循环流化床锅炉与煤粉锅炉的比较

赫耀兰

（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046）

循环流化床锅炉燃烧技术具有燃烧效率高、负荷调节范围大、飞灰和炉渣可综合利用等优点的洁净燃烧技术。近些年来循环流化床锅炉在我国得到突飞猛进的发展，但在使用的过程中也暴露了许多问题，主要如下：锅炉受热面的磨损、爆管；耐火防磨内衬材料磨损、开裂脱落；风帽的漏渣、磨损；冷渣器的落渣堵塞；燃煤粒径过大；灰渣含碳量高；蒸汽温度难以保证；燃烧系统热工自动化无法投用；辅机配套不成熟、连续运行时间短等缺点。

1 循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优越性

1.1 燃料系统比较简单。流化床锅炉是适合燃用宽筛分燃料，燃料的给煤机粉碎系统简单易操作。所以，循环流化床锅炉的整体低于同等容量的煤粉锅炉。

1.2 燃烧效率高。对常规的煤粉锅炉，若煤种达不到设计值，效率一般可达到85～95%，而循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统，燃烧效率可达到95～99%。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有以下特点：气固混合良好，燃烧速率高；其次是飞灰的再循环燃烧。

1.3 负荷调节范围大，负荷调节快。当负荷变化时，只需要调节给煤量、空气量和物料循环量，而不必像煤粉锅炉那样，低负荷时要用油助燃，维持稳定燃烧。一般来说，循环流化床锅炉的负荷调节比可达3：1～4：1。负荷调节速率也很快，一般可达到每分钟4%左右。

1.4 高效脱硫。由于飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用；另外，已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5～2.0时，脱硫率可达85～90%。而鼓泡流化床锅炉，脱硫效率要达到 85～90%，钙硫比要达到3～4，钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。

1.5 给煤点数量少，布置简单。循环流化床锅炉的炉膛截面积小，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少。既有利于燃烧，也简化了给煤系统。

1.6 易于实现灰渣的综合利用。由于低温燃烧，灰渣不会软化和粘结，燃烧的腐蚀作用也比煤粉锅炉小。此外，低温燃烧所产生的灰渣，具有较好的活性，可以用做制作水泥的掺合料或者其他建筑材料的原料，综合利用具有广阔的前景。

1.7 氮氧化物（NOX）排放低。氮氧化物排放低是循环流化床锅炉非常吸引人的特点。运行经验表明，循环流化床锅炉的 NOX排放范围为 50～150ppm或 40～120mg/MJ。循环流化床锅炉NOX排放低是由于以下两个原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成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。

2 循环流化床锅炉相比煤粉炉的不足之处

2.1 循环流化床锅炉的风机耗电量大、烟风道阻力高。相比煤粉锅炉，流化床锅炉一次风机、二次风机、流化风机压头高；布风板和飞灰再循环燃烧系统使送风系统的阻力远大于煤粉锅炉送风的阻力，耗电量大，噪音高，震动大。

2.2 耐火耐磨层磨损、开裂和脱落的问题比较棘手。流化床锅炉使用耐火材料比煤粉炉要多许多。由于耐火耐磨材料选择不当、施工工艺不合理、温度控制不当等原因，升温、降温过快，导致耐火材料中蒸发水汽不能及时排出，会造成耐火材料内衬破裂和脱落。耐火材料的的脱落将破坏正常的床料流化工况，造成床料结渣。分离器、料腿及返料阀系统耐火材料的的脱落将堵塞返料系统结渣，物料循环破坏，蒸发量无法维持，被迫停炉。

2.3 点火启动时间长。循环流化床锅炉点火启动时间除受汽包升温速率的影响外，还受到耐火防磨层内衬材料温升和能承受的热应力限制。温升过快，耐火防磨层内衬材料热应力将超过允许热应力出现开裂。所以，对循环流化床锅炉点火启动时间和升温速率有严格要求。汽冷旋风分离器的循环流化床锅炉从冷态启动到带满负荷的时间一般控制在6～8小时。而煤粉锅炉因无大面积的耐火防磨内衬材料，点火启动只考虑汽包升温速率，点火时间相对较短,冷态在5～6小时就可达到设计负荷。

2.4 循环流化床锅炉对燃料适应性广，但对燃煤粒径要求严格。循环流化床锅炉燃煤粒径一般在0～10mm之间，平均粒径在2.5～3.5mm之间，如果达不到这个要求，将带来运行中的不良后果，锅炉达不到设计蒸发量，主汽温度难以保证，灰渣含碳量高，受热面磨损严重。

2.5 循环流化床锅炉受热面的磨损比煤粉炉大。循环流化床锅炉的飞灰比煤粉炉少，但飞灰颗粒直径比煤粉炉大得多，在运行中如果分离器效果差或烟气流速大，将导致尾部过热器、省煤器等受热面严重磨损。

2.6 循环流化床锅炉的核心部件风帽较易磨损。风帽通风孔之间的横向冲刷，及高速床料对风帽的磨损容易引起风室漏渣、流化效果恶化、结焦、沟流现象，影响锅炉负荷。而风帽的维修异常困难，需要先清除布风板上几十吨的惰性床料，然后又回装，检修周期长，劳动力需求大。

2.7 循环流化床锅炉实现自动化控制难度加大。循环流化床锅炉的燃烧系统比煤粉炉复杂，对床压、床温、返料系统风量的控制，都是煤粉锅炉所没有的，加之炉内磨损严重，压力、温度测点运行的连续性和可靠性无法保证，自动化控制较煤粉炉难得多。而煤粉炉通过调试可以达到燃烧系统自动控制，减少了操作人员的工作量。这是循环流化床锅炉所不具备的。

综上说述，循环流化床锅炉在运行中的问题要较煤粉锅炉多，连续运行小时数要比煤粉炉短，在化工行业选型中，如果燃料煤质供应可靠，燃料含硫量低可考虑煤粉锅炉，它具有燃烧稳定，自动化程度高，易于操作，运行周期长，维修量相对较小的优点，适合化工系统长周期安全稳定运行的特点。反之，如果燃烧的煤种为劣质煤，燃煤质量不稳定，且煤质中硫的含量较高，环境排放要求苛刻，属于供热、调峰、热电联产类的供热形式，良好的脱硫成本，对各种煤质良好的适应性，考虑循环流化床锅炉是好选择。

[1]孙光，张志宏，王贵新.循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣[J].中小企业管理与科技，2010.