循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

　　(1)循环流化床锅炉炉膛内的温度比常规的煤粉炉低得多，因此炉膛内的热流要比煤粉锅炉低。而循环流化床锅炉炉内较低的热流密度可降低对水冷壁冷却能力的要求;

　　(2)在循环流化床锅炉炉膛内，固体浓度和传热系数在炉膛底部最大，且随着炉膛高度的增加而逐渐减小，热流曲线的最大值出现在炉膛底部附近。

　　这样，炉膛内高热流密度区域刚好处于工质温度最低的炉膛下部区域，避免了煤粉锅炉炉膛内热流曲线的峰值位于工质温度较高的炉膛上部区域这一矛盾。因此，循环流化床锅炉炉内热流分布特点也比较有利于水冷壁金属温度的控制;

　　(3)循环流化床锅炉的低温燃烧使得炉膛内的温度水平低于一般煤灰的灰熔点，所以水冷壁上基本没有积灰结渣，再加上炉膛内有较高的固体颗粒浓度，这能够保证水冷壁的吸热能力;

　　(4)与煤粉炉相比，循环流化床锅炉炉膛内的温度沿炉膛高度方向更加均匀，因而工质沿水冷壁高度方向的吸热也更加均匀，从而有利于控制各段水冷壁的吸热量。

　　3.1.2 优势超临界循环流化床锅炉可结合超临界锅炉和循环流化床锅炉两者的技术优势，具有运行效率高、煤耗低、污染物排放少等优点。另外，容量的有效放大必将促进循环流化床锅炉与煤粉锅炉在全部容量产品上展开竞争。理论上，朗肯循环效率—— 即蒸汽的热能转化为电能的效率随着蒸汽参数的提高而提高，提高锅炉主蒸汽的压力和温度可以提高锅炉的热效率。因此超临界压力蒸汽循环能够提高电厂效率，从而减少耗煤量和电厂运行费用。国外研究认为u ，采用超临界蒸汽参数的循环流化床锅炉的发电热效率可以达到43.2 ，这将比目前我国发电厂平均效率高约1 2 ，和传统的燃气蒸汽联合循环发电热效率相比毫不逊色，却能大大降低其成本。

　　目前，300MWe亚临界参数循环流化床锅炉国内已通过技术引进在生产之中，而国外甚至已完成了600MWe超临界CFB锅炉的深度方案设计。国内外的研究测算认为，600MWe将是未来主力发电机组的最低界限。已投运煤粉炉的生产实践表明，600MWe超临界机组与同等级亚临界机组相比，发电效率可提高约3 ，达到41 ，每千瓦时煤耗可由324g减少到300g，经济和环保效益明显。因此，可以预见：今后我国循环流化床锅炉发展的一个趋势将是大力发展600MWe以上超临界参数锅炉技术。

　　3.2 深度脱硫与脱硝

　　3.2.1 深度脱硫深度脱硫是循环流化床锅炉技术今后发展中需要解决的一个重要问题。这是因为，一方面，我国目前已是世界上拥有CFB锅炉数量和容量最多的国家，CFB锅炉脱硫效率的进一步提高将对减少SO。

　　排放总量产生显着效果。同时，随着人们对环境保护问题的El益重视，国家对SO。排放的控制标准已更加严格。我国拟执行的新《火电厂污染物排放标准》

　　已把火电厂SO。最高允许排放浓度由原来的8001200 mg/m。降低到了400 mg/m。，因此今后必将对CFB锅炉的脱硫技术提出更高要求。这是CFB锅炉进行深度脱硫的外部动力;还有，也是其中最重要的原因，就是目前循环流化床锅炉炉内脱硫的优点正受到了挑战。比如与湿法脱硫相比，循环流化床锅炉炉内脱硫尚有Ca/S摩尔比高，脱硫效率低等不足。

　　举一个例子，为达到90 9/5的脱硫效率，采用循环流化床锅炉炉内添加石灰石的脱硫方法，钙硫摩尔比一般需达2.0以上，而采用烟气湿法脱硫技术，钙硫摩尔比仅需1.1左右l1 。近年来，随着湿法脱硫技术的进步，尾部烟气脱硫的成本已逐步降低。因此，如再考虑炉内添加石灰石脱硫将改变灰渣性质、增加灰渣处理成本、降低灰渣利用价值等因素，那么与煤粉炉+FGD系统相比，循环流化床锅炉系统在脱硫方面的总体优势正在减弱，因此需要在技术层面上予以改进。这是CFB锅炉进行深度脱硫的内在要求。

　　3.2.2 深度脱硝循环流化床锅炉自身的低温燃烧特性和空气分级供给燃烧方式对抑制氮氧化物生成十分有利，因此其NO 排放量很低，是一般同容量PF锅炉的25 9/5～20 约为采用先进低氮燃烧技术PF锅炉的1/2。目前，CFB锅炉烟气中的NO 排放浓度大多能控制在300mg/Nm 以下，低于国家规定的排放控制标准。但从长远看，随着国家对NO 排放要求的进一步提高，150mg/kg或更低的排放量可能会成为CFB锅炉的排放控制水平口 。因此，未来CFB锅炉低污染燃烧的另一方向是深度脱硝。

　　3.3 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 副;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 。鉴于锅炉产生的灰渣数量巨大，人们希望能够寻找某种在燃烧时就改变灰渣性质的工艺，以便从源头上杜绝灰渣的产生。循环流化床锅炉联产水泥是其中的一个解决方案。图2描述了l台以高灰煤为原料(燃料)的CFB锅炉实现热、电、水泥三联产的装置流程u 。目前，浙江大学在这方面已作了许多前瞻性的探索工作。