循环流化床锅炉的节能特点

    ■文/阿迪力江·依米提

    CFB是锅炉英文 circulating fluidized bedboiler（循环流化床锅炉）缩写。因其具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节大、可在床内直接脱硫及实现低ＮＯx排放、燃料制备系统简单、易于实现灰渣综合利用等众多优点，在生产用汽、供热、热电联产、电站锅炉中被广泛采用。循环流化床锅炉是我国目前乃至今后50年锅炉蒸发量10t/h（热功率7ＭＷ）以上燃煤锅炉首选的节能、环保、安全、可靠的最佳锅炉。

   我国从20世纪80年代初期开始进行循环流化床技术的开发，取得了很大成效，特别是在中小型锅炉燃用劣质煤并实现资源综合利用时，CFB锅炉是首选的能源转换设备。

   燃料适应性广：这是CFB锅炉的主要优点之一。在CFB锅炉中按质量计，燃料仅占床料的1%～3%，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅速加热至着火温度以上，而同时床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和燃烧所需的空气至着火温度所需的热量，上述特点就可以使得循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。它既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、泥煤以及油页岩、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等，根据不同燃料，均可选择到对应的CFB锅炉。

   燃烧效率高：CFB锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床（即沸腾炉）锅炉高，燃烧效率通常在92.5%～99.5%范围内，可与煤粉锅炉相当。由于其气-固两相混合良好，燃烧速率高，特别是对粗粒燃料，绝大部分未燃尽的燃料被返回炉膛循环燃烧。

   高效脱硫：在CFB锅炉中可实现炉内脱硫，其脱硫剂通常采用廉价的石灰石，粒径通常为0.1～0.3mm。典型的循环流化床锅炉达到90%脱硫效率时，所需的脱硫剂化学当量比（即Ca/S比）为1.5～2.5。因此循环流化床锅炉为洁净燃烧技术，对日益要求严格的环境保护是适应的。

   氮氧化物（NOx)及其他污染物（CO、HCl、HF等)排放低：这是由于其在燃烧时有两个特点：一是低温燃烧，此时空气中氮一般不会生成NOx；二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOx，并使部分已生成的NOx得到还原。

   燃料预处理系统简单：CFB的煤粒度一般小于10mm，因此，与煤粉炉相比，燃料的制备破碎系统大为简单。此外，循环流化床锅炉能直接燃用高水分煤（水分可达30%以上），当然用高水分燃料时也不需要专门的处理系统。

   易于实现灰渣综合利用：目前对燃煤锅炉的环保要求，既要对在燃烧中产生的污染物加以控制和消除，又必须对燃烧排放的气、液、固体废弃物加以控制，不得造成二次污染，要实现无害化、资源化直至商品化。而CFB锅炉在加入石灰石脱硫后生成的灰渣，可作为水泥掺合料或做建筑材料，完全达到上述的环保要求，因此受到人们的关注。

   负荷调节范围大，负荷调节块：CFB锅炉的负荷调节比可达（3-4）︰1，其调节速率一般可达每分钟4%。

   投资运行费用适中：CFB锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉，但比配置脱硫装置的煤粉炉低15%～20%。

   任何事物都是一分为二的。这些年来的发展和实践证明，CFB锅炉也有某些缺点。比如：一次风机压头较高，电耗大；燃烧室下部膜式壁与耐火防磨层交界处的磨损严重；耐火耐磨层易磨损、开裂和脱落；点火启动时间长；对燃煤粒径要求严格；N2O生成量较高等。但不管怎样，CFB锅炉燃烧技术仍然是一种先进的洁净煤燃烧技术。因此，未来CFB锅炉仍将在我国发电技术领域得到广泛应用，对该项技术的研究开发及完善也就十分必要。

    （作者单位：新疆喀什地区特种设备检验检测所）

    《中国质量技术监督》2012年8月刊