煤粉鍋爐與循環(huán)流化床鍋爐

1、循環(huán)流化床鍋爐與煤粉鍋爐比較循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術是具有燃料適性好、 燃燒效 率高、氣體污染物排放低、負荷調(diào)節(jié)圍大、飛灰和爐渣可 綜合利用等優(yōu)點的潔凈燃燒技術。目前220480T/H的循 環(huán)流化床鍋爐在我國就有 1000 多臺，但在使用的過程中 也暴露了許多問題， 主要如下：鍋爐受熱面的磨損、 爆管； 耐火防磨襯材料磨損、開裂脫落；風帽的漏渣、磨損；冷 渣器的落渣堵塞；燃煤粒徑過大；灰渣含碳量高；蒸汽溫 度難以保證；燃燒系統(tǒng)熱工自動化無法投用；輔機配套不 成熟、連續(xù)運行時間短等缺點。（一） 循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉鍋爐的優(yōu)點：1）對燃料適應性特別好。 循環(huán)流化床鍋爐通過分離器及 返料閥組成飛灰再

2、循環(huán)系統(tǒng)， 煤質(zhì)的燃燒產(chǎn)生的飛灰循環(huán) 量大小的改變可調(diào)節(jié)燃燒室的吸熱量及床料溫度， 只要燃 料燃燒產(chǎn)生的熱值大于把燃料本身及燃燒所需空氣加熱 到穩(wěn)定溫度（850950C）所需的熱量，這種煤就可在流 化床穩(wěn)定燃燒，因此，各種煤幾乎都可在流化床鍋爐中燃 燒，用來燒各種劣質(zhì)燃料最好不過。對于燃料煤質(zhì)量供給 不穩(wěn)定的企業(yè)是一種比較好選擇。而煤粉爐對煤質(zhì)的要求較高， 煤粉爐對煤種適應性差 的現(xiàn)象比較明顯。流化床鍋爐是適合于燃用寬篩分燃料（煤粒度要求為粒度圍0-10mm 50%切割粒徑d50=2mm, 燃料的制備破碎系統(tǒng)大為簡化。所以，循環(huán)流化床鍋爐本 體造價高于同容量的煤粉爐，省去了復雜的制粉系統(tǒng)，整

3、體投資含土建仍低于煤粉爐。2）燃燒效率高。對常規(guī)的煤粉鍋爐，若煤種達不到設計值，效率一般可達到8591%而循環(huán)流化床鍋爐采用飛 灰再循環(huán)系統(tǒng)，燃燒效率可達到 9599%3）負荷的調(diào)節(jié)圍寬，調(diào)節(jié)性能好。煤粉鍋爐的負荷調(diào)節(jié) 圍通常在 70110%，在低負荷時煤粉爐需投油槍進行助 燃；而循環(huán)流化床鍋爐由于爐有大量床料，蓄熱能力強， 采用了飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)圍要比煤粉爐寬得多，一般為30110%負荷調(diào)節(jié)速率可達（510） B-MCR/min故 循環(huán)流化床特別適應于熱電聯(lián)產(chǎn)、 熱負荷變化較大的供熱 鍋爐或調(diào)峰機組鍋爐使用。4）燃燒污染物排放低。向循環(huán)流化床鍋爐加入脫硫劑 （石灰石或白云石粉），可以脫去

4、燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫（SO2。根據(jù)燃料中含硫量決定加入的石灰石劑量， 在Ca/S摩爾比=22.5時，脫硫效率可達90%和煤粉爐 比較（煤粉爐利用濕法脫硫的成本 : 利用國外技術平均費 用約1500元/KW,國技術平均費用約1000元/KW）,流化 床鍋爐在燒高硫煤時有較大的成本優(yōu)勢。 流化床鍋爐最佳 的燃燒溫度在850950C，在這個圍適合脫硫反應，NOx 生成量明顯減少，排放濃度在100200ppm低于煤粉爐的 500600ppm循環(huán)流化床鍋爐的其它污染物排放如 CO HCI、HF的排放也低于煤粉爐；對煤粉爐而言，要從煙氣 中脫除NOx造價比煤粉爐脫硫的費用還要大得多。循環(huán) 流化床鍋爐在

5、SO2 NOx的排放量完全能達到國家環(huán)境排 放標準，使它與煤粉鍋爐在環(huán)境排放方面競爭有絕對的優(yōu) 勢。5) 燃燒熱強度大，爐傳熱能力強。由于循環(huán)流化床鍋爐 采用飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，燃燒熱強度比較高，截面熱負荷可 達38MW/m2接近或高于煤粉爐，爐膛容積熱負荷為 1.52MW/m是煤粉爐的810倍。流化床爐傳熱主要是 上升煙氣和物料與受熱面的對流換熱和輻射換熱 ，爐膛 氣固兩相混合物對水冷壁的傳熱系數(shù)比煤粉鍋爐爐膛的 輻射傳熱系數(shù)大得多。與煤粉爐相比較，可大幅節(jié)省受熱 面的金屬耗量。6) 給煤點數(shù)量少，布置簡單。循環(huán)流化床鍋爐橫向混合 特性較好，給煤點較煤粉爐少 , 給煤點的減少簡化了給煤 裝置的布

6、置，使給煤點不易結(jié)焦，運行可靠。7) 易于實現(xiàn)灰渣的綜合利用。 流化床的底渣含碳量一般 為 1 3%，飛灰含碳量 415%，流化床鍋爐最佳的燃燒溫 度在850950C,與煤粉爐相比較屬中低溫燃燒，產(chǎn)生的 灰渣不會軟化和黏結(jié)，活性較好，可用作制造水泥的摻和料或者建筑材料，綜合利用前景廣闊。( 二)循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉爐的缺點：1) 循環(huán)流化床鍋爐風機電耗大、煙風道阻力高。相對于 煤粉鍋爐，流化床鍋爐一次風機、二次風機、流化風機壓 頭高；流化床獨有的布風板裝置和飛灰再循環(huán)燃燒系統(tǒng)使 送風系統(tǒng)的阻力遠大于煤粉鍋爐送風的阻力， 煤粉爐送風 機風壓一般在 2KPa 以下，而流化床鍋爐的送風機風壓一 般

7、運行在10KPa以上，電耗大，噪音高，震動大。一般循 環(huán)流化床鍋爐用電比率比煤粉爐至少高 45%U上。當然, 隨著技術的提高 , 現(xiàn)在流化床鍋爐的電耗也降低許多 .2) 鍋爐部件的磨損較嚴重。 由于流化床鍋爐的物料成高 濃度、高風速的特點，故鍋爐部件的磨損比較嚴重。雖然 采取了耐火耐磨澆注料處理、噴涂處理、密稀相區(qū)讓管等 防磨措施處理， 但實際運行中循環(huán)流化床爐膛的受熱面磨 損速度仍遠大于煤粉鍋爐。3) 耐火耐磨層磨損、 開裂和脫落是流化床鍋爐比較棘手 的問題。流化床鍋爐使用耐火材料的部位和數(shù)量比煤粉爐 要多許多。而由于耐火耐磨材料選擇不當，或者施工工藝 不合理，或者烘爐和點火啟動中溫度控制不

8、當，升溫、降 溫過快，導致耐火材料中蒸發(fā)水汽不能及時排出，或者熱 應力過大，造成耐火材料襯破裂和脫落。密相區(qū)耐火材料 的的脫落將破壞正常的床料流化工況，造成床料結(jié)渣。分 離器、料腿及返料閥系統(tǒng)耐火材料的的脫落將堵塞返料系 統(tǒng)結(jié)渣，物料循環(huán)破壞，循環(huán)流化床鍋爐變成鼓泡流化床 鍋爐，蒸發(fā)量無法維持，被迫停爐。而在煤粉鍋爐中不存 在這個問題，因煤粉鍋爐冷灰斗耐火材料的脫落及結(jié)渣而 影響停爐的事故很少見。4) 點火啟動時間長。 循環(huán)流化床鍋爐點火啟動時間除受 汽包升溫速率的影響外， 還受到耐火防磨層襯材料溫升和 能承受的熱應力限制。溫升過快，耐火防磨層襯材料熱應 力將超過允許熱應力出現(xiàn)開裂。所以，對循

9、環(huán)流化床鍋爐 點火啟動時間和升溫速率有嚴格要求。 汽冷旋風分離器的 循環(huán)流化床鍋爐從冷態(tài)啟動到帶滿負荷的時間一般控制 在68小時。而煤粉鍋爐因無大面積的耐火防磨襯材料， 點火啟動只考慮汽包升溫速率，點火時間相對較短 , 冷態(tài) 在 5 6 小時就可達到設計負荷。5) 循環(huán)流化床鍋爐對燃料適應性廣， 但對燃煤粒徑要求 嚴格。循環(huán)流化床鍋爐燃煤粒徑一般在 010mn之間，平 均粒徑在2.53.5mm之間，如果達不到這個要求，將帶 來運行中的不良后果，鍋爐達不到設計蒸發(fā)量，主汽溫度 難以保證，灰渣含碳量高，受熱面磨損嚴重 ) 。6) NOX 生成量較煤粉爐高。與高溫煤粉爐燃燒過程相比 較，循環(huán)流化床鍋

10、爐燃燒溫度較低，NOX( NO NO2等氮氧 化物的總稱)生成量較少，但 N2O的生成量較大，隨著現(xiàn) 代技術發(fā)展，循環(huán)流化床后端處理也相應提高了。7) 循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面的磨損比煤粉爐大。 循環(huán) 流化床鍋爐的飛灰份額比煤粉爐小， 但飛灰粒徑比煤粉爐 大得多，在運行中如果分離器效果差或煙氣流速大，將導 致過熱器、省煤器等受熱面磨損嚴重。循環(huán)流化床鍋爐的 核心部件風帽較易磨損。風帽通風孔之間的橫向沖刷，及 高速床料對風帽的磨損容易引起風室漏渣、流化效果惡 化、結(jié)焦、溝流現(xiàn)象，影響鍋爐負荷。而風帽的維修異常 困難，需要先清除布風板上幾十噸的惰性床料，然后又回 裝，檢修周期長，勞動力需求大。煤粉

11、爐就不存在這個問 題。8) 運行維護費用較高，運行周期短。循環(huán)流化床鍋爐本 體，包括耐火防磨層，金屬受熱面和風帽磨損嚴重，導致 流化床日常維修費用較煤粉爐高。 由于本體及輔機事故比 煤粉爐多，循環(huán)流化床鍋爐連續(xù)累計運行時間比煤粉爐 短，煤粉爐年運行時間可以達到 8000h/y 以上，而流化床 幾乎不可能，運行周期能一般為 180-250 天。9) 循環(huán)流化床鍋爐實現(xiàn)自動化控制難度大。 循環(huán)流化床 鍋爐的燃燒系統(tǒng)較煤粉爐復雜得多，對床壓的控制、床溫 的控制、返料系統(tǒng)風量的控制，都是煤粉鍋爐所沒有的， 加之爐磨損嚴重，壓力、溫度測點連續(xù)投運可靠性無法保 證，自動化控制較煤粉爐難得多，風煙系統(tǒng)自動控制能達 到單沖量自動控制就不錯了，而煤粉爐通過調(diào)試可以達到 燃燒系統(tǒng)自動控制，減少了操作人員的工作量。這是循環(huán) 流化床鍋爐所不具備的。綜上說述，循環(huán)流化床鍋爐在運行中的問題要較煤粉 鍋爐多，連續(xù)運行小時數(shù)要比煤粉爐短，如果燃料煤質(zhì)