循环流化床锅炉技术现状与发展

■吴 辉 ■南京凯盛开能环保能源有限公司，江苏 南京 210036

循环流化床锅炉技术的英文缩写是CFB，兴起于70年代初，是当时新生的高效、低污染的清洁燃烧技术。循环流化床锅炉运行时，燃料会随着床料在锅炉内经过多次循环，燃料有足够的时间进行燃烧，从而使飞灰的含碳量得以降低。燃用高热值燃料、良好运行的循环流化床锅炉的燃烧效率可以达到98%～99%，也就是可以达到煤粉燃烧锅炉的燃烧效率。循环流化床锅炉技术的物料投入量是可控制的，因此循环流化床锅炉具有良好的调节负荷的性能以及低负荷运行性能，这样不仅使调峰机组的要求得到满足，更具有环境污染小的优点，因此，此技术在电力、化工生产等行业中的应用越来越广泛［1］。

1 发展现状

1.1 鼓泡流化床锅炉技术的产生与发展

鼓泡流化床(沸腾炉)产生于20世纪60年代末，随后，研究者们经过坚持不懈的研究工作解决了很多难题，在摸索中总结出了许多经验。使鼓泡流化床锅炉技术得到一定的发展。但是，在鼓泡流化床锅炉的研究和产品开发中，研究者发现此项技术的燃料有局限性，只能用高灰燃料，如:煤矸石、油页岩等，因此，鼓泡流化床技术的进一步发展受到了约束。

1.2 小型循环流化床锅炉技术的产生与发展

20世纪80年代初，国家科委发布了“煤的流化床燃烧技术研究”的课题，我国随后就开展了循环流化床锅炉的研究和产品开发。1984年，在中国科学院工程热物理研究所中，一个热功率2.8MW的循环流化床燃烧试验装置诞生了，这说明流化床燃烧技术实从冷态试验研究和理论向热态试验研究达到一次大跃进。80年代中期开始，大部分中小型锅炉制造厂与研究院产生了合作关系，进行着循环流化床锅炉开发项目。截至90年代中期，已有近200台75t/h以下容量的循环流化床锅炉投入运行。这种小容量循环流化床锅炉在使用过程中也暴露出不少问题，主要是出力不够、磨损严重、主汽温度低、配套辅机故障率高、自动化水平低等，虽然进行了一系列的完善工作，解决了某些问题，使机组可用率得到了提高，但是小容量循环流化床锅炉的总体技术水平还是没有达到理想的效果，仍然有待完善［2］。

1.3 中等容量循环流化床的产生与发展

90年代中期，当时我国的锅炉制造公司陆续引进了国外技术，220t/h循环流化床锅炉投进市场，这些机组的中等容量的循环流化床锅炉使我国循环流化床锅炉技术水平整体性的提高，使其在商业市场的竞争中获得稳定的地位。期间最突出的就是四川的白马发电总厂高坝总电厂，该厂成功投运了410t/h高温高压循环流化床锅炉在我国成功运行，对我国循环流化床锅炉的发展具有重要意义，不仅表明了较大容量循环流化床锅炉，也证明了循环流化床锅炉在我国能适应无烟煤的燃烧。90年代末期，我国对环境问题加强重视，电力工业大幅度调整了产业结构，国家产业政策倾向于进行大批老机组面临技术改造，发展循环流化床锅炉，使循环流化床锅炉发展迎来一个转折点，在国家政策的支持下，我国大型锅炉制造厂进行了600M超临界CFB锅炉的前期准备，2009年1月7日，由西安热工研究院和哈尔滨锅炉厂开发研制的国产330 MW CFB锅炉，在江西分宜发电厂通过168小时成功试运之后投入运行。

2 循环流化床锅炉技术的特点

增压循环流化床、整体煤气化联合循环、常压循环流化床技术是国际上受到一致认可的洁净煤发电技术。常压循环流化床发电技术是国际上受到普遍认可的成熟的商业化程度最好的技术，这种技术是一种新型清洁煤燃烧技术，是八十年代发展起来的，它在处理高硫煤和劣质煤方面具有优势，可以满足国家对严格的大气排放的标准。循环流化床洁净煤燃烧技术有很多优点，如:燃料适应性广，不局限于煤矸石、油页岩等高灰燃料，负荷具有调节性，调节幅度大，能达到环保指标等［3］。

3 循环流化床锅炉技术发展前景

迄今为止，循环流化床锅炉燃烧技术是商业化运行最好的清洁煤燃烧技术。目前全球煤炭的储量正在不断减少，全球对环保的要求也随之的逐渐升高，循环流化床的发展有了新的机遇。

(1)煤炭是我国重要的化工资源，但是大量的使用让储量逐渐减少，大型煤粉锅炉的发展将逐步被限制。而循环流化床具有适广性，适合各种燃料的燃烧，而且能为城市进行垃圾处理，政府必然会大力支持，这将是循环流化床锅炉技术发展中的优势。

(2)目前国内的火电厂在国家环保局要求下，陆续大力发展脱硫项目。但受到煤粉锅炉的限制，结构不占优势，干法脱硫技术是无法进行的，因此大部分是采用石灰石湿法脱硫，而湿法脱硫需要增加投入在增加烟道、吸收塔、增压风机、石灰石浆液系统、废水系统、石灰石粉制备系统、石膏脱水系统等脱硫设备上。相比而言，循环流化床锅炉就少多了，循环硫化床采用的是炉内喷钙干法脱硫，而且可以实现脱硝，不用增加过多投资但效率得到提升，可以达到80%以上系统脱硫率。

(3)对于高灰分设备、高硫分设备或者低挥发分设备等其它燃烧设备难以进行燃烧的燃料，循环流化床锅炉燃烧技术是占有优势的，对于低负荷要求较高的调峰电厂，循环流化床锅炉燃烧技术占有绝对优势的。我国研制的220/th、41oth/循环流化床锅炉已投入运行，在国际上，这项技术已经朝大型化方向发展，因此，循环流化床锅炉在国际市场上具有顽强的生命力，对它的发展前景着重要的意义。

4 结束语

我国是一个人口大国，也是一个燃煤大国，然而煤的燃烧给我国带来酸雨，粉尘超标等诸多不利的影响，所以，目前急需解决的关于煤燃烧的问题就是开发一种清洁的燃煤装置，循环流化床锅炉就是一种清洁的燃煤装置，是有效解决这类问题方法之一。因为循环流化床锅炉具有燃料的适广性、有较高的燃烧率、污染物的排放浓度点相对较低等优点，因而循环流化床锅炉的研究和开发在我国具有很好的发展前景，拥有很多发展机遇。我国对循环流化床锅炉的研究和开发晚于国外，因此我国只有对研究开发循环流化床锅炉技术加大力度进行开发，才能适应目前的经济社会形势。然而随着社会逐渐地发展，多参数、大容量的锅炉的需求量增加，这种锅炉与一般的锅炉相比具有更大的容量、更高的燃烧效率、更加紧凑的分离器、更好的布置方式，除此之外，还需要统一回送装置、N2O生成率的较低、超临界参数循环流化床锅炉的开发研究等特点，因此，对于此项技术，我们的目的就是要在未来对此类炉型进行更加优化的开发与研究，在该项技术的的应用中取其精华去其糟粕，扬长避短，使其自身的优点得以发挥，保证锅炉安全经济运行的同时保证清洁环保的目标。

［1］骆仲泱，何宏舟，王勤辉，岑可法.循环流化床锅炉技术的现状及发展前景［J］.动力工程，2004，06：761 －767.

［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.

［3］蔡毅，程乐鸣，邱坤赞，夏云飞，王勤辉，方梦祥.循环流化床锅炉专利现状与趋势分析［J］.能源工程，2013，01：1 －6.