摘要：随着我国社会整体经济的不断发展，工业事业得到显著提高。在生产过程中因流化床锅炉自身具有高效、发电率强、燃料灵活性、低污染排放等优点，所以大部分工厂均采用循环流化床锅炉技术进行工艺生产加工。文章主要围绕着循环流化床锅炉技术的特点以及循环流化床锅炉技术的发展趋势两个方面进行详细分析。
关键词：循环流化床 锅炉技术 燃料 节能
一、循环流化床锅炉概述
1、循环流化床锅炉的组成
循环流化床锅炉设备的组成主要包括两个部分：一个是锅炉本体设备；另一个是锅炉辅助设备。锅炉的本体设备包括燃烧系统、汽水系统、炉墙和构架；辅助设备则包括给煤/石灰石系统、送风/排烟系统、灰渣处理系统、给水系统、锅炉控制系统、点火系统和锅炉附件等几大部分。其中燃料完成燃烧及大部分热量的传递都发生在本体设备中的燃烧系统，因此燃烧系统是循环流化床锅炉设计中最主要的部分，它一般由布风装置、飞灰分离收集装置、燃烧室及返料装置组成，有的循环流化床锅炉还带有外部流化床热交换器。
2、循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉中流态化过程是当流体向上流动流过颗粒床层时，其运行状态是变化的。流速较低时，颗粒是静止不动的，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板支持，而是全部由流体的摩擦力所承托。此时对单个颗粒来说，其空间位置的维持不再依靠与其他邻近颗粒的接触面来实现。相反地，在以往的机械支承失去后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层面言，具有了许多类似流体的性质，可以将这种状态称之为流态化。颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。
二、循环流化床锅炉技术的特点
1、燃料适应性强
循环流化床锅炉所采用的是循环燃烧技术，在锅炉炉膛中存有大量受炽热固体颗粒形成的床料，有相当大的热容量，而新加入的燃料所占比重仅是整个循环床料的5%-7%左右，加入新燃料后会随着循环迅速的被加热到着火温度达到燃烧释放热量。它可以适应很多种燃料，比如各种燃煤、煤矸石、石油焦、生物质以及有机垃圾等，但是对于一台已经设计好的锅炉来说，它的燃料是一定的，也就是说在燃用这种设计燃料时，其性能发挥最为出色。随着燃料特性与设计特性的偏离，会在很大程度上限制其性能，因此不能无限夸大循环流化床锅炉的燃料适应性。但是对比来说，如果煤粉锅炉燃料特性与设计特性相差太远，将会面临无法运行的状况，这也是循环流化床对煤粉锅炉的优势之一。
2、燃料的应用效率较高
新型循环流化床锅炉热效率可达87%以上，并能在运行变化范围内保持较高的燃烧效率。循环流化床锅炉能充分均匀的燃烧那些进入到炉膛内的固体燃料颗粒，对未燃烧尽的燃料颗粒则可以通过分离器和回料装置返回到炉膛内再进行燃烧，由此便大大降低了机械不完全燃烧所造成的损失。通过采取多次燃烧的方式，可以保证燃料被充分燃尽，燃烧效率明显提高。
3、环保性能好
循环流化床锅炉具有低温燃烧特性，能够采用低温燃烧及炉内脱硫技术，有效降低了烟气中SO2的排放量，提高了脱硫效率。其中采用石灰石脱硫与煤粉炉烟气干湿法脱硫相比效果要好，还能节约脱硫成本和运行费用。循环流化床锅炉机组不仅污染物的排放浓度低，还有效控制NOx的生产，使烟气中污染物的排放浓度有进一步下降的趋势。
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4、具有负荷调节性
因循环流化床锅炉的炉内布风板上有大量的循环床料积蓄大量的热量，因此其具有良好的负荷调节能力，在小负荷的状况下也能点燃进炉燃煤，具有受截面风速高、易控制吸热等特点，循环流化床锅炉也具有较高的负荷调节速率，每分钟可达4%，而且当压火12小时后重新启动则在1小时内达到满负荷状态，实现良好的运行。
三、循环流化床锅炉技术的发展趋势
1、超临界大型化的发展
循环流化床超临界的发展方向，与其自身固有的燃烧特性有着重要的联系。常规的循环流化床锅炉煤粉热流要比循环流化床锅炉高很多，由此对水冷壁的要求也随之降低。在循环流化床锅炉中，固体的传热系数和固体的浓度与炉中的温度呈反比，有利于控制水冷壁温度。采用超临界锅炉的优点是排放的污染物少、高效率的运行、煤炭损耗量低等。
循环流化床锅炉技术采用的是一级飞灰分离循环燃烧技术，锅炉采用的系统比较简单，多采用大型化的生产技术。除此之外，不论是国内开发的下排旋风分离器和水冷异型分离器，还是国外开发的方型分离器，都能够很好地和锅炉本体融为一体，从而实现大型化机型。
2、防磨损技术的提高
在锅炉高温运行中，并且炉中的高温固体材料是高速运动的，所以热冲击会严重的磨损炉内受力面。因此，对锅炉的防磨损技术的研究有利于延长设备的使用寿命。目前，使用高性能的耐火材料是最有效的防磨方法，也能确保金属的使用寿命，使流化床能够安全运行。
3、深度脱硝和脱硫
循环流化床锅炉具有空气分级供给燃烧和低温燃烧的特性，有利于氧氮化物的形成，相对于同期的一些锅炉可以降低氮氧含量的浓度，将一氧化氮的浓度控制低于300mg/m3。随着国家对其排放标准的进一步提高，锅炉深度脱硝是循环流化床的重点发展方向。尽管我国CFB锅炉分布很广，但是CFB锅炉脱硫技术并不尽如人意。随着环境问题的日益严峻，煤炭的深度脱硫成为今后锅炉技术发展中亟待解决的问题。根据我国公布的电厂污染排放相关标准对SO2的排放标准降低到400mg/m3，为解决污染排放问题通过在循环流化床中添加石灰石进行脱硫，该方式比传统湿脱硫方式相比效果更好。但是，此方法还需要处理灰渣，在实际运用的过程中，降低了总体的竞争力。因此，对CFB锅炉进行深度脱硫是循环流化锅炉发展的目标。
4、节能减排
（1）合理安排辅机的启停
当电厂中各发电机组处于低负荷运行状态时，应根据中调曲线对机组的负荷及时的作出预测。同时，还要合理安排流化风机、水泵、二次风机以及引风机的启停，从而达到节约电厂自身用电的目的。在对机组进行定期切换以及试验时，需安排在用电低谷时段进行，进而减少电厂有关定期切换和试验的成本，同时也减少定期切换和试验对电网所造成的冲击。
（2）加强燃料管理
首先，按时、按质采购燃料，降低采购成本。保证锅炉使用燃料的质量与其价格相符合，并加强对煤质检验人员的管理，对来煤数、发热量、存煤量等重要数据的制度实施每日汇报，并督促检验人员将以上数据传至本电厂所有的办公自动化系统，从而严格的掌握锅炉燃煤的质量。其次，应加强煤炭掺配，提高燃煤的利用率。因供煤量比较紧张，电厂在使用燃煤时会掺杂其他煤种进行燃烧，但这些煤炭之间的成分差异与燃烧值差异较大，进而导致锅炉中燃煤的硫份过高且容易结焦。有的劣质煤还存在着挥发份、不易燃烧的问题。因此，在掺配煤种时尽量保证其合理性，以提高锅炉的燃烧稳定性和燃煤利用率，最终达到节能减排的目的。
结束语
总之，循环流化床技术作为一种高效环保的燃烧技术，有相当可观的发展前景。在人们不断增强环保意识以及电力工业发展的推动下，循环流化床技术必将在电力行业的运行中发挥出重大作用。
参考文献：
【1】李兵.新能源条件下循环流化床锅炉技术的应用研究[J].低碳世界.2016（07）.
【2】李云飞.循环流化床锅炉技术的现状及发展趋势分析[J].民营科技，2017（10）.
论文作者:张正国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
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