我国循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

管雨荷（陕西延长石油（集团）炼化公司项目建设指挥部 延安 727406）

循环流化床锅炉技术在目前已成为煤炭清洁燃烧的首选炉型。在煤炭燃烧中，具有燃料适应性广、负荷调节范围大、燃烧效率高、直接脱硫等优点。在我国，煤炭消耗总量的不断增加给环境造成了巨大的压力，为解决能源和环保之间的矛盾，发展循环流化床锅炉技术很有必要。

一、循环流化床锅炉技术的国内外发展现状

1.循环流化床锅炉技术的国内发展现状

中国的流化床锅炉技术始自上世纪60年代，至今已有50年的发展历程，分为改造旧锅炉、研制新锅炉、发展循环流化床锅炉三个阶段。从上世纪60年代中期到70年代中期，流化床锅炉技术主要是利用当地劣质的燃料，把其他工厂的快装锅炉和链条锅炉改装，这种鼓泡流化床锅炉产生主要的问题是：煤炭的燃烧效率不高、产生的飞灰含碳量高、飞灰量大。第二阶段是研制新锅炉，通过研制出4、6、10、130/h的鼓泡流化床，将锅炉的热效率从50%提升至80%，褐煤流化床锅炉甚至达到88%。第三阶段是发展循环流化床锅炉，将带飞灰回燃的鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉同时使用，开创了煤炭燃烧技术高效清洁的新阶段。目前，经过科研攻关试验的积累，在循环锅炉流化床的使用技术上，我国拥有完整的知识产权。大型化以及超大型化的循环流化床锅炉在我国各大锅炉厂相继投入使用[1]。

2.循环流化床锅炉技术的国外发展现状

国外的循环流化床分为两类，主要区别在于是否带有热交换器。采用了高温旋风分离器的被称为是带外部流化床热交换器的循环流化床锅炉技术，它具有三种炉型，分别是Lurgi型CFB锅炉、FW型带整体化流化床热交换器的循环流化床锅炉、ABBCE型具有Flextech技术生产性循环流化床锅炉技术。而不带外部流化床热交换器的循环流化床技术也有三种代表性的炉型：BW型低温多管旋风分离器循环流化床锅炉、Circofluid型中温分离器循环流化床锅炉、Pyroflow型高温旋风分离器循环流化床锅炉[2]。

二、循环流化床锅炉技术的发展前景

近十年，经过科研的不断发展与创新，创造出下排气旋风分离器循环流化床锅炉、旋风扇和百叶窗两级分离器循环流化床锅炉、异型水冷分离器循环流化床锅炉。我国循环流化床技术朝着超临界大型化、深度脱硝和脱硫、防磨技术提高、综合利用能源的方向发展。

1.超临界大型化的发展方向

循环流化床超临界的发展方向，与其自身固有的燃烧特性具有重要的联系。常规的循环流化床锅炉煤粉热流往往高于循环流化床锅炉，可降低对水冷壁的要求。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，有利于水冷壁的温度控制。采用超临界锅炉和具有污染物排放少、运行效率高、煤炭损耗量低的优点[3]。

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，锅炉采用的系统较为简单，易于采用大型化的生产技术。另外，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，使大型化的机型得以实现。

2.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，故而有利于氧氮化物的形成，与同期的锅炉相比，能降低20%左右的氧氮含量，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，对锅炉进行深度脱硝是循环流化床锅炉技术发展的趋势。

尽管我国拥有世界上最多的CFB锅炉数量，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。我国新公布的火电厂污染物排放标准中，将二氧化硫的排放标准降至400/m3，和传统的湿化脱硫相比，在循环硫化床中添加石灰石的脱硫方式效果更好。但是，此种方式还需处理灰渣，在实际运用的过程中，总体的竞争力正在降低，因此，对CFB锅炉进行深度脱硫是循环流化锅炉发展的题中之义。

3.防磨损技术的提高

锅炉在高温中运行，且炉中是高速运动的高温固体材料，因此热冲击对炉内受力面的磨损十分地严重。因此，研究锅炉的防磨损技术对于延长设备的使用寿命意义重大。目前最有效的防磨方法是使用高性能的耐火材料，保证金属的使用寿命，确保流化床的安全运行。

4.综合利用能源

能源短缺是世界性的问题，因此，开展能源的综合利用是今后循环流化床发展的另一个重要的方向。综合利用能源包含的范围较广，主要表现在以下三个方面：

首先，利用循环流化床锅炉技术对一些非高级的能源进行全面的整合利用。我国在这方面取得的成就较好，不仅开发出废旧垃圾、泥质等低级能源的处理锅炉，也开发出了石油焦煤、生物质的处理锅炉，在实际运用中取得了成功经验。

其次，利用其他原材料和能源与循环流化床锅炉技术对其进行加工和综合利用，在CFB技术中，这是一个重要的研究方向。

最后，对循环流化床锅炉燃烧产生的灰渣进行综合利用。就目前循环流化床锅炉技术的发展而言，这是其发展的难点。一方面，在锅炉内部添加石灰石进行脱硫，能够产生良好的脱硫效果，另一方面，却增加了灰渣的数量，又由于其化学形态和其他物质的化学性质具有差异，故而难以使用常规的方式对灰渣进行统一处理。因此，开发能够解决硫化过程中产生的灰渣，是目前我国甚至是国外综合探究循环流化床锅炉技术发展的发展趋势。

结语

循环流化床技术作为一种新型高效环保的燃烧技术，发展前景相当可观，中国是其发展的最大市场。随着人们环保意识的增强和电力工业的发展，循环流化床技术将在电力行业高效运行的进程中发挥重大的作用。

[1]卢啸风.大型循环流化床锅炉设备与运行．北京：中国电力出版社[J]．2010，6（13）：34-35．

[2]付萍．循环流化床锅炉特性分析及其参数优化．河北：华北电力大学[J]．2011，7（15）：45-48．

[3]王耀昕.大型循环流化床锅炉的发展趋势．电站系统工程[J]．2012，23（2）：124-125．