时间：2022-11-11 08:03:12
1.1故障现象
炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1～5m处、炉膛四角、返料口上部及炉膛出口烟气转弯等处。炉膛内水冷壁管磨损情况如图1所示。
水冷壁管磨损后造成水冷壁管泄漏，高压汽水混合物直接剧烈冲刷造成更多邻近水冷壁管泄漏，有时汽包水位都很难维持，泄漏处床温急剧下降，两侧床温差大，被迫停炉。现在运行的循环流化床锅炉机组中受热面因磨损爆管的次数为煤粉炉的3～5倍，受热面爆管后处理起来难度较大，而且还要组织人员清理床料，重新加入床料，往往要付出更大的人力、物力才能处理好，是各发电企业最为头疼的难题。循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行威胁也很大。
1.2原因分析
循环流化床锅炉水冷壁管磨损机理与煤粉炉有很大的不同，一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；另一方面由于内循环的作用，大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落，对水冷壁管进行剧烈冲刷。特别在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。因没有上行气流，沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流，对局部水冷管壁起到一种刨削作用。
影响水冷壁磨损的主要因素有：（1）烟气流速的影响：烟气流速越高磨损越严重，磨损量与烟气流速的三次方成正比。一次风量越大，磨损量越大。另外二次风量越大，对炉内燃烧情况的扰动越剧烈，水冷壁磨损量也越大。（2）烟气颗粒浓度的影响：烟气内颗粒浓度越大，水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大，对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中，负荷越高，床层密度及床层差压越大，说明颗粒浓度越大，磨损量也越大。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。（3）燃料性质的影响：燃料颗粒硬度、灰分越大，对水冷壁管壁的切削作用越强烈，磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料时，会大大缩短水冷壁管爆管的运行时间。（4）安装及检修质量的影响：锅炉安装及检修质量不好，例如，受热面鳍片没有满焊，造成大量颗粒外漏，造成对水冷壁管侧面的磨损。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，形成颗粒涡流加剧磨损。（5）耐磨材料脱落：在炉膛密相区排渣口、二次风口处的异型管，过热器及再热器穿墙管密封盒处管壁都会因耐磨材料脱落造成磨损。风水联合冷却式流化床冷渣器回风口处由于风速过快，将耐磨材料吹落造成磨损。（6）锅炉本身动力场的影响：由于炉膛内烟气流速分布不均匀，四角处的烟气流速比中间大许多，所以磨损情况比其它部位严重。
1.3处理及改造方法
（1）运行调整方面：在保证床料充分流化的前提下，尽量降低一次风量；在维持氧量的前提下适当调整二次风量，合理搭配上下二次风量，保持合适的过剩空气。适当降低密相区高度，延长燃煤颗粒在炉内的停留时间，减小对水冷壁管的冲刷，同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率，延长固体颗粒在炉内的停留时间。
（2）加强来煤管理，控制矸石含量。及时进行煤质化验，控制来煤的筛分粒度，经常根据燃料颗粒度分布情况调整碎煤机锤头间隙，尽量采用二级破碎系统，提高煤颗粒的均匀度，减小大颗粒在来煤总量中的比例。
（3）检修改造方面：杜绝水冷壁管屏表面的凸起现象，检修结束后将水冷壁管焊口打磨圆滑，水冷壁管鳍片应该满焊，不能留下缝隙或漏洞。在水冷壁管加装防磨护板，应注意防磨护板与水冷壁管间的间隙不能太大以防形成凸台。采用让管技术，如图1-2所示。选择质量较好的耐磨浇筑料和技术水平高的施工队伍，浇筑料软着陆时不能形成斜坡，以免附近水冷壁管的磨损加剧。规范施工工艺，确保耐磨浇筑料在机组正常运行时不脱落。
（4）对密相区埋管以上的水冷壁管进行热喷涂。由于循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重，而一时难以找到有效的手段去彻底解决，目前热喷涂成为一种有效的方法来降低磨损。热喷涂是利用一定热源，例如高温电弧，将用于喷涂的材料加热至熔化，并获得高速度，喷射并沉积到经过预处理的工件表面，形成具有较强耐磨功能并与基体牢固结合的覆盖层的一项表面加工技术。按热源分类，基本上可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。热喷涂技术具有以下特点：涂层的致密性好；涂层硬度高；涂层耐磨性能高；涂层与管道基体结合强度大。
进行过热喷涂的水冷壁管抗磨损和抗腐蚀寿命可以提高2～4倍。其施工工艺过程为：首先将水冷壁管壁减薄的部位先进行堆焊，然后打磨圆滑，使处理后的水冷壁管壁厚度与正常管壁相同，对处理过的部位焊缝进行圆滑过渡。然后进行喷沙处理，对管壁进行清理和粗化，喷沙处理后短时间内进行电弧喷涂即可完成整个喷涂过程。
（5）在不影响锅炉吸热量的前提下对水冷壁管进行埋管处理。水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，结构见图2。
2屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器的磨损
2.1故障现象
屏式过热器、再热器布置在炉膛稀相区内，旋风分离器布置在炉膛出口后，虽然所在空间颗粒浓度比密相区要低，但仍然会造成磨损，尤其当迎风面部位，而且旋风分离器受热面所处位置烟气流动方向发生转变，速度增加，加快了耐磨浇筑料的磨损速度，当外面的耐磨浇筑料因各种原因脱落后会迅速提高磨损速度。炉膛内屏式过热器、屏式再热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器因磨损爆管后对床温、烟温影响很大，检修困难，是循环流化床锅炉运行急需解决的难题。
2.2原因分析
（1）屏式受热面穿墙管膨胀受阻，产生热应力造成受热面管屏变形，耐磨浇筑料大量脱落。这是屏式受热面最经常碰到的问题。
（2）炉膛内床温变化大对耐磨材料的影响主要有：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐磨材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐磨材料的冲刷而造成耐磨材料的破坏。
（3）烟气流速控制不合理，一、二次风量太大，对耐磨材料起到强烈冲刷及切削作用。
3对流烟道内受热面的磨损
对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器和低温再热器两端，磨损部位主要集中在迎风面。这是所有锅炉，包括煤粉锅炉避免不了的问题。
3.1处理及改造方法
（1）采用在受热面迎风面加装金属防磨盖板的方法。如图3所示。
（2）在易磨损的部位采用耐磨性能高的钢材。
（3）将设计省煤器时，将其设计成为鳍片式，一方面减小磨损程度，另一方面可增加省煤器的吸热量，以弥补循环流化床锅炉床温较低，总吸热量不足的缺点。
4案例分析
事故案例1:
2006年5月28日中班23：45左右，某厂＃6炉负荷135MW，运行正常，突然炉膛正压力增大，汽包水位下降，给水流量不正常地大于蒸汽流量，西侧床温下降速度为20℃/min，而东侧床温基本不变，锅炉蒸发量下降，负荷快速下降至90MW左右，并且有继续下降趋势。24：00，西侧床温已经下降到500℃时，锅炉运行人员判断为水冷壁管爆破，汇报值长，值长令＃6炉停运。
事后检查发现：＃6炉西侧17.5米层处有两根水冷壁管爆破，其余四根水冷壁管被吹破。经分析原因为：因这两根水冷壁管鳍片没有满焊，造成大量固体颗粒从漏缝处泄漏，对水冷壁管侧面进行冲刷，管壁减薄，引起管子泄漏。
处理：更换损坏水冷壁管，全面检查其它鳍片，满焊所有鳍片。
事故案例2：
2005年7月4日某厂135MW循环流化床锅炉水冷壁管泄漏。
经检查发现：泄漏点为冷渣器（风水联合冷却流化床式）回风口炉膛出口处上部。
【关键词】循环硫化床锅炉；燃烧方式；调整
目前，循环硫化床锅炉已得到了国内外专业人士的广泛认可。随着循环硫化床技术的不断进步，循环硫化床锅炉的性能也越来越可靠。相比于传统的鼓泡床锅炉，循环硫化床锅炉的动力性、燃烧性以及传热性更为良好，然而不可否认的是，循环硫化床锅炉在具体应用时，还是容易因为某些因素影响，或者某些条件无法满足设计要求而产生锅炉运行故障，严重者还会酿成安全事故。因此本文强调要切实做好循环硫化床锅炉的参数控制，保证其运行的稳定性。
1.循环硫化床锅炉总体结构
循环硫化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。
2.循环硫化床锅炉燃烧及传热特性
循环硫化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层硫化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的硫化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环硫化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环硫化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。
3.循环硫化床锅炉主要热工参数的控制与调整
3.1料层温度
料层温度是指燃烧密相区内硫化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度15-25mm，数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在850℃-950℃之间，温度过高，容易使硫化床体结焦造成停炉事故；温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度，最高不能超过970℃，最低不应低于800℃。
3.2返料温度
返料温度是指经由返料器返送回燃烧室的循环灰的温度，其主要作用是调节和燃烧室的料层温度。值得一提的是，在循环硫化床锅炉中，应用了高温分离器装置的锅炉的返料温度相对较高，返料器反送回来的循环灰温度大多在20-30℃，这时候的循环灰还能继续燃烧，支持锅炉运行。在锅炉运行过程中，必须严格控制好循环灰的温度，防止返料器在运送循环灰时因其温度影响而产生结焦现象。一般来说，运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。
3.3料层差压
料层差压的基本作用是反映锅炉燃烧室料层的厚度。通常来说，锅炉燃烧室的料层差压多被控制在7000-9000帕之间，燃烧室料层厚越高，其料层差压参数便越大。料层差压也是影响锅炉运行稳定性的一个重要因素。在锅炉运行过程中，如果燃烧室料层厚度过大，锅炉的硫化质量将受到负面影响，严重者还有可能引起锅炉炉膛结焦，乃至灭火，阻碍锅炉运行。因此，用户在使用循环硫化床锅炉时，为了保证硫化床锅炉的硫化质量，务必要做好全方位的工序控制，料层差压作为一项重要的影响因素，其控制工作同样不可忽视。控制料层差压的有效方法是在使用之前，根据添加入锅炉内的煤种特性来设定合适的料层差压范围，确定出料层差压的上限和下限，并以此作为排放底料的开始差压和终止的基准点。
4.锅炉调整中需要注意的几个问题
4.1返料量的控制
与常规锅炉相比，循环硫化床锅炉返料量的控制共多更加复杂。从循环硫化床锅炉的燃烧和传热特性来看，锅炉返料量的多少将直接影响并决定锅炉的燃烧状况。鉴于锅炉炉膛内所存在的返料灰是已汇总热载体们，所以其在锅炉运行时，可能会将锅炉燃烧室的热量带到锅炉炉膛上，使炉膛内部的的温度得以分布均匀，炉膛内部温度均匀稳定之后，会通过多种传热方式实现与炉膛冷壁橱进行热交换，从而是锅炉极有较高的传热系数。从这一点来看，锅炉返料量多少对锅炉传热系数起着耵决定性作用。除此之外，控制好锅炉的返料量还可适当提高锅炉分离装置的分离效率。一般来说，锅炉结构中分离器的分离效率越高，锅炉运行中所所分离出来的烟气便越多，灰量便越大，循环硫化床锅炉对热量负荷的调节工作便越加容易而简便。
4.2意风量的调整
在锅炉的实际应用中，大多数用户在调节锅炉风量时，都仅仅只依靠风门开度。这种风量调节方式可能适用于普通锅炉，但是对于循环硫化床锅炉来说，其风量的调节和控制要求则相对更高。对风量的调整原则是在一次风量满足硫化的前提下，相应地调整上、下二次风风量。因为一次风量的大小直接关系到硫化质量的好坏，循环硫化床锅炉在运行前都要进行冷态试验，并作出在不同料层厚度（料层差压）下的临界硫化风量曲线，在运行时以此作为风量调整的下限，如果风量低于此值，料层就可能硫化不好，时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主要是依据烟气中的含氧量多少，通常以过热器后的氧量为准，一般控制在3-5%左右，如含氧量过高，说明风量过大，会增加锅炉的排烟热损失；如过小又会引起燃烧不完全，增加化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失。
5.结束语
循环硫化床锅炉技术是最近十年来发展起来的一种新型节能技术，当前在国内外已得到了普遍的推广和应用。循环硫化床锅炉技术服务于锅炉，在实际应用中难免会因为各种因素的干扰而影响锅炉的运行。本文通过对循环硫化床锅炉结构、燃烧特性以及传热特性的析，得出控制好循环硫化床锅炉的人工参数，并根据锅炉设计要求及时对其参数作适当的调整，可有效提高并保障锅炉的运行质量。
【参考文献】
[1]王俊杰.循环流化床锅炉燃烧控制系统优化[J].热电技术，2006（01）.
【关键词】循环流化床锅炉；燃烧室；受热面；传热系数
我国常规锅炉，燃烧的烟气里固体颗粒含量是比较小的，燃烧室内烟气混充比较高，而烟气在对受热面的传热过程中，是以辐射为主的。循环流化床锅炉的固体燃料具有浓度高，烟气温度高的特点。烟气在对受热面的辐射传热中和对流是并重的。
物料浓度作为传热系数的重要因素，传热系数会伴随着物料的浓度加强而增大。这个结论，我们已在实验中得到确认。物料对流会影响传热的系数，而烟气对流直接和流化速度相关，在传热系数中大概所占比较不到五分之一。循环流化床的温度与燃烧室受热面的介质材料温度也会受影响。
1 循环流化床锅炉概述
循环流化床锅炉是我国目前保证煤炭洁净燃烧首选炉型。循环流化床锅炉的传热研究还不成熟，对传热系数的计算存在一些困难。而循环流化床锅炉和其它常规锅炉相比，具有明显的优势，尤其在燃烧室与分离器的部件。一般常规锅炉热力计算已十分成熟，一般应用前苏联的《锅炉机组热力计算标准》，对锅炉传热系数进行计算。循环流化床锅炉烧烧室的传热十分复杂，并不能找到一致的传热模型，尽管大量研究人员已经对循环流化床锅炉燃烧室传热进行了大量的研究，而且有些研究结论对循环流化床的机理可以起到十分重要的作用。
对循环流化床锅炉燃烧室的固体颗粒物理特性的参数进行借鉴。而由于经验的原因，使参数的计算与锅炉燃烧室实际的运行数据存在一定的偏差，所以，要将计算结果实际应用到实际工作中还有很大的距离。
在通过实际工作的经验为循环流化床锅炉的试验与制造提供重要的指导性意见，通过经验的参数值弥补理论计算与锅炉燃烧室实际传热数值的差异，这是解决当前循环流化床锅炉燃烧室传热计算有效的手段。
图1 循环流化床锅炉系统
2 循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数研究
循环流化床锅炉燃烧室受热面的传热系数会随着受热面平均固化物料浓度增大，一般是（100～200）W/（m2・K）。而循环流化床锅炉燃烧室的温度和传热面的高度对传热系数也有重要影响。一般来说，床温升高对传热影响明显，既能提高循环流化床内气体传热的系数，还可以有效提高受热面总的传数系数。
循环流化床的固化物料悬浮高，会沿着燃烧壁下落，而下落的颗粒则会对受热面进行冷却，这种界层温度过低，会严重削弱床温对受热面传热产生影响。小的颗粒则会提高受热面中对流传热系数，对较大受热面，下落的小颗粒则能更好的实现冷却，减少小颗粒对受热面传热的影响。这些颗粒下降流冷却与受热面介质的温度有直接关系。
我国研究人员对循环流化床锅炉进行了深入的研究，也做出了一系列的实际测试和理论成果，在模型建立取得了很大的成就。
循环流化床锅炉燃烧室受热面的传热系数的研究，还处于发展的阶段，距离建立真正的模型还有很大的差距。
图2 分区段的燃烧室传热模型
循环流化床锅炉与其它锅炉在操作时，也有不同之处。循环流化床由于燃烧室燃烧的独特性，返料量对于循环流化床锅炉的燃烧起着重要的作用。燃烧室内的返料是一种热载体，返料使燃烧室内的热量带至燃烧室上方，使整个燃烧室内温度分布十分均匀，通过传热与水冷壁等方式进行传热，具有很高的传热系数，能实现普通锅炉的五倍以上。而返料对燃烧室差压可以进行调节，分离器也是影响返料量多少的决定性因素，分离效率越高，返料则越多，循环流化床锅炉的调节空间就越大，操作也就越容易。
普通锅炉在运行中，一般只靠风门大小进行风量的调节，而循环流化床锅炉要求准确的风量控制，所以要保证一次满足风量的流化，再进行，二次、三次风量的调整，风量的调整会影响到流化的质量。循环流化床锅炉要进行冷态试验后，才开始运行。不同的料层，对风量要做出不同的调整。根据烟气中含氧量，进行锅炉的风量调整，氧量高，证明风量过大，使锅炉的排烟造成热损失。而含氧低，证明燃烧不充分，也增加了不完全燃烧的损失。风量一定要满足燃烧的要求，开展一二三次的风量调整工作，使循环流化床锅炉达到最佳运行系数。
3 结束语
通过上述描述与分析，可以对循环流化床锅炉燃烧室的传热运行有了一定的了解，还要结合具体情况，保证锅炉的安全运行，严格控制各料层的差压与温度等，实现循环流化床锅炉的高效节能优势，达到最佳运行的效果。
参考文献：
[1]阎维平，殷立宝.循环流化床燃煤锅炉炉内密相区动态特性改进模型[J].电力科学与工程， 2013（2）.
关键词:循环流化床锅炉;长周期运行;CFB锅炉
中图分类号:TK229文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)21-0113-02
由于CFB锅炉燃烧技术全面应用时间不长,作为新技术的应用,管理经验少,CFB锅炉运行过程出现的问题很多。这些问题引起国家热力科研机构、各CFB锅炉制造厂、使用单位的高度重视,他们在总结大量试验、研究、设计、制造、运行经验及技术创新的基础上,吸取国内外的先进经验后逐步加以改进,管理及技术水平逐步提高,部分技术已处于世界先进水平。但国内外目前已运行的CFB锅炉现实表明,CFB锅炉运行周期普遍不长,实现长周期运行是CFB锅炉推广应用一个急需解决的问题。
1CFB锅炉长周期运行概述
中国是开展流化床燃烧技术较早的国家,早在60年代就开始发展流化床技术,80年代起全国各主要大学和科研院所全面开展了循环流化床(CFB)技术的研究工作。近几年来,国家大力推广循环流化床技术的应用,国内有关动力工程的主要科研机构非常重视循环流化床技术的研究,通过国际学术交流活动加强与国际间的合作,使国内循环流化床锅炉的理论研究发展非常快,运行调整技术日趋成熟,运行水平稳步提高。
1.1循环流化床锅炉理论
当气体或液体以一定的速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒层呈现出类似于液体状态的现象称为流化状态。流化床的概念最早出现在化工领域,60年代未循环流化床正式进入工业应用阶段。循环流化床锅炉是由一个床加一个闭路循环系统组成,如锅炉的燃烧系统由燃烧室、高温旋风分离器及飞灰再循环回送装置组成。
循环流化床锅炉的燃烧为低温动力控制,一般为850℃～900℃,远低于煤粉炉的温度;锅炉内固体物料高速度、高浓度、高能量循环,炉内热量、质量、动量高强度传递。因而循环流化床锅炉内燃料的燃尽度很高,通常,性能良好的循环流化床锅炉燃烧效率可达95%～99%以上,锅炉效率达90%左右。
循环流化床锅炉作为一种承受高压、直接受火的特种设备,它经受到煤渣、石灰石粉、水、蒸汽、烟气以及空气中各种有害物质的侵害,并长期受到煤烟气冲刷,使钢材逐渐腐蚀、磨损甚至变质,若处理不当,有时会使钢材过热,局部发生裂纹,鼓泡变形,甚至开裂;因而对循环流化床锅炉的使用与运行管理有特别要求。
1.2循环流化床锅炉的运行研究
锅炉运行周期是指锅炉连续运行的时间,是从锅炉检修后重新点火产生蒸汽并入管网丌始,连续产生蒸汽到下一次锅炉停炉检修的时间,运行期间锅炉一些故障跳停,如果能够迅速恢复,时间不超过24小时,一般还算锅炉连续运行。锅炉长周期运行时间是一个相对概念,是以国内外同类锅炉连续运行时间相比、与本锅炉以往运行周期相比而言的,当连续运行时间超过国内、外同类锅炉的平均运行时间可算是长周期运行,达到国内、外同类锅炉的运行时间的先进水平是长周期运行。
2005年循环流化床锅炉运行周期统计的基本数据:135MW级机组最长连续运行139天,最短连续运行33天,平均连续运行时74天;50MW及以下等级机组最长连续运行218天,最短连续运行81天,平均连续运行142天。
国内目前在运的大小循环流化床锅炉有近两千台,由于循环流化床锅炉在我国应用时间不长,有关人员对循环流化床理论技术的研究缺乏,对循环流化床技术了解掌握不多,运行和管理经验积累不足,导致循环流化床锅炉在运行应用过程事故频发,严重影响锅炉的长周期运行和效益。如设备安装、设计、运行管理不协调,安全运行规程不完善或执行不正确,控制保护系统不完善或运行特性不良可引起循环流化床锅炉非计划停工;设备出现问题如锅炉受热面磨损泄漏,冷渣器结焦与堵塞,主燃料保护动作,输煤堵塞断煤等将导致循环流化床锅炉停炉,影响锅炉长周期运行。
循环流化床锅炉在几年来运行的实践中发现大量的缺陷与问题,用户进行了不少改进与革新,这些对锅炉产品的改进、提高运行水平创造了很好的条件。循环流化床锅炉因其技术有独特性,各供热单位在管理及运行的水平上有较大的差距,且运行周期普遍不长。我国在循环流化床锅炉推广应用、运行研究方面做了大量工作,但这些研究大多数局限于工程技术问题,是对循环流化床锅炉运行过程出现的具体问题进行具体分析研究,解决的是局部问题。未从管理上对影响循环流化床锅炉长周期运行的因素进行深层次的分析研究,未能系统地研究影响锅炉长周期运行的问题,对存在的问题采取有效措施加以解决,以提高循环流化床锅炉运行水平。
2影响锅炉长周期运行的管理原因分析
2.1锅炉事故的原因
锅炉炉管直接受火焰辐射、高温烟气冲刷,烟气灰垢、水中杂质等对锅炉都有较大的腐蚀性,锅炉内形成的水垢严重堆积时会造成受热面过烧、变形、甚至破裂。如炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因:一是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反,因而在局部产生涡旋流;另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,因而对水冷壁管产生冲刷。炉内床料结焦的原因是床温偏高和炉内流化工况不良,局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度造成的。当给煤量过大,而风量又未及时调整、低温循环物料返料量少对床温冷却减弱、冷渣器内含可燃物多或冷却风量过低时常会出现高温结焦。当床料中含碳量过高时,如未能适时调整风量或返料量抑平床温,也有可能出现高温结焦。
布风系统制造和安装质量不好。给煤粒度太大,甚至给煤中存在大块。当燃煤、床料熔点太低,在床温较低水平下就可导致结焦。给煤系统堵塞是因为CFB锅炉的入炉煤未经热风干过,仅一、二级破碎而已,因而煤中的水分多,粘度大,加之煤仓结构不按CFB锅炉入炉煤特点来设计,如煤仓内衬不良等原因导致煤仓下料不畅,发生堵煤。锅炉的工作条件恶劣,容易发生损坏。一些由于运行操作不当或长期使用、维修保养质量不良造成的锅炉故障,如法兰之间的泄漏、阀门不严、连接水位表或压力表的旋塞漏水漏汽、安全阀阀心被粘住等。这些故障可以在不停炉的情况下经过处理即可恢复正常运行,但若不及时处理,可能造成严重事故。
2.2锅炉故障的管理原因
锅炉的设备管理包括对锅炉及其配套设备的全过程管理,是通过一系列的技术、经济、组织措施,对项目进行研究,对设备的规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、维护、修理、更新、直至报废的全过程进行科学管理。设备管理工作贯穿CFB锅炉管理的全过程,各个环节对锅炉投产后的安全长周期、高效生产都起至关重要的作用。
2.2.1投资原因锅炉能否长周期运转,设备投资是关键。设备的选择应满足生产实际的需要,结合企业长远生产经营发展方向全面考虑,这样,可以使企业有限的设备投资,用在生产必需的设备上,发挥投资的最大经济效益。一般说来,技术上先进,经济上合理,安全节能,满足生产需要是投资选择设备时应共同遵守的原则。对于设备计划投资值,有保证的投资是锅炉安全长周期生产的基础。过高的投资可能令一个建设项目因还贷、支付利息过重而影响项目的效益,甚至失去存在的意义,因而每一个新的工程建设项目严格控制投资是必要的。但过份压缩投资往往使工程项目的安全性能大幅下降,大幅度影响锅炉产生的经济效益。例如,因资金不足,在选择锅炉的技术时,一些先进、效益好的技术没能应用;技术力量好的设计单位,资质好、管理水平高的施工单位往往选不到;在设备的选择招投标过程,往往质量好,技术成熟的名牌产品因价格偏高而落选,最后中标的大多是质量不太好,价钱相对较低的设备供应单位。
2.2.2质量管理原因工程建设过程的质量管理是影响锅炉能否长周期运转的重要因素,锅炉的建设质量管理包括对设备制造、安装过程的监督管理,要坚持“质量第一,预防为主”的方针和“计划,执行,检查,处理”循环工作方法,不断改进过程控制。满足工程施工技术标准和设计的要求。质量控制是建设工程中最重要的工作,是工程建设控制的中心,工程质量控制需按质量管理体系控制。严格把好材料设备质量关,施工过程必须完全贯彻设计思想,严格按有关规范施工建设,任何一方面差错、把关不严都可能造成重大损失。现实上,工程建设过程直接控制的指标有三个:时间、质量、费用,这三个目标有一定的排斥性,很难同时达到最优,适度的均衡加快施工进度,可以在计划工期内得到合理的提前,可以保证施工质量。严格控制质量,可以避免返工,进度则会加快,反之则会因返工造成工期延后,施工成本增加。投资与质量的关系是质量好要增加施工成本,但严格控制质量,可以避免返工提高承包商的施工效益,减少建设项目的经常性维护费用延长工程使用年限,降低投资成本,提高效益。CFB锅炉及其相关系统处于高温、高压、粉煤灰充斥的环境,设备制造、设计、安装质量有特殊要求,必须严格按标准规范执行。
2.3运行过程管理原因
CFB锅炉运行过程出现的各类设备问题大多数与运行过程的管理有关,按因果连锁模型,各种事故的直接原因有人的不安全行为和物的不安全,事故的深层次原因是管理问题。生产过程影响锅炉长周期运行的因素有管理制度不完善,设备管理制度执行不严,违规操作或误操作,设备出现的问题调整、分析诊断、处理不及时等,均可导致事故的发生,影响锅炉长周期运行。
3结语
设备管理不完善、现场生产管理不深入和员工管理不到位是影响CFB锅炉长周期运行的三大重要因素。加强设备、生产和员工管理是保证CFB锅炉长周期运行的有效办法。
参考文献
[1] 董玉峰,毕战利,董迎健.240t/hCFB锅炉运行分析及解决措施[J].中国高新技术企业,2010,(5).
关 键 字：CFB锅炉飞灰 燃煤粒径 比例变化 CFB锅炉 飞灰可燃物 影响
0 前言
在一个正常运行的循环流化床锅炉中，不同尺寸的颗粒成一定的分布。粗颗粒趋向集中在密相区，细颗粒作为飞灰被气流曳带离开分离装置，经过尾部受热面离开锅炉，中间尺寸的颗粒成为循环的主体。燃煤颗粒级配是指在允许的粒径范围内，不同等级的粒径的配比。燃煤颗粒粒径与级配的正确确定，对CFB锅炉的正常运行有着非常重大的意义。
燃煤的粒径范围及级配是根据不同的炉型和不同的煤种而确定的。中国华电集团石家庄热电厂四台循环流化床锅炉系东锅制造，自2003年5月正式投产以来，至今已经一年有余，在国内创造了数项CFB锅炉的最佳运行纪录。锅炉蒸发量为410t/h，主汽压力9.81MPa，主汽温度540℃，给水温度 225℃，汽包压力11.08 MPa，床温896℃，给煤量46.93 t/h，石灰石量4.8 t/h，总空气量361000Nm3/h。设计煤种为山西晋中贫煤， 设计与校核煤种的主要数据为:收到基碳63.11%/56.15%，收到基灰份23.1%/29.4%，收到基低位发热量24200 /21130( KJ/Kg)哈式可磨系数为66/53.3。入炉煤的颗粒度为0~8mm，锅炉厂没有对燃料颗粒级配做出明确的规定。目前流化床锅炉燃煤一般要经过一级破碎和二级破碎，化学车间提供的粒径报告分为9个不同的粒径比例，其报告单见表一。
单位: mm
1 燃煤粒径与级配的认识过程和煤粒的燃烧
1.1 燃煤粒径与级配的认识过程。经过了不同的发展道路后，国内外对流化床锅炉燃煤粒径与级配基本上达成了共识。国外经历了由细变粗的认识过程。鲁奇公司对入炉煤粒径要求从0．9mm增大到了6mm；国内则经历了由粗变细的认识过程。我国早期流化床锅炉采用了简单的机械破碎设备，入炉煤的粒径要求在0～25mm，导致磨损严重和出力不足等问题。现在国内对入炉煤一般要求在0～8mm以内。欧州大型流化床锅炉的燃煤颗粒级配大体为：0.1mm以下份额
Vdaf+A=（85～90）%
公式中Vdaf??燃煤干燥无灰基挥发分，%；
A??入炉煤颗粒中
1.2 流化床煤粒的燃烧。流化床燃烧具有低温循环燃烧的特点。由于循环燃烧的特点，使其同煤粉炉相比燃烧时间较长。煤粉炉的燃烧时间一般为 3～5秒，而流化床锅炉随着循环倍率的不同而有所区别，大都是煤粉炉的数十倍。流化床的循环燃烧主要有内循环和外循环，较粗的粒子在炉内循环，细颗粒经过旋风分离器捕集后返回炉内燃烧，极细的燃料颗粒由烟气携带进入尾部烟道排出。由于这一部分燃料粒子相对燃烧时间短，同煤粉炉的燃烧温度相比，燃烧温度又大大降低。所以，这些不参与燃烧循环的细颗粒构成了流化床锅炉不完全燃烧的主要部分。入炉煤的燃烧一般要经过干燥加热、挥发份的析出和燃烧、膨胀和一级破碎、焦炭燃烧和二级破碎、磨损等四个过程。其中磨损过程特指较大的颗粒与其他颗粒在机械作用下产生细颗粒的过程。因此，不参与燃烧循环的细颗粒应由入炉煤中原始细颗粒和燃烧磨损产生的细颗粒两部分组成，不仅与入炉前的燃料破碎有关，同时与燃料的可磨性系数、燃烧调整也紧密相连。
对单位重量的燃料而言，粒径的减小会缩短挥发份的完全析出时间和碳粒的完全燃烧时间，可燃物的损失就会减小，因此，适当的减小粒径和控制粒径分布，对于提高燃烧效率是一项有效措施。
2 数据的采集和分析方案的确定
通过对四台流化床锅炉480份煤质分析和锅炉飞灰可燃物报告单的统计，从中找出低位发热量、灰份和颗粒级配变化对飞灰可燃物的影响。
2.1 低位发热量变化时相对应飞灰可燃物变化情况调查。随机抽取三次调查，每次数值为12个，发现锅炉飞灰可燃物与燃料低位发热量联动关系不明显。下表为2004年4月6\7\8\9日低位发热量与#23炉飞灰可燃物变化情况。
2.2 对灰份变化时飞灰可燃物情况的调查。采用如上办法，随机抽取三次数据进行比较，灰份对锅炉飞灰影响不明显，任选四日燃料灰份和当日四台锅炉平均飞灰可燃物的比较图如下：
2.3 颗粒级配变化时飞灰可燃物情况。从理论上分析，造成飞灰可燃物升高的主要原因是旋风分离器捕集不到的且没有经过循环燃烧的燃煤粒子。因此，首先对燃料中最小的细颗粒与锅炉飞灰的对应关系进行讨论。重点分析其在哪个比例区间对飞灰的影响较明显。通过数据和图例的比较，发现0.125- 0.45mm颗粒的变化同飞灰可燃物的变化关系比较明显，0-0.45mm范围所占总份额低于20%会导致飞灰可燃物升高，在30%到50%之间变化对飞灰可燃物影响不大，其对飞灰可燃物的影响随燃烧工况的不同而改变。
考虑到各台锅炉燃烧调整对数据分析的干扰，选取了四台锅炉飞灰可燃物变化趋势相同，且又同时起伏的变化区间，分析四台锅炉飞灰可燃物的变化趋势的原因。下表选取了2004年7月19日至20日四个班次飞灰及燃料粒径的分析报告。
由此可见，平均粒径对锅炉飞灰的影响参考价值很小， 0.45mm以下燃煤粒径影响飞灰可燃物的作用比较明显，其份额应控制在30%-50%之间。对于大型高循环倍率的循环流化床锅炉来讲，燃料的平均粒径变化会导致飞灰可燃物的变化，但不是线性关系。过去认为流化床锅炉燃烧稳定，燃烧调整相对有限的观点是错误的。同煤粉炉相比，流化床锅炉的燃烧调整更加复杂，同时也具有更大的现实意义。
3 结论
3.1 燃煤的合理级配是影响流化床锅炉飞灰可燃物的主要因素之一，平均燃料粒径的参照作用较小，0.45mm以下的燃料配比对锅炉飞灰可燃物有较为明显的影响。
3.2 循环流化床锅炉中小于0.45mm的燃煤比例应控制在30-50%的范围内。
3.3 燃料灰份和低位发热量的变化对煤粉炉的燃烧效率影响明显，但流化床锅炉的飞灰可燃物高低基本不受其影响。
附表1：
参考文献：
[1] 岑可法，倪明江等。循环流化床锅炉理论设计与运行。北京：中国电力出版社，1997。
关键词：循环流化床锅炉；燃烧技术；特点；工程示范
循环流化床燃烧是液态化燃烧方式之一。结构取决于流化床的气体流速，气体和床物料的特性。当气体和床料一定时，从压力下降速度与气流状态的变化特性的流化床可以判断。对于固定床，气流通过床层的压降与截面气流速度成正比。流动速度达到最小流化速度后，床材料开始扩大和流化。在最小流化速度和夹带速度之间，随流化速度的增加，气流通过这个流化区。鼓泡床有清晰的床面。湍流床床面比较混杂，床料的夹带量加多，气泡不再存在，有强烈的粒子回混和成团现象，并且无论是气体相还是粒子相都可以认为是连续的，而不是鼓泡床那样不连续。粒子达到夹带速度后，随气流速度的进一步增加，床料的夹带量增多，为了维持一个连续、稳定的流化过程，被带出的床料必须通过炉膛出口处的分离器从高温烟气中分离下来，并送回床内。循环流化床就处在夹带速度和气力输送状之间的流化区间。这个区间具有如下流化特征：
（1）不再有鼓泡床内清晰的床面。高速流化气体（4～10m/s）把粒子带到整个燃烧室高度，有极其强烈的床粒回混和成团现象。形成的粒子团逆着气流向下流动，接着被气流冲散，冲散之后又被气流向上夹带，夹带过程中又形成粒子团，如此循环重复上述过程，这些团聚的粒子行为表现就像一个较大的粒子。
（2）粒子和气流之间的相对速度大，并且与床层空隙率和粒子循环量有关。当粒子的循环流量为某一定值时，相对速率对床层空隙率（膨胀高度）有一最大值。
（3）流化速度为其他流化床的3 ～4 倍。四是床层压降随气流速度和粒子的质量流量而变。
（4）五是强烈的湍流流化，床内、床外急剧的粒子循环和较好的横向粒子混合。循环流化床的特性决定了它在燃料的适应性等方面优于其他流化床锅炉和其他形式的锅炉。
一、循环流化床技术特点
1.1燃料的适应性
循环流化床锅炉有一个较大的储热层，能够稳定燃烧多种劣质燃料，燃料适应性广。除了烟煤外，还可燃用无烟煤、高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、褐煤、石煤以至歼石等固体燃料，并且可以达到较高的燃烧效率。循环流化床锅炉低负荷运行能力强，在30% 的负荷下不投油可以稳定燃烧。
1.2低温分级强化燃烧
由于循环流化床采用850℃ ～900℃的低温燃烧，因此可以方便高效地实现炉内脱硫，比较容易地控制NOX 等排放，使SOX、NOX 的生成量大幅度地降低，减轻对环境的污染。炉内不易结渣，灰渣活性好，便于综合利用等。
1.3燃烧效率高
总体来说，燃烧强度为其他流化床锅炉的2 倍左右，无论烧劣质煤还是优质煤，燃烧效率均能达到95%～99%，与煤粉锅炉相媲美。
1.4锅炉负荷在很大范围内都能调节
负荷的变化范围为100%～25%，负荷的连续变化率可达每分钟5%～10%，负荷调节简单灵敏。
1.5锅炉的灰渣、飞灰含碳量低
此利于灰渣，飞灰的综合利用。如灰渣做建筑材料或水泥熟料的添加剂，也有利于灰渣中稀有金属的提炼。
二、我国超大型循环流化床锅炉示范
2.1 200MW 循环流化床锅炉的工程经过20年的发展，我国循环流化床锅炉技术积累了大量的经验，目前国产技术的200 MWe 循环流化床锅炉的示范工程正在进行中。
表1 200MW 超高压循环流化床锅炉设计燃料
该锅炉按国产超高压汽轮机参数设计，锅炉最大连续蒸发量与汽轮机调节阀门全开工况时的蒸汽流量相匹配，主要参数见表2。基本尺寸为：
两侧水冷壁距离17480 mm；前后水冷壁中心线距离7760mm；尾部包墙宽度13600 mm；尾部包墙深度7200mm；空气预热器烟道宽度14800 mm；空气预热器烟道深度7200 mm；锅筒中心线标高56850 mm；两侧外支柱中心线距离34000 mm；锅炉深度（柱中心线）36700 mm。锅炉设置膨胀中心点。通过水平和垂直方向的导向与约束，防止炉顶、炉墙开裂和受热变形。密封设计充分考虑受热面的膨胀。水冷壁与旋风分离器、水冷壁与回料装置及水冷壁与风室接合处有良好的密封结构，保证水冷壁能自由膨胀和密封。
表2 200Mwe 超高压循环床锅炉参数
炉膛截面采用较大宽深比，有利于二次风对物料有良好的穿透能力。各种运行工况下床温均匀。炉膛内下部四周水冷壁、炉膛出口烟道内表面及相邻的侧水冷壁部分表面、水冷壁与浇注材料交界处以及水冷屏、二级过热器屏、二级再热器屏的下部表面及穿墙位置等易磨损处，采取可靠的防磨措施。布风板及风室采用膜式水冷壁弯制围成，有足够的强度，燃烧室整体热膨胀，并密封可靠。风帽的布置保证床内布风均匀，流化稳定，防止局部结焦、大渣沉积或灰渣落入风室。风帽材质允许的运行温度为1100 ℃。
炉膛后部布置两个旋风分离器，使进入的烟气进行离心分离，将气固两相流中的大部分固体粒子分离下来，通过料腿进入返料装置，继而送回燃烧室，分离后的较清洁的烟气经中心筒，流入连接烟道，最后进入尾部对流受热面。旋风分离器内径为Φ9 100 mm，旋风筒、锥体、料腿均由δ=12mm 碳钢钢板卷制而成，内敷保温、耐火防磨材料，钢板外表面设计温度为45 ℃。旋风分离器的重量通过焊在旋风筒外壳上的4 个支座支撑在钢梁上，并垫有膨胀板可沿径向自由膨胀。
2.2 300 MW 循环流化床锅炉的示范工程
为推进我国循环流化床锅炉的迅速发展，正在筹划300MWe 循环流化床锅炉的引进工作和示范工程。在可预见的几年内，300 MWe 循环流化床锅炉将在中国运行。
三、结束语
循环流化床燃烧技术作为一种新型的高效低污染清洁煤技术，具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节快等优点，在国内外都得到了迅速发展。如今，中型容量的循环流化床锅炉的研制与开发已进入商业化运行阶段，但要充分发挥其优势，必须走产业化和大型化的道路，开发制造具有我国自主知识产权的大型循环流化锅炉，并在容量上尽快达到煤粉炉的水平。
参考文献：
关键词：循环 锅炉 节能 改造
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0000-00
1引言
循环流化床锅炉其是本着节约能源，应用经济、有效、低污染、低温及洁净循环燃烧的技术，利用鼓泡流化床燃烧来进行发展，这是将原煤破碎成小颗粒再放入炉膛布风板上，通过多次的风机加压，并根据风室利用风帽来进行喷出。由于烟气的部分流出炉膛，可以利用分离装置再完成分离过程，并将物料反复进行循环燃烧。
循环流化床锅炉其有着燃烧适应性广的特点，对各种种类的煤都可以进行燃烧，并有着很高的燃烧效率。可以充分的利用劣质的燃料。循环流化床对燃烧的温度也有着很好的控制，一般在800℃-950℃，这可以有效的抑制氮氧化物，并且对有毒物质其排放量低，脱硫效率极高达到90%。这些都有助于对环境的保护。其还具有负荷调节性高的特点，对于负荷变化特别大的热电厂而言，循环流化床锅炉是动力锅炉最好的选择。燃烧热强度大，这主要表现在炉膛体积的减小，金属消耗的降低。炉内传热能力强，并能够综合利用灰渣，实现循环节能高性能的目标。
2 循环流化床锅炉存在问题
2.1安全问题
因为循环流化床锅炉在开发上时间较短，致使其相关的基础理论和设计制造技术上的问题都没有从根本上得到解决，在运行上因为没有成熟的操作经验，也没有统一的标准，使得该锅炉在运行上存在较大的安全问题，无法掌握注意事项，这也就不能保障健康安全。
2.2能耗问题
循环流化床锅炉要求燃烧粒径较大，其炉膛内物料浓度很高，尽管已经采取了很多的防磨措施，但真正进行运行时还是会有循环流化床锅炉受热面磨损速度过快的现象，这样导致了能量消耗大问题。
2.3控制问题
循环流化床锅炉在风烟系统和灰渣系统的应用上叫常规锅炉复杂，由于燃烧在调整方式上 是不同的，控制点过多，所以运用计算机自动控制相比常规锅炉有一定的难度。
3 锅炉节能改造方式
3.1 加装燃油节能器
由于燃油节能器对碳氢化合物的处理，使得分子结构发生了变化，细小分子的增多，分子间距离的变大，燃料粘度下降，这样使得燃料油相比之前在雾化和细化方面都有很大的提高，而且在燃烧室内低氧条件也可以完成充分的燃烧。按照燃油节能器，可以解除由于燃料无法充分燃烧导致炉膛壁积残渣现象，这样实现了环保节能的目标。而且安装后可以降低废气的含尘量，减少有害废气的排出。
3.2 安装冷凝型燃气锅炉节能器
在燃气锅炉排烟中含有18%的水蒸气，这其中有着大量的潜热都没有充分的利用起来，而且在排烟时其温度很高，显热损失较大。而减少这种燃料的消耗便是解决高成本问题最有效的途径。安装冷凝型燃气锅炉节能器，这可以将高温烟气中的能量进行回收，减少这些燃料的消耗，增大经济效益。并通过水蒸气的凝结来对烟气中的有毒气体和物质进行吸收，从而降低污染物的排放，保护我们的生态环境。
3.3 采用冷凝式余热回收锅炉技术
因为运用传统的锅炉，由于160℃-250℃的排烟温度，使得烟气中水蒸汽都处于过热的状态，这是不会出现气化潜热的。而锅炉热效率是将燃料低位发热值的计算作为基础，由于没有将基础的热损伤算入其中，便使得传统锅炉热效率不高。采用冷凝式余热回收锅炉技术，可以将排烟的温度降低到50-70℃，这样烟气中的显热及水蒸汽中的凝结潜热都能够充分的回收，让热效率提升的同时，还促进了冷凝水的回收利用。如图1为节能改造冷凝回收对比图。
图1 节能改造冷凝回收对比图。
3.4锅炉尾部采用热管余热回收技术
根据一定的经济技术条件，余热是很难在能源利用设备中被利用起来，这是废气、多余的能源。但这部分能源可以大约划分为7种，包括废汽废水余热、高温产品与炉渣余热、高温废气余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热及高压流体余压等。这些总共约占到燃料消耗总量的17%-67%，所以采用锅炉尾部采用热管余热回收技术，可以回收利用更多的余热资源，响应节能、绿色、循环、洁净的主题，更好的遵循及发扬社会主义可持续发展的理念。如图2为余热回收锅炉节能器节能改造。
图2 余热回收锅炉节能器节能改造图
参考文献
【关键词】循环流化床锅炉;设备;运行管理技术重点分析影响循环流化床锅炉运行周期的前期设备管理、控制风量、负荷以及锅炉防磨等运行中的问题，并提出解决办法。
1.注重设备前期管理
1.1搞好设备的进厂检验
目前，由于国家加强环境保护的执法力度，政策上对循环流化床锅炉的倾斜，循环流化床锅炉纷纷上马，很大程度上拉动了锅炉市场。锅炉用户应严把进厂检验这一关。尤其是易磨损部件、承压部件的检验，详查随机资料，特别是出厂检验报告，以确保整体质量，为以后的长周期运行做好基础保障。
1.2严格建设安装标准
在锅炉的建设过程中，要严格按照安装规程。特别是一些重要的尺寸，膨胀缝，一定要严格控制。因为电站锅炉的蒸汽初参数较高，钢材的热膨胀值较大。稍有偏差，很容易造成局部应力集中，变形损坏。这主要集中在让管道的弯头部位或焊接部位。另外，要注意施工的工序，要有先有后。
1.3筑炉工作及耐火材料
应选择性能优良的耐火材料，确保锅炉不至于因耐火材料而影响长周期运行。还要注重耐火材料的施工工艺，因为这也直接影响锅炉的安全运行。基于以上两点，要重点作好耐火材料的养护工作，人们习惯上在筑炉结束，将外护板全部焊接完成后，按部就班地进行烘炉。殊不知，水蒸气在护板内侧反复蒸发与冷凝，影响耐火材料的烘干与烧结。为此，建议在有条件的情况下，尽量在烘炉结束后再做外护板。或者在护板上预留排气孔，保障水汽的及时排除。根据耐火材料的固有特性及施工工艺，制定适宜的烘炉曲线，并严格按烘炉曲线进行。特别是在投煤初期，一定要限制升温速度。往往有些厂家，在启炉的过程中，迫不及待的过早投煤,没有达到煤的燃点,由于反应滞后。随着温度的逐渐升高,一旦达到着火点,则发生爆燃现象.炉膛突然严重正压,床层温度急剧上升,温升高达100℃/min。对耐火材料和锅炉受热面产生强烈的热冲击，对炉体产生损伤性的破坏。
2.运行操作过程中应注意的问题
2.1控制适宜的床温
在运行过程中要加强对料层温度 监视，一般将料层温度控制在850℃-950℃之间，温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故；温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃，最低不 应低于800℃。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送 回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时，应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于800℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一旦料层温度低于700℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。
2.2控制适宜的负荷
根据实际运行情况来看，循环流化床锅炉的负荷最好不要超过额定负荷，以控制在80～95％为理想。在此负荷下，操作稳定，效率较高，磨损较轻，运行周期较长。因为，在超负荷情况下，循环倍率增加，流化风量加大，存在后燃现象，造成后部高温，甚者造成返料器结焦，危及锅炉的安全运行。
2.3运行过程中的参数调整
基于循环流化床的燃烧机理，需要合理的控制炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量。如果炉膛差压过低，有可能是返料量不够，分离效率低造成的。这将同时造成尾部受热面的加速磨损，过热器、省煤器的磨损泄漏。料层差压偏低，则炉膛蓄热量少，一旦给煤出现问题，容易灭火。如果料层差压偏高，则需较大的流化风量，又增加动力消耗和磨损。事实证明，超负荷运行，得不偿失，将付出巨大的代价。
2.4控制好入炉煤的颗粒度
由于一些厂家为了节省投资将给煤由两级破碎改为一级破碎，造成给煤颗粒度太大，有的颗粒度竟达30～50mm，严重影响了床料的流化，易造成结焦现象的发生，堵塞落渣管，甚至造成大面积结焦而停炉。所以控制好入炉煤的颗粒度是至关重要的。有的电厂在原煤破碎前上了筛分设备进行破碎前预筛分，这不仅减少了破碎机的磨损而且减少了厂用电的消耗。
2.5杜绝野蛮开停炉
强行降温、急剧升温、快速升压都危及到锅炉的安全运行。锅炉故障停炉后，急于检修，强制通风降温，由于各部位的膨胀系数不一致、温度不一致，很容易造成炉墙，炉管的损坏。另外，在锅炉启动时，急于求成，快速升压、升温，膨胀不到位，损坏锅炉。特别是点火初期，过早投煤造成煤炭爆燃，床温骤然升高。强大的热冲击，造成耐火材料快速膨胀，产生皲裂或金属焊缝拉伤。
3.关于循环流化床锅炉的防磨问题
3.1水冷壁的防磨
根据循环流化床锅炉的运行机理，炉膛内是典型的气固两相流，高强度的物料反混，对膜式水冷壁产生冲刷磨蚀。通常的处理办法是在卫燃带覆盖耐火材料，结果造成磨损区域上移，只好再次覆盖耐火材料，如此反复，最终以传热面积减少更换水冷壁管而告终。另一种办法是进行喷涂耐磨材料，但喷涂材料的上部区域磨损较严重。目前，尚没有发现经济实用的解决办法。
3.2分离器的防磨
在炉膛出口处，为了达到较高的气固分离效率，对高温烟气进行节流加速，对中心筒和分离器产生磨损。使中心筒变形穿孔和旋风分离器耐火材料的损坏。为此，在旋风分离器耐火材料的施工中，选择耐磨性能强的材料，同时要严格控制烟气进口和中心筒的安装尺寸。
3.3过热器的防磨
分离后的烟气，经扩压以5～10m/s的速度冲向过热器，在通过第一排过热器管后，流通截面减小，烟气节流加速，冲刷磨损第二排管；同时伴随着局部小面积的急剧磨损。可以在第二排过热器管前加装防磨罩，同时调整运行风量，避免烟气流通偏流，形成烟气走廊。
3.4省煤器的磨损
与过热器相类似，一般采取加防磨罩的办法进行处理。比较好一点的办法是采用热管式省煤器。
【参考文献】
［1］党黎军编著.循环流化床锅炉启动调试与安全运行.中国电力出版社.2008.
［2］岑可法,倪明江,骆仲泱等编著.循环流化床锅炉理论设计与运行.中国电力出版社.2008.
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关键词：循环流化床锅炉 自动控制技术 优点
1 循环流化床锅炉燃烧技术的概念
循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点，其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域，循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术，其燃烧系统较为复杂，燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中，流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥，所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。
如何调节各个参数之间的影响，使其控制系统操作变得稍微简单一些，对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析，设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。
2 循环流化床锅炉控制系统的分析
2.1 燃烧控制系统
循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应，减少燃料不必要的损耗，从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。
锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂，各参数之间耦合关系难以控制，被调参数容易同时受到多个调节参数的影响，给操控和受控变量配对造成了困难，所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。
目前设计的燃烧控制系统比较简单，在燃烧自动控制系统运作的过程中，容易受到各个环节的影响，导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用，最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。主汽压力控制与床温控制是整个燃烧控制系统当中最关键的两个控制变量，改变控制方案使主蒸汽压力处于正常范围内，控制负荷要求及内扰的变化，促使循环流化床锅炉燃烧控制系统安全可靠的运行。循环流化床锅炉燃烧控制最关键的就是要解决内扰问题，煤质煤量在整个燃烧控制系统当中影响作用比较大，煤质煤量的变化容易导致燃烧控制系统的不稳定，致使自动化系统难以发挥作用。且床温会随着负荷变化而发生巨大变化，因此需制定出合理的床温控制方案。各个操控变量相互影响容易引起严重的耦合关系，致使生产效率的降低。循环流化床锅炉想要实现经济运行，就要设计更加合理的控制策略，改变关键变量间的耦合关系，解决内扰影响等问题，从而实现循环流化床锅炉自动控制水平的提高。
2.2 汽水控制系统
汽水控制是根据锅炉供水流量判断蒸汽负荷的控制要求，将主控制蒸汽温度控制在规定范围，并且使汽机与锅炉同时展开安全、经济、有效的运作。汽水控制系统主要是由汽包水位、主蒸汽温度两方面进行控制。
循环流化床锅炉和一般锅炉的汽水系统大致上是一样的，可根据一般锅炉的研究设计汽水控制系统的方案。汽水控制系统在正常稳定的工作环境下，自动化运作能够较多的使用，如果运作过程中工况发生了变化，控制策略将无法主动适应控制要求，这时则需要人工进行手动操作控制。一旦汽水控制系统运作工况发生了改变，自动控制将无法发挥控制优势，所以对于汽水控制系统新策略的研究，有助于实现循环流化床锅炉自动化控制水平的提升。
3 循环硫化床锅炉的控制系统方案
为了使循环流化床锅炉的控制系统设计更加简单化，通过PID控制算法改变控制系统的设计结构，这种控制算法是目前工业控制中的关键技术之一。由于循环流化床锅炉燃烧机制复杂，系统间各个变量存在着密切的耦合关系，流动状态的燃烧飞灰浓度较大，随着负荷的改变飞灰浓度也发生变化，与一般锅炉燃烧飞灰相比，循环流化床锅炉燃烧飞灰比较难以控制。所以设计循环流化床锅炉控制系统的最佳方法是控制变量之间的关系，由主控变量作用次要控制变量，在控制系统运作的过程中次要控制变量发生了误差，主控变量可及时地做出补偿。
3.1 压力控制方案
锅炉主蒸汽母管调节系统最主要是能够检测并计算负荷分配指令，调节锅炉的电汽负荷，控制母管压力有利于主蒸汽母管发挥出调节功能，影响母管压力最主要的是燃料及一次风这两方面的原因，主汽压力随着燃料的减少而减少，一次风减少时主汽压力再次减少，控制燃料及一次风指令全部由锅炉燃烧指令调节，所以想要控制主汽压力还是要从燃烧控制压力的设计方案着手。针对燃料系统的内扰环节，可通过计算输送的煤量及焦量热值，始终保证锅炉燃料热值的稳定，不会出现煤质煤量变化影响炉膛热值的现象，控制系统也可在供料及煤机跳闸的环节设计相应的燃料自动补偿，确保解决燃料内扰所产生的影响。
3.2 床温控制
由于影响床温的控制参数较多，一次风、燃料、石灰石等参数发生了变化，都会致使床温发生改变。循环流化床锅炉当中床温在850～900℃范围能够达到脱硫的最佳效果，这就表示床温也可不参照规定范围的数量。一次风通过动态静态影响床温，动态静态下燃料变化对于床温并没有产生作用，床温依然随着燃料的增长或减少而升高或降低。循环流化床锅炉床温根据一次风和燃料的变化而变化，限于床温与一次风、燃料紧密的耦合关系，在设计控制系统床温只能通过人工手动操作进行调整，从而避免床温变化而增加更多参数间的耦合关系。
3.3 风量控制
循环流化床锅炉比一般煤粉炉当中的风量控制更为重要，由于循环流化床锅炉的风系统由一次风、二次风、返料风及播煤风组成，风量控制的目的是一次风在各种负荷工况当中仍能保持循环流化床锅炉的燃料流化、床温、二次风氧量、分配上下二次风量的过程中，完成分级燃烧减少锅炉NOx的排放。
循环流化床锅炉的控制系统是围绕一次风、二次风、燃料量这三个指令所构成，锅炉指令当中风量的控制就是要合理分配这三个要素的参数关系。设计控制系统最重要的是根据不同的负荷工况对各参数间配比和平衡关系进行自动控制，修正各参数间的耦合关系。在设计控制系统的时候，通过各种负荷工况当中的床温、床压、二次风母管压力、炉膛氧量来决定控制一次风、二次风的变化关系，再采用人工手动操作补偿风量的控制，实现循环流化床锅炉在各种负荷工况当中安全稳定的运作。
4 结束语
综上所述，随着社会环保意识的增加，燃油燃气锅炉凭借其污染小、安全实用的特点取代了以往燃煤锅炉，燃油燃气锅炉的供热作用受到了人们广泛的关注。通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与设计，有利于循环流化床锅炉控制系统的安全可靠运作，使循环流化床锅炉控制系统拥有稳定、持续的发展前景。
参考文献：
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关键词：循环流化床锅炉；周期；运行优化；管理应用
中图分类号：F40 文献标识码：A
1设备前期管理环节的分析
循环流化床锅炉的稳定运行离不开其设备前期管理环节的优化。在日常工作过程中，影响其设备前期管理的因素很多，如厂内运作环境、生产经营情况、人工操作情况等。为了保证设备前期管理环节的优化，需要做好设备的进厂检验工作，促进环保节能性的提升。随着国家相关优惠政策的开展，锅炉市场发展势头良好，一系列循环流化床锅炉不断生产，甚至在有的地区供不应求。为了满足日常生活需要，相关人员要做好设备的进厂检验工作，针对不合格的产品，要及时处理，促进整体质量的优化。比如易磨损部件、承压部件的检验，详查随机资料，特别是出厂检验报告，以确保整体质量，为以后长周期运行做好基础保障。
严格建设安装标准，在锅炉的建设过程中，要严格按照安装规程。特别是一些重要的尺寸，膨胀缝，一定要严格控制。因为电站锅炉的蒸汽初参数较高，钢材的热膨胀值较大。稍有偏差就容易造成局部应力集中，变形损坏。这主要集中在让管道的弯头部位或焊接部位。另外，要注意施工的工序，要有先有后。
根据其筑炉工作环节实行其相关耐火材料的应用，以满足循环流化床锅炉行业的发展需要。目前耐火材料市场比较广阔，市场竞争比较激烈。尤其是近年国家经济建设的开展，实现了对耐火材料的广泛需求，无论其质量环节、种类环节还是产量环节都得到了社会的广泛重视，但是目前市场上的有效耐火材料质量较差。做好相关材料招标采购环节的优化是必要的，利于保证日常工作稳定开展。应当详细而广泛的进行考察论证，确保用上性能优良的耐火材料，确保锅炉不会因耐火材料而影响长周期运行。在选好耐火材料供方后，还要注重耐火材料的施工工艺，因为这直接影响锅炉的安全运行。基于以上两点，要作好耐火材料的养护工作，人们习惯在筑炉结束，将外护板全部焊接完成后，按部就班地进行烘炉，其实水蒸气在护板内侧反复蒸发与冷凝，影响耐火材料的烘干与烧结。
在日常工作中，要实现外护板的有效应用，从而保证烘炉工作环节的稳定开展，要实现护板的排气孔的有效预留，实现其水汽的有效排除。要针对防火材料的相关性质，展开技术应用环节的优化，要满足工作的实际需要。抓好日常工作的各个必要环节。在投煤初期环节中，要实现其温度的有效控制。
2运行操作系统的优化
设备运作中，要针对料层的温度环节展开优化，实现料层温度的有效控制，避免其温度过高，这样不利于流化床体的稳定运行，从而可能导致一系列的停炉事故的产生，此环节中，如果出现较低的温度，也会导致低温结焦现象。为了解决上述环节的问题，要实现其料层温度的有效控制，要保持其适度性。在应用过程中，针对料层温度的实际变化情况，促进给煤量的有效控制。调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃，应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于800℃，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一旦料层温度低于700℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。
在工作过程中，实现循环流化床锅炉负荷环节的优化是必要的，要不超过其额定的负荷程度，要使其控制在一定的负荷程度下，从而保障效率的提升，保证其运行周期、使用寿命的延长。通过对上述环节的优化，可以有效避免其超负荷情况的出现，从而避免其后燃现象的出现，促进其锅炉的稳定运行。基于循环流化床的燃烧机理，需要合理的控制炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量。如果炉膛差压过低，有可能是返料量不够，分离效率低造成的。这将同时造成尾部受热面的加速磨损，过热器、省煤器的磨损泄漏。料层差压偏低，则炉膛蓄热量少，一旦给煤出现问题，容易灭火。
有些厂家为了减低成本，有可能是利用一级破碎进行生产，这样不利于床料的流化环节优化，提升结焦发生率，严重的可能导致停炉，为满足工作需要，要针对其入炉煤的颗粒度展开优化，以满足现实工作的开展，促进其整体应用效益的提升。强行降温、急剧升温、快速升压都危及到锅炉的安全运行。锅炉故障停炉后，急于检修，强制通风降温，由于各部位的膨胀系数不一致、温度不一致，很容易造成炉墙，炉管的损坏。另外，在锅炉启动时，急于求成，快速升压、升温，膨胀不到位，损坏锅炉。
3循环流化床锅炉的防磨环节的分析
在防磨过程中，水冷壁的防磨环节是需要重视的环节，通过对循环流化床锅炉运作原理的分析，可以促进其整体环节的优化。在运作过程中，炉膛内部的气体固体会发生一系列反应，这就难以避免对炉内部相关部位的冲刷磨蚀，为解决上述问题，一般要促进相关耐火材料的应用，这会导致其磨损区域的变化。只好再次覆盖耐火材料，如此反复，最终以传热面积减少更换水冷壁管而告终。另一种办法是进行喷涂耐磨材料，但喷涂材料的上部区域磨损较严重。
防磨环节的开展，也需要保障其分离器防磨环节的优化。在实际工作过程中，由于高温烟气的产生，难免会导致其节流的不断加速，从而产生相关部位的磨损现象，一定程度上促进了相关部位得到耐火材料的损坏。为此要选择好耐磨性能强的材料，同时要严格控制烟气进口和中心筒的安装尺寸。 过热器的防磨 ，分离后的烟气，经扩压以5～10m/s的速度冲向过热器，在通过第一排过热器管后，流通截面减小，烟气节流加速，冲刷磨损第二排管。
结语
循环流化床锅炉工作环节的开展，离不开其内部应用环节的优化，更离不开其管理环节、防磨损环节等的协调，需要引起相关人员的重视。
参考文献
市场，并将进一步完善和放大，并向高参数、超临界发展。走出具有中国特色的大型循环流化床开发和应用之路。
关键词：循环流化床锅炉；燃烧技术；工程示范；发展
中图分类号： O643.2+1文献标识码：A
一、循环流化床技术特点
1.1燃料的适应性
循环流化床锅炉有一个较大的储热层，能够稳定燃烧多种劣质燃料，燃料适应性广。除了烟煤外，还可燃用无烟煤、高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、褐煤、石煤以至歼石等固体燃料，并且可以达到较高的燃烧效率。循环流化床锅炉低负荷运行能力强，在30% 的负荷下不投油可以稳定燃烧。
1.2低温分级强化燃烧
由于循环流化床采用850℃ ~900℃的低温燃烧，因此可以方便高效地实现炉内脱硫，比较容易地控制NOX 等排放，使SOX、NOX 的生成量大幅度地降低, 减轻对环境的污染。炉内不易结渣，灰渣活性好，便于综合利用等。
1.3燃烧效率高
总体来说，燃烧强度为其他流化床锅炉的2 倍左右，无论烧劣质煤还是优质煤, 燃烧效率均能达到95%~99%, 与煤粉锅炉相媲美。
1.4锅炉负荷在很大范围内都能调节
负荷的变化范围为100%~25%，负荷的连续变化率可达每分钟5%~10%，负荷调节简单灵敏。
1.5锅炉的灰渣、飞灰含碳量低
此利于灰渣, 飞灰的综合利用。如灰渣做建筑材料或水泥熟料的添加剂，也有利于灰渣中稀有金属的提炼。
二、循环流化床燃煤技术的地位
我国一次能源消费中，煤炭占 74.1%以上(见图1)。虽然包括核能在内的其他能源比例逐渐增加，但煤炭占主导地位的局面在今后相当长的一段时间内不会发生根本变化。据专家预测，至少持续到2050 年。在环境问题日益严峻的今天，能源的清洁利用和转换是经济得以持续发展的重要保障。循环流化床燃烧技术具有如下特点：
分级燃烧有效降低NOx 排放、低成本脱硫、煤种适应性强、灰渣易于综合利用、负荷调节范围大、燃烧稳定等特点。
①由于循环流化床属于低温燃烧，氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为150ppm 左右；
②燃烧中添加石灰石，脱硫效率高且技术设备简单经济，初期投资及运行费用远低于煤粉炉加FGD，是目前我国唯一在经济上可承受的燃煤污染控制技术；
③燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤；
④排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染；
⑤负荷调节范围大，可降到满负、荷的30%左右。由于以上优势，循环流化床燃烧技术成为商业化程度最好的清洁煤燃烧技术之一。
循环流化床燃烧技术已被运行实践证明是可靠的洁净煤燃烧技术，受到人们的高度重视，近年来得到迅速发展。容量大型化和蒸汽参数进一步提高是当前循环流化床锅炉的主要发展方向。
图1 中国电力生产结构
三、我国超大型循环流化床锅炉示范
3.1 200MW 循环流化床锅炉的工程经过20年的发展，我国循环流化床锅炉技术积累了大量的经验，目前国产技术的200 MWe 循环流化床锅炉的示范工程正在进行中。
其设计燃料及校核燃料见表1。
表1 200 MW 超高压循环流化床锅炉设计燃料
该锅炉按国产超高压汽轮机参数设计，锅炉最大连续蒸发量与汽轮机调节阀门全开工况时的蒸汽流量相匹配，主要参数见表2。基本尺寸为：
两侧水冷壁距离17480 mm；前后水冷壁中心线距离7760mm；尾部包墙宽度13600 mm；尾部包墙深度7200mm；空气预热器烟道宽度14800 mm；空气预热器烟道深度7200 mm；锅筒中心线标高56850 mm；两侧外支柱中心线距离34000 mm；锅炉深度(柱中心线)36700 mm。锅炉设置膨胀中心点。通过水平和垂直方向的导向与约束，防止炉顶、炉墙开裂和受热变形。密封设计充分考虑受热面的膨胀。水冷壁与旋风分离器、水冷壁与回料装置及水冷壁与风室接合处有良好的密封结构，保证水冷壁能自由膨胀和密封。
表2 200MWe 超高压循环床锅炉参数
炉膛截面采用较大宽深比，有利于二次风对物料有良好的穿透能力。各种运行工况下床温均匀。炉膛内下部四周水冷壁、炉膛出口烟道内表面及相邻的侧水冷壁部分表面、水冷壁与浇注材料交界处以及水冷屏、二级过热器屏、二级再热器屏的下部表面及穿墙位置等易磨损处，采取可靠的防磨措施。布风板及风室采用膜式水冷壁弯制围成，有足够的强度，燃烧室整体热膨胀，并密封可靠。风帽的布置保证床内布风均匀，流化稳定，防止局部结焦、大渣沉积或灰渣落入风室。风帽材质允许的运行温度为1100 ℃。
炉膛后部布置两个旋风分离器，使进入的烟气进行离心分离，将气固两相流中的大部分固体粒子分离下来，通过料腿进入返料装置，继而送回燃烧室，分离后的较清洁的烟气经中心筒，流入连接烟道，最后进入尾部对流受热面。旋风分离器内径为Φ9 100 mm，旋风筒、锥体、料腿均由δ=12mm 碳钢钢板卷制而成，内敷保温、耐火防磨材料，钢板外表面设计温度为45 ℃。旋风分离器的重量通过焊在旋风筒外壳上的4 个支座支撑在钢梁上，并垫有膨胀板可沿径向自由膨胀。
3.2 300 MW 循环流化床锅炉的示范工程
为推进我国循环流化床锅炉的迅速发展，正在筹划300MWe 循环流化床锅炉的引进工作和示范工程。在可预见的几年内，300 MWe 循环流化床锅炉将在中国运行。
四、我国循环流化床燃烧技术的发展
在短短的30 年间，流化床技术得到了飞速发展，从德国鲁奇公司首先取得循环流化床燃烧技术的专利，至今已经形成多个技术流派：绝热旋风筒带有外置换热床的循环流化床燃烧技术；带有汽冷旋风分离的循环流化床燃烧技术；燃烧室内布置翼形受热面的高温绝热旋风分离的循环流化床燃烧技术等。上世纪90 年代中期，又出现了冷却式方型分离紧凑式循环流化床燃烧技术。由笨重易损的热旋风筒进步到90 年代初的精巧耐用的汽冷旋风筒, 进而开发出冷却式方型分离紧凑式循环流化床锅炉，为循环流化床锅炉最终回归到传统锅炉的简洁布置做下铺垫。
我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。目前已经开发35~465 tPh 系列化循环流化床锅炉，建立了世界首台135 MW 再热循环流化床锅炉电厂仿真机，技术水平世界领先。与此同时，建立了循环流化床锅炉设计理论体系，并形
成了符合中国实际情况的设计导则和热力计算方法, 已经出口到国外, 打破了多年来我国一直依赖进口循环流化床技术的局面。鉴于我国在循环流化床锅炉研究开发中的成就, ABB、EDF、IHI 等一些著名的国际公司与我们合作研究一些循环流化床燃烧技术难题。
国内已经基本掌握200 MW 以下循环流化床锅炉技术, 进入了推广阶段。国产化670 tPh锅炉(200 MW) 已经实施，图2为国产化670 tPh 循环流化床锅炉的一个方案。
图2 670 tPh 超高压一次再热循环流化床锅炉
五、结束语
循环流化床燃烧技术作为一种新型的高效低污染清洁煤技术，具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节快等优点，在国内外都得到了迅速发展。如今，中型容量的循环流化床锅炉的研制与开发已进入商业化运行阶段，但要充分发挥其优势，必须走产业化和大型化的道路，开发制造具有我国自主知
识产权的大型循环流化锅炉，并在容量上尽快达到煤粉炉的水平。
参考文献
关键词：循环流化床锅炉；现状；发展
近年来，对国内循环流化床锅炉技术的研究取得了新的进展，随着新能源、新技术的发展循环流化床锅炉，未来将朝着大型化、深度脱硫与脱硝、能源综合利用等方向发展。
一、循环流化床锅炉的技术特点分折
（一）优势分析
1.燃烧效率较高
新近设计制造的中小型循环流化床锅炉，其热效率可达87%，同时循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率。循环流化床锅炉设置有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，这就降低了机械不完全燃烧损失，绝大部分未燃尽的燃料被再循环至炉膛再燃烧，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，这种方式下进行多次循环燃烧，保证燃料充分燃尽，从而提高了锅炉的燃烧效率。
2.燃料适应性广
由于循环流化床锅炉采用的是循环燃烧技术，在炉膛、旋风分离器、虹吸密封回路进行循环的床料的热容量是相当大的，而新加入的燃料按重量比仅占整个循环床料的5%～7%，加入后随着循环的进行会迅速被加热到着火温度而燃烧并释放热量。因煤质变化对锅炉燃烧及带负荷影响较小，有利于电网的安全稳定运行，对劣质煤资源的利用具有深远的意义。
3.环保指标优越
循环流化床锅炉正常运行时床温控制在850℃～950℃，同时根据燃煤特性以一定的Ca/S向炉内加入石灰石粉作为脱硫剂，在燃烧的过程中脱去燃烧生成的SO2，而石灰石粉在850℃～950℃范围内脱硫效率最高，所以循环流化床锅炉采用850℃～950℃燃烧温度可以达到较高的脱硫效率。同时循环流化床在850℃～950℃燃烧温度下能有效地抑制热反应型的生成，再加上采用了分级燃烧方式送入二次风，又有效地控制了燃料型生成。循环流化床洁净煤燃烧技术的污染控制成本是很有竞争力的，是已经为世界各国公认的较为成熟而最有前途的洁净煤燃烧技术。
（二）劣势分析
1.灰渣物理热损失较大
循环流化床锅炉较煤粉炉而言，其热效率要低一些这主要是因为以下几点：①所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。燃料越粗，越不容易燃尽，因而机械的不完全损失较大。②与煤粉炉温度相比，炉膛温度要低得多。如果炉温低于800℃～900℃，CO就不易着火燃烧或燃烧不完全，从而增加了化学不完全燃烧热损失。③循环流化床锅炉在运行中应保证料层厚度在一定范围内，以确保良好的沸腾工况，因而要进行放料这样大量的热量被放掉，使得灰渣物理热损失很大。
2.磨损问题比较严重
受热面磨损是影响CFB锅炉长期连续运行的重要原因。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料浓度为煤粉炉的几十倍到上百倍，烟气中含尘浓度很高，因而可能对受热面及气固分离器等部件造成严重磨损，使锅炉运行维护费用增大，机组利用率降低，给用户造成巨大的损失。CFB锅炉的主要磨损部位包括：布风装置中的风帽，炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损，炉膛4个角落区域的管壁磨损，不规则区域管壁的磨损，炉膛内屏式过热器、水平过热器管屏的磨损，尾部烟道过热器与省煤器两端的进口处，燃烧室下部的卫燃带、燃烧室出口周围及出烟口流道内表面、分离器整个内表面、尾部对流烟道入口内表面的非金属耐火材料。
二、国内循环流化床锅炉技术水平现状分析
近年来，在吸收和消化引进技术的基础上，我国自主开发的CFB锅炉水平有了长足进步，并已在一些核心技术上取得了突破。比如，浙江大学率先开发了下排气旋风分离器循环床锅炉。此炉型在水平烟道与尾部竖井烟道相连接的换向室中布置下排气旋风分离器，将水平烟道与尾部竖井烟道整装为一体，使锅炉具有典型的“П”型布置，具有结构紧凑、深度小、易于大型化等优点。
清华大学跟踪国际上出现的水冷方型分离器，成功地开发了具有独立知识产权的水冷异型分离循环流化床锅炉，该炉型具有结构紧凑、密封性能好、分离效率高、重量轻、启动时间短等优点，且也有易于放大和大型化生产的潜力等。目前，国产循环流化床锅炉在130t/h及以下等级已过关，并完全取代了这个等级的进口锅炉，占领了国内市场。
从引进到自行设计制造，近年来我国循环流化床锅炉发展迅速，在循环床锅炉大型化方面已取得了可喜的发展，与世界水平的差距正在逐步缩小。我国大型CFB锅炉发展神速，每年以超过1000MWe以上的投运容量在迅速增加。
三、循环流化床锅炉技术的发展前景
循环流化床锅炉燃烧技术，是目前商业化运行程度最好的清洁煤燃烧技术。随着全球煤炭储量的不断减少和对环保要求的不断提高，给循环流化床的发展及推广带来了新的机遇。
（一）成为国家鼓励项目
煤炭是重要的化工原料，随着储量的不断减少，大型煤粉锅炉将逐渐被国家所限制。而循环流化床由于适合燃烧各种燃料，而且是城市垃圾处理的好项目，必然能得到政府的大力扶植。
（二）脱硫综合利用
目前全国的火电厂顺应国家环保局的要求，纷纷上马脱硫项目。但作为煤粉锅炉，受结构的限制，很难采用干法脱硫技术，因此大多采用石灰石湿法脱硫。湿法脱硫需要增加烟道、增压风机、吸收塔、石灰石浆液系统、石膏脱水系统、废水系统、石灰石粉制备系统等脱硫设备的大量投资。而循环流化床锅炉可以采用炉内喷钙干法脱硫，甚至可以实现脱硝，且增加的投资很少，系统脱硫率提高到80%以上。
（三）市场份额较高
在用高灰分、低挥发分或高硫分等其它燃烧设备难以适应的劣质燃料方面，以及低负荷要求较高的调峰电厂和负荷波动较大的自备电厂中，循环流化床锅炉燃烧技术是最佳选择。国际上已朝大型化方向发展。我国研制的220/th、41oth/循环流化床锅炉已投入运行。因此，循环流化床锅炉在国内外市场上具有很强的生命力，对它的开发研制有着深远的意义。
（四）能源综合利用
能源综合利用是循环流化床锅炉今后发展的另一个重要方向。能源综合利用包含有3方面内容：其一是以CFB锅炉为平台对一些低级能源资源综合优化利用。目前在这方面做的比较好，已开发出针对于燃烧石油焦、污泥、生物质、垃圾废弃物等各种类型的CFB锅炉并取得了成功经验。其二是循环流化床锅炉与其它能源或原材料加工系统整合从事能源高效利用，这是循环流化床锅炉技术今后应重点发展的一个方向。目前，以循环流化床锅炉技术为基础的IGCC系统、PCFBC系统均已开发成功并已产业化，今后应朝着大型化和优化运行方向发展。其三是CFB锅炉燃烧后产生的灰渣综合利用。这是CFB锅炉今后发展中尚待解决的一个难点问题。循环流化床锅炉运行中由于采用了炉内添加石灰石脱硫技术，不但增加了它的灰渣数量，而且也使它的灰渣与普通煤粉炉产生的灰渣在形态、粒度、化学性质等有很多不同之处，以至于很难用常规的灰渣利用方式对其进行处理。开发研究适合CFB锅炉脱硫灰渣的处理方式和利用途径，已成为目前国内外关于循环流化床锅炉未来发展的一个研究热点。
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