煤粉锅炉与循环流化床锅炉

1、循环流化床锅炉与煤粉锅炉比较循环流化床锅炉燃烧技术是具有燃料适性好、 燃烧效 率高、气体污染物排放低、负荷调节围大、飞灰和炉渣可 综合利用等优点的洁净燃烧技术。目前220480T/H的循 环流化床锅炉在我国就有 1000 多台，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。（一） 循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优点：1）对燃料适应性特别好。 循环流化床锅炉通过分离器及 返料阀组成飞灰再

2、循环系统， 煤质的燃烧产生的飞灰循环 量大小的改变可调节燃烧室的吸热量及床料温度， 只要燃 料燃烧产生的热值大于把燃料本身及燃烧所需空气加热 到稳定温度（850950C）所需的热量，这种煤就可在流 化床稳定燃烧，因此，各种煤几乎都可在流化床锅炉中燃 烧，用来烧各种劣质燃料最好不过。对于燃料煤质量供给 不稳定的企业是一种比较好选择。而煤粉炉对煤质的要求较高， 煤粉炉对煤种适应性差 的现象比较明显。流化床锅炉是适合于燃用宽筛分燃料（煤粒度要求为粒度围0-10mm 50%切割粒径d50=2mm, 燃料的制备破碎系统大为简化。所以，循环流化床锅炉本 体造价高于同容量的煤粉炉，省去了复杂的制粉系统，整

3、体投资含土建仍低于煤粉炉。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8591%而循环流化床锅炉采用飞 灰再循环系统，燃烧效率可达到 9599%3）负荷的调节围宽，调节性能好。煤粉锅炉的负荷调节 围通常在 70110%，在低负荷时煤粉炉需投油枪进行助 燃；而循环流化床锅炉由于炉有大量床料，蓄热能力强， 采用了飞灰再循环系统，调节围要比煤粉炉宽得多，一般为30110%负荷调节速率可达（510） B-MCR/min故 循环流化床特别适应于热电联产、 热负荷变化较大的供热 锅炉或调峰机组锅炉使用。4）燃烧污染物排放低。向循环流化床锅炉加入脱硫剂 （石灰石或白云石粉），可以脱去

4、燃烧过程中产生的二氧化硫（SO2。根据燃料中含硫量决定加入的石灰石剂量， 在Ca/S摩尔比=22.5时，脱硫效率可达90%和煤粉炉 比较（煤粉炉利用湿法脱硫的成本 : 利用国外技术平均费 用约1500元/KW,国技术平均费用约1000元/KW）,流化 床锅炉在烧高硫煤时有较大的成本优势。 流化床锅炉最佳 的燃烧温度在850950C，在这个围适合脱硫反应，NOx 生成量明显减少，排放浓度在100200ppm低于煤粉炉的 500600ppm循环流化床锅炉的其它污染物排放如 CO HCI、HF的排放也低于煤粉炉；对煤粉炉而言，要从烟气 中脱除NOx造价比煤粉炉脱硫的费用还要大得多。循环 流化床锅炉在

5、SO2 NOx的排放量完全能达到国家环境排 放标准，使它与煤粉锅炉在环境排放方面竞争有绝对的优 势。5) 燃烧热强度大，炉传热能力强。由于循环流化床锅炉 采用飞灰再循环系统，燃烧热强度比较高，截面热负荷可 达38MW/m2接近或高于煤粉炉，炉膛容积热负荷为 1.52MW/m是煤粉炉的810倍。流化床炉传热主要是 上升烟气和物料与受热面的对流换热和辐射换热 ，炉膛 气固两相混合物对水冷壁的传热系数比煤粉锅炉炉膛的 辐射传热系数大得多。与煤粉炉相比较，可大幅节省受热 面的金属耗量。6) 给煤点数量少，布置简单。循环流化床锅炉横向混合 特性较好，给煤点较煤粉炉少 , 给煤点的减少简化了给煤 装置的布

6、置，使给煤点不易结焦，运行可靠。7) 易于实现灰渣的综合利用。 流化床的底渣含碳量一般 为 1 3%，飞灰含碳量 415%，流化床锅炉最佳的燃烧温 度在850950C,与煤粉炉相比较属中低温燃烧，产生的 灰渣不会软化和黏结，活性较好，可用作制造水泥的掺和料或者建筑材料，综合利用前景广阔。( 二)循环流化床锅炉相比煤粉炉的缺点：1) 循环流化床锅炉风机电耗大、烟风道阻力高。相对于 煤粉锅炉，流化床锅炉一次风机、二次风机、流化风机压 头高；流化床独有的布风板装置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， 煤粉炉送风 机风压一般在 2KPa 以下，而流化床锅炉的送风机风压一 般

7、运行在10KPa以上，电耗大，噪音高，震动大。一般循 环流化床锅炉用电比率比煤粉炉至少高 45%U上。当然, 随着技术的提高 , 现在流化床锅炉的电耗也降低许多 .2) 锅炉部件的磨损较严重。 由于流化床锅炉的物料成高 浓度、高风速的特点，故锅炉部件的磨损比较严重。虽然 采取了耐火耐磨浇注料处理、喷涂处理、密稀相区让管等 防磨措施处理， 但实际运行中循环流化床炉膛的受热面磨 损速度仍远大于煤粉锅炉。3) 耐火耐磨层磨损、 开裂和脱落是流化床锅炉比较棘手 的问题。流化床锅炉使用耐火材料的部位和数量比煤粉炉 要多许多。而由于耐火耐磨材料选择不当，或者施工工艺 不合理，或者烘炉和点火启动中温度控制不

8、当，升温、降 温过快，导致耐火材料中蒸发水汽不能及时排出，或者热 应力过大，造成耐火材料衬破裂和脱落。密相区耐火材料 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，循环流化床锅炉变成鼓泡流化床 锅炉，蒸发量无法维持，被迫停炉。而在煤粉锅炉中不存 在这个问题，因煤粉锅炉冷灰斗耐火材料的脱落及结渣而 影响停炉的事故很少见。4) 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， 还受到耐火防磨层衬材料温升和 能承受的热应力限制。温升过快，耐火防磨层衬材料热应 力将超过允许热应力出现开裂。所以，对循

9、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68小时。而煤粉锅炉因无大面积的耐火防磨衬材料， 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。5) 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 010mn之间，平 均粒径在2.53.5mm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 ) 。6) NOX 生成量较煤粉炉高。与高温煤粉炉燃烧过程相比 较，循环流化床锅

10、炉燃烧温度较低，NOX( NO NO2等氮氧 化物的总称)生成量较少，但 N2O的生成量较大，随着现 代技术发展，循环流化床后端处理也相应提高了。7) 循环流化床锅炉尾部受热面的磨损比煤粉炉大。 循环 流化床锅炉的飞灰份额比煤粉炉小， 但飞灰粒径比煤粉炉 大得多，在运行中如果分离器效果差或烟气流速大，将导 致过热器、省煤器等受热面磨损严重。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。煤粉

11、炉就不存在这个问 题。8) 运行维护费用较高，运行周期短。循环流化床锅炉本 体，包括耐火防磨层，金属受热面和风帽磨损严重，导致 流化床日常维修费用较煤粉炉高。 由于本体及辅机事故比 煤粉炉多，循环流化床锅炉连续累计运行时间比煤粉炉 短，煤粉炉年运行时间可以达到 8000h/y 以上，而流化床 几乎不可能，运行周期能一般为 180-250 天。9) 循环流化床锅炉实现自动化控制难度大。 循环流化床 锅炉的燃烧系统较煤粉炉复杂得多，对床压的控制、床温 的控制、返料系统风量的控制，都是煤粉锅炉所没有的， 加之炉磨损严重，压力、温度测点连续投运可靠性无法保 证，自动化控制较煤粉炉难得多，风烟系统自动控制能达 到单冲量自动控制就不错了，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，如果燃料煤质