循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

史鑫

黑龙江鸡西市大唐鸡西第二热电有限公司 黑龙江省鸡西市 158100

【摘  要】循环流化床锅炉采用液态化燃烧，通过密相区和稀相区组成的燃烧室及高温气固分离器和返料系统组成的循环回炉部分来实现燃料的燃烧。循环流化床锅炉技术是基于国家保护环境，节能减排的战略思想发展起来的技术，受到工业领域大小企业的广泛关注。我国的循环流化床锅炉技术是结合国外的先进技术研发而成的适合我国国情发展的燃煤新技术，随着广泛应用取得的经验的增多，我国的循环流化床锅炉在技术的改进和革新上有了长足进步，发展潜力巨大，然而在技术的细节优化方面还有不小的挑战。
　　【关键词】循环流化床;锅炉技术;发展前景
　目前，循环流化床锅炉技术应用状况良好，与工业生产发展基本能够适应配合，在国家经济发展进程中地位举足轻重。但从长远来看，该技术仍然有一定的缺陷。随着国民经济需求的日益增长和人们环境保护的提高，循环流化床锅炉技术还有可优化的空间。总而言之，循环流化床锅炉技术在未来更加广阔的市场中有着非常好的发展前景。笔者坚信，循环流化床锅炉在市场经济的锤炼中必将实现技术的革新，在未来更好地促进工业生产的可持续发展，进而促进社会文明长足进步。
　　1循环流化床锅炉技术的概念
　　流化床燃烧技术属于一种固体的燃料颗粒，在炉床中经过气体的硫化并实施燃烧。当其中的气体穿过燃料颗粒床层的时候，例如：固体燃料的颗粒受到气流的作用产生的浮力会和颗粒承载的重力相等，固体的颗粒也会出现相应的悬浮状态。当气流速度加大的时候，就会让颗粒层高度不断增加，让颗粒具有较快的运动速度，从而出现沸腾的现象。这个时候固体的床料就会呈现出流态化，固体颗粒处于这种状态下的时候会是流化燃烧。如果气流速度比较慢的时候，稀相区域会出现大量高浓度的颗粒，这就需要采用分离器对物料展开捕集，再利用回料装置让其回到炉膛，让物料在炉膛中进行燃烧，这就是循环流化床燃烧技术。

2循环流化床锅炉技术的特点
　　2.1 燃料利用率高
　　相比过去的鼓泡床锅炉，循环流化床锅炉的燃料利用率有了显著提高。由于循环流化床锅炉在燃料燃烧时，气固混合好，燃烧的速率高，以及对飞灰进行再循环燃烧，在现有的技术基础上实现资源最大化，损耗煤炭少，燃烧效率在95%～99%范围内。
　　2.2 燃料适应性广
　　循环流化床锅炉发展至今，已经能适应多数种类的燃料，这是循环流化床锅炉技术能被市场广泛采用的重要因素。在循环流化床锅炉中实现了燃料与不可燃的固体颗粒如脱硫剂、灰渣等的良好配合，灰渣将燃料加热到着火点开始燃烧，煤的燃烧又释放出热量，使床体保持一定的温度。因此，循环流化床锅炉的利用使燃料更容易燃烧，并且对燃料的适应性非常广泛。
　　2.3 负荷调节范围大、速度快
　　在床体的负荷压力产生变化时，过去使用的鼓泡流化床锅炉采用分床压火技术，操作难度大，而循环流化床锅炉将操作简单化，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，负荷调节的速度快，调节范围大大增加。
　　3循环流化床锅炉技术的发展现状
　3.1鼓泡硫化锅炉技术
　　这项技术产生于上个世纪末，经过工作人员的不懈努力，终于解决了所有问题，攻克了所有的难关，在不断摸索中总结了很多的经验，这促使鼓泡流化床锅炉技术得到进一步的发展。但是通过相应的研究可以发现，这项技术中的燃料具有很多的局限，其中的高灰燃料更是采用油页岩完成的。因此，鼓泡流化床技术的发展受到较大化的制约。
　3.2小型循环流化床锅炉技术
　　上个世纪末期，国家科委会对煤的流化床燃料技术展开了深入的研究，然后对和循环流化床锅炉有关的技术实施深入的研究。我国物理专家在1984年研究出了热功率循环流化床燃烧试验，这表明流化床燃烧技术会由初期的冷态试验进一步向热态开始转型。很多研究院与小型锅炉制造厂建立了合作关系，深层的对循环流化床锅炉项目展开具体的研究。到后期，已经有200多台的循环流化床锅炉完全进入了运行状态。这些容量比较小的循环流化床锅炉中存在的问题也不少，气温比较低下，磨损十分大，发出的力道不足，辅机的故障率十分高，缺乏较全的自动化水平。虽然如今专家对其进行了改良，存在的这些细小的问题也进一步得到改善。但是整体的水平仍然处于低下状态，需要进一步将其提高。
　　3.3中等容量循环流化床
　　上个世纪90年代中期的时候，我国锅炉制造公司中引进了一批十分先进的技术，国内市场也有了循环流化床锅炉技术。循环流化床锅炉技术从整体上发生了很大的变化，市场获取的位置也十分好。四川发电总坝中成功的使用了高压循环流化床锅炉，这将在一定程度上推动我国的循环流化床锅炉不断发展，这种循环流化床锅炉的使用不仅能够解决容量方面的问题，还会对无烟煤造成一定的影响。一直到90年代的末期，我国对环境问题也十分重视，并对电力工业中存在的产业结构展开调整，整体范围上需要对老机组展开相应的改造，让循环流化床锅炉技术能够具有较好的应用。这对循环流化床锅炉技术来说属于其中存在的一大亮点，在我国政策的支持下，大型的锅炉制造企业更是做好了超临界前期的准备。

　4循环流化床锅炉技术的发展前景
　4.1超临界大型化发展
　　循环流化床超临界的发展方向和独特的燃烧特点具有较深的关联，循环流化床锅炉中煤粉的热量相对来说会比较低，这就会对水冷壁产生较高的要求。对循环流化床锅炉进行使用的时候，锅炉燃烧过程中产生的温度以及固定的浓度加上固体燃烧过程中散发出来的传热系数会呈现反比例的系数。但是，这样就可以对冷热壁的温度进行相应的调节和控制，让流化床锅炉具有较强的使用效果，推动超临界大型流化床锅炉的不断发展。
　4.2深度做好脱硝和脱硫
　　循环流化床锅炉能够根据空气的分级实施相应的燃烧，还可以在低温状态下实施燃烧，这样可以促使形成一种氧氮化物。对于同期的锅炉来说可以让氧氮的含量大量降低。锅炉在燃烧过程中势必会排放大量的污染物，国家对于这方面也提高了要求。因此，对锅炉展开深度的脱硝是不可避免的。锅炉在我国的分布十分广范，虽然锅炉的数量十分多，但是脱硫技术并不十分先进。当环境受到十分严重的污染的时候，需要对锅炉做好重点的研发，将煤炭存在的脱硫方面的问题全面解决。对于排放也有了新的标准，二氧化硫的排放量逐渐降低。为了将这种污染排放问题全面排除，就需要在循环流化床中增加一些石灰石做好脱硫工作，这种脱硫的方法会更加好。但是，采用这种方法需要处理灰渣，让竞争力能够不断降低，让深度的脱硫成为循环流化床锅炉中一项十分重要的方法。
4.3实现能源的综合利用
　　循环流化床锅炉在未来的发展过程中需要对能源展开综合利用，采用循环流化床锅炉技术可以对低级的能源做好整合，在整合的过程中展开优化。对能源和原材料做好加工，让资源能够高效的利用，对灰渣进行加工，然后展开利用。因为如果采用了脱硝和脱硫技术，灰渣的数量会进一步增多，采用一般的方法很难处理，对灰渣的处理方式还需要后期进一步加大研究。
　　5结语
　　循环流化床锅炉产生的热量主要是固体物料在较快的速度以及较高的浓度循环中体现出来的，炉中的热量以及质量互相传递和转换的过程中会十分迅速，这让炉膛中的温度分布的会十分均匀。后期对这项技术更需要加大更新和改进，让其具有较高的热效率，引领燃烧技术奔向一个新的领域，让工程的流程得到简化，效率得到提高。
　　参考文献：
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　　[2]郑仰峰，李兴发，张吉东，等.循环流化床锅炉燃料煤应用现状、问题及解决方案——以兖矿鲁南化工有限公司为例[J].科技风，2017（5）：152-153.
　　[3]佚名.循环流化床锅炉的发展过程及趋向[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018（9）：164-165.