中国测评学会

循环流化床锅炉的发展现状及前景

作者：admin发布时间：2009-04-26 中国测评学会

摘　要　循环流化床燃烧技术是国际80年代在锅炉上得到成功应用的清洁煤燃烧技术。提高可靠性、经济性和文明生产程度贯穿了循环流化床燃烧技术的发展历史。围绕分离器的形式和整体布置，循环床燃烧技术已经历了三代的发展，作者认为冷却型紧凑布置的循环床燃烧技术是未来的发展方向。
关键词　循环流化床锅炉　分离器　发展方向

Status and Prospect of Circulating Fluidized Bed Boilers

Zhang Jiansheng, Lu Junfu, Yue Guangxi, et al.

　　Abstract As a cleaning Coal Combustion technology, the Circulating Fluidized Bed (CFB) technology has been successfully used on boilers since 1980‘s over the world. The strive for being more reliable and economical as well as for higher degree of civilication production has been the central line of the history of CFB combustion technology. According to the cycleone format and integrated layout, the CFB combustion technology has experienced three-generation development. It is believed that the CFB combustion technology using cooled cyclone and compact layout would be the trend in the coming years.
　　Keywords Circulating fluidized Bed Boiler; separator; trend

引　言

循环流化床锅炉(CFB)燃烧技术是一项近20年来发展起来的燃煤技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环流化床电站锅炉已被发电行业所接受。世界上最大容量的250MW循环流化床锅炉已在1997年投运，多台200～250MW大容量循环流化床锅炉也已投产。我国集中于中型CFB的研制与开发，目前已完全商业化。到1998年底，我国已投运及订货的35t/h以下的循环流化床锅炉共计约600台，已开始走向电力市场，并且开始大型CFB的研制工作。
　　主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室的稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。主循环回路不仅直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计、系统布置，而且与其运行性能有直接关系。分离器是主循环回路的主要部件，因而人们通常把分离器的形式，工作状态作为循环流化床锅炉的标志。

1　循环流化床的发展现状

气固分离器是CFB系统的核心部件之一。其之所以关键，从运行机理上来讲，只有当分离器完成了含尘气流的气固分离并连续地把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及热平衡，才能保证炉内燃烧的稳定与高效；就系统结构而言，分离器设计、布置得是否合理直接关系着锅炉系统制造、安装、运行、维修等各方面的经济性与可靠性。虽然分离器是CFB必不可少的关键环节，但它又具有相对的独立性和灵活性，在结构与布置上回旋余地很大。从某种意义上讲，CFB锅炉燃烧技术的发展也取决于气固分离技术的发展，分离器设计上的差异标志着不同的CFB技术流派。
1.1　第一代循环流化床燃烧技术--绝热旋风分离循环流化床锅炉
　　旋风分离器在化工、冶金等领域具有悠久的使用历史，是比较成熟的气固分离装置，因此在CFB领域应用最多。
　　德国Lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的CFB锅炉［1］。分离器入口烟温在850℃左右。应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉，目前已经商业化。Lurgi公司、Ahlstrom公司、以及由其技术转移的Stein、ABB-CE、AEE、EVT等公司设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。这种分离器具有相当好的分离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。据统计，目前除中国大陆外，有78%的CFB全部采用了高温绝热旋风分离器，但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高，见图1；启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分离后的物料温度上升，引起旋风筒内或回料腿回料阀内的超温结焦。这些问题在我国的实际生产条件下显得更为突出。

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