定出力
（1）分离器的设计效率这么高，以致高于设计值或是几个分离器物料分离绝不均衡。（2）悬浮段受热面和密相区布局绝不合理或是有对立，特别是在点燃燃种和设计煤种差别比较大时，受热面布局绝不对应，锅炉负荷变动时造成灰循环系统的各处温度变化进而导致各部温度偏差影响锅炉安全性经济运行，约束了锅炉的负荷。（3）点燃份额和设计值绝不吻合或是设计师分派绝不恰当，使炉内循环物料缺乏，冲击锅炉的额定出力。（4）有所不同粒径的颗粒具备有所不同的燃烧、流化与传热等特性，燃料的粒径原产绝不恰当必定会导致锅炉功率上升。
2.2、受热面磨损情况严重
循环流化床锅炉受热面破损有两种形式比较常用，一种是于燃料的作用之下，受热面金属表层发生侵蚀效应，因而发生划伤或是影响的金属部位，会有显著的磨损现象；另一种是受热面金属表面水解膜脆性甚弱，只要发生振动、敲打，便会发生全新的氧化膜，如此重复下，便会发生磨损，而且会减轻磨损程度。
2.3、水冷壁管的损坏
损毁循环流化床锅炉水冷闭管有三种方式：一是于行驶循环流化床锅炉之中，飞灰会破损到管壁，于重复活性之下，会造成管壁愈来愈厚，而损毁了管壁。二是在设计师循环流化床锅炉之中，水冷壁只要有设计缺陷，会间接损毁到水冷壁管。三是在具体行驶之中，因为水质绝不符合标准，造成水冷壁管道结垢，发生爆管情况。
2.4、旋风分离器故障
（1）旋风分离器回料绝不稳定。旋风分离器由于灰位比较低因而冲击了分离器的分离效果，进而使一定量未曾剥离灰转入烟道导致空预器积灰轻微，引发剥离器入口静压震荡。（2）过大的循环倍率导致分离器循环灰量这么大，比分离器流通能力大。（3）点燃工况的忽然变化毁坏了分离器的循环。（4）流化风配比绝不合理，分离器回料未曾全然流化。
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3、发展前景
3.1、向超临界、大型化方向转变
循环流化床锅炉现有的技术基础基本能适应工业生产的需求，但对未来国家经济的发展还不能完全跟上脚步，势必要进行更高程度的技术革新。由于循环流化床锅炉自身的燃烧特性，未来的锅炉技术将朝着超临界、大型化的方向发展。一方面，相对煤粉炉来说，循环流化床锅炉炉膛内的温度要低得多，锅炉向超临界方向发展能够有效地调节水冷壁温度。另一方面，循环流化床锅炉床体的固体传热系数与锅炉的温度成反比，这样的热流分布特点有利于水冷壁的温度控制。此外，循环流化床锅炉炉膛内的温度沿着炉膛的高度分布更加均匀，超临界锅炉的利用能够有效控制水冷壁的吸热量。这些因素能够保证循环流化床锅炉的应用效果，从而使现有的锅炉技术向超临界锅炉的方向发展。
超临界循环流化床锅炉是优化现有的锅炉技术的产物，应用于工业生产有其独特的优势。超临界循环流化床锅炉燃烧效率更高，同时容量相较之前显著提高。这表明未来超临界循环流化床锅炉将朝着大型化方向发展，并且有希望在突破技术瓶颈后大规模应用于生产。
3.2、提升防磨损技术
循环流化床锅炉运行时，燃料高速运动带来的巨大摩擦力和燃烧产生的高温对锅炉炉体的损伤十分严重，并且是不可逆转的永久性伤害。这一缺陷使得锅炉设备的寿命严重缩短，大大增加了生产的成本。因此，探究降低材料磨损的技术，研发更加抗磨损的炉体材料是未来循环流化床锅炉技术的一个新的发展方向。
3.3、实现能源综合性利用
煤炭等锅炉生产应用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺问题十分严重，因此，如何实现能源的综合性利用是循环流化床锅炉发展面临的一个技术难题。一方面，依靠现有的技术水平，研发人员可以考虑将部分低级能源想办法利用起来，减小主要能源短缺带来的生产压力。另一方面，当前阶段，循环流化床锅炉燃烧燃料产生的大量灰渣还没有一个很好的处理方式，就目前来看，这一问题拥有更加广阔的发展前景，留给我们的还有很大的思考空间。
3.4、循环流化床锅炉的节能环保
①选择性还原。生产过程中可以在悬浮阶段或者是分离器区域当中加入液氨以及尿素等添加剂，可以有效的实现对 N0x气体的还原。例如其与液氨的反应方程式如下所示：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O。此种还原反应需要在特定温度下进行，通常情况下反应温度需要保持在 810~820℃之间，而尿素反应温度则需要达到890℃。
②分级送风。通过降低锅炉内部的空气系数可以达到降低 N0x气体的排放目的。并且在应用分级送风的过程中，需要将一次送风效率降低，二次送风升高才能达到降低 N0x气体排放的目的。研究表明，当燃烧空气为三分之一左右时，进行二级送风，则锅炉内部的 N0x气体排放可以降到最低。需要注意，不同内部结构的锅炉其一次送风和二次送风的规定并不相同，应根据实际情况进行分析考虑。
③选择床温。适当的降低床温可以有效的减低N0x气体排放量，并且还有利于内部脱硫。但是此种方式将会造成N2O含量的上升，同时锅炉内部的一氧化碳含量也会增加，最终导致锅炉内部的燃烧效果下降。试验表明，循环流化床锅炉的床温应该维持在 850℃~900℃最为合适。
④天然气。生产过程中可以在密相区的上半部分注入天然气，这样N0x气体就可转化为氮气和一氧化碳。此环节中，如果想要进一步提升燃烧效率，则可以在上方继续加注燃烧空气。
总之，循环流化床锅炉是一个系统的工程，大力发展循环流化床锅炉的同时，还需要统筹研究各种设施设备的使用，来达到循环流化床锅炉在我国环保、高效节能的效果。不可否认的是，随着中国科学技术的迅速发展和中国对循环流化床锅炉发展的大力支持，我国循环流化床锅炉的总体设计将在原有基础上逐步实现最优化运行，从而实现最佳的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]许霖杰.超/超临界循环流化床锅炉数值模拟研究[D].浙江大学，2017.
[2]缪伟东.循环流化床锅炉技术的现状分析与发展前景[J].科技信息，2012（32）：389-390.
论文作者:王嵩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：锅炉论文; 流化床论文; 技术论文; 水冷论文; 分离器论文; 温度论文; 超临界论文; 《基层建设》2019年第20期论文;