（四川白马循环流化床示范电站有限责任公司四川内江641000）
摘要：循环流化床燃烧发电技术在我国以煤为主的一次能源结构下具有极为重要的地位。我国循环流化床燃烧技术得到了长足发展，是我国在节煤领域里为数不多的几个到达世界先进水平，且具有自主知识产权的技术之一。然而作为一项发展中的技术，还存在一些不足。进一步提高效率、降低能耗、减少排放、提高可靠性是循环流化床燃烧技术今后的发展方向。本文介绍了循环流化床燃烧技术目前在大型火电厂中的应用现状，在阐明循环流化床概念分析效率、循环流化床燃烧技术的主要优缺点，并并进行了循环流化床锅炉的特性分析。
关键词：循环流化床；燃烧技术；应用
我国的一次能源结构特点是以煤为主，并且这一趋势将在未来的很长时间不会发生根本改变。燃煤引起的污染排放是能源生产的最大压力。同时，煤炭资源分布不均，燃料的品质千差万别。大量的实践表明，循环流化床燃烧技术在劣质煤利用、低成本污染控制方面具有较大的优势，因此循环流化床燃烧技术在我国洁净煤技术中具有极其重要的地位。在政府有关不能多年连续支持下、能源市场的长期需求促进下，我国的循环流化燃烧技术得到了长足发展，取得了举世瞩目的成就。循环流化床燃烧技术是我国在洁净煤领域里少数完全掌握了具有世界先进水平自主知识产权的技术之一。我国在循环流化床燃烧设计理论方面走到了世界前沿，循环流化床燃烧技术是近十几年发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，其燃料适应面广、燃烧效率高、污染物排放少等优点，在国内火力发电领域得到了快速发展。随着该项技术日趋成熟，在小容量、低参数火电机组应用的基础上，已成功得应用于大型火电厂。
1.循环流化床燃烧技术概念及效率分析
1.1循环流化床燃烧技术概念
循环流化床燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。
1.2循环流化床燃烧技术效率分析
循环流化床燃烧技术具有以下特点：气固混合很好；燃烧速率高，特别是对粗颗粒燃料；绝大部分未燃烬的燃料被再循环至炉膛，因而其燃烧效率可与煤粉炉相媲美，通常达到97.5%～99.5%。根据统计资料，循环流化床燃烧效率受煤种影响较大。对较为年轻的褐煤、泥煤，燃烧效率可达到98%以上；而对于变质程度较高的无烟煤到烟煤，飞灰含碳量往往高达10%以上。一般来讲，各种形式的旋风筒对100μm以下的细颗粒分离效率不可能很高，因此旋风筒对细颗粒燃尽是无能为力的，应当采取飞灰回送等措施解决难燃煤种燃烬问题，而这是国际上比较成熟的技术。关于提高循环流化床锅炉效率的问题，比较一致的看法是提高参数。据分析，超临界循环流化床锅炉电厂的效率可达43%～44%。
2.循环流化床燃烧技术的应用现状
2.1清洁燃烧，环保高效
循环流化床锅炉采用直接向炉内添加石灰石的干法脱硫工艺，工艺简单，耗电量少，杜绝了脱硫过程的水资源消耗，使烟气的脱硫成本大大降低。临涣电厂的运行实践表明，在石灰石投入正常情况下，干法脱硫工艺脱硫效率达到90%，排放烟气SO2含量＜200mg/Nm3。由于循环流化床锅炉的燃烧温度设定在850~900℃，在燃烧过程中基本不产生氮氧化物，其实际NOX排放＜100mg/Nm3，远好于常规煤粉锅炉脱硝后的烟气排放水平。
2.2排放物综合利用
由于循环流化床锅炉燃烧温度低，煤灰在燃烧过程中达不到熔化点，飞灰形不成球，而且炉内优良的燃烬条件使得锅炉的灰、渣含碳量均在2%左右，因此其灰、渣活性比煤粉炉要大大提高。根据化验检测，炉渣的成分基本相当于水泥熟料,可直接研磨后大比例掺入而不改变水泥的原有特性。炉灰作为生产水泥的辅料，可掺入10~30%，大大降低水泥成本，还对改善水泥的流动性和凝固性等技术指标起到良好作用。循环流化床电厂的所有固体排放物，都得到了良好的综合利用
2.3锅炉低负荷稳定性好
由于循环流化床锅炉具有较大的热容量，一旦达到设计锅炉床温，一般情况下不会发生熄火。与常规煤粉炉相比，不存在50%以下负荷必须投油助燃问题。它的最低不投助燃油负荷，实际可达0%，即仅保持汽轮机空转（当然此时就无经济性可言了）。这个特性，大大减少了对珍贵资源助燃油的消耗，在电网短时负荷极低而又需很快增负荷情况下，可发挥较好且较经济的调峰效果。
3.循环流化床锅炉的特性分析
3.1循环流化床锅炉的缺点
循环流化床锅炉有其优越性，但在确定选用循环流化床锅炉时，了解其缺点也是必须的。临涣电厂的实际运行经验表明，循环流化床锅炉的主要缺点有：
（1）厂用电率高。由于循环流化床锅炉独有的布风板、分离器及床料的存在，循环流化床锅炉配套设计有大量的高压头、大流量风机，导致循环流化床锅炉在运行时需多消耗大量的电力。从实际运行情况看，循环流化床锅炉机组的厂用电要比煤粉炉机组多消耗4%~6%。就目前的上网电价水平,量化到成本,每千瓦时上网电量要多支出成本约0.015~0.025元。
（2）锅炉磨损严重。由于高浓度的床料和煤炭颗粒的流化冲刷，循环流化床锅炉的炉膛、分离器、外置床及排渣区都存在严重的磨损现象。尽管目前不少循环流化床锅炉已采用了炉内低流速（≤5m/s）的设计,但炉内床料的冲刷磨损力量仍不时会造成受热面及冷渣器等部位的爆漏，且由于循环流化床的特殊性，锅炉冷却时间比煤粉炉至少要多48小时，一旦发生炉管爆漏，需要的修复时间、维修费用都远大于煤粉炉。
（3）风机噪音大。由于物料流化的要求，采用的流化风机及一次风机、二次风机等，均是高压头大流量风机，其噪音影响不容忽视。
（4）负荷变动速率低。由于防磨的需要，循环流化床锅炉的炉膛、外置床及排渣区等部位，设计使用了1000~3000吨的耐火、耐磨浇注料，而在运行时炉内又要有1000吨左右床料。这样与煤粉炉相比，其热容量增加很大，从而大大降低了机组负荷变动速率。
3.2燃料的选择
由于循环流化床锅炉的特性，要保证发电机组运行的经济性，就必须充分发挥其优势，而其燃料品种的选择至关重要。
（1）要充分发挥循环流化床锅炉的优越性，选择相对低价的劣质燃料为好。煤泥、洗中煤、优质煤矸石等其他锅炉不能或难以利用的劣质燃料是最佳选择。只有尽力降低燃料成本，才可能减少高厂用电率等缺点对发电竞争能力的影响。
（2）在合理的运输半径内，要有充分的劣质燃料资源。显而易见，劣质燃料的长途运输，必然导致单位燃料热量价格的提高，也必然导致机组运行经济性的下降。所以，在电厂规划时就应将燃料运输半径控制在50km以内。
3.3锅炉的防磨问题
经过各大电厂的运行经验表明，循环流化床锅炉的防磨极其重要。尤其要注意耐火耐磨材料的选用，注意其材料及施工的质量。不同厂家的产品或同一产品的不同施工方法,对耐火耐磨材料的使用寿命均影响巨大。炉膛稀相区采用“防磨梁”结构是很好的防磨措施之一。
3.4负荷变动速率不能太大
要积极与电网调度部门沟通、联系，让调度部门充分了解循环流化床锅炉的特点，不能以一般机组的负荷变动速率来要求循环流化床发电机组。在电网强调辅助服务时，可探讨用经济的低负荷特性来弥补负荷变动速率低的不足。
4.结语
循环流化床是一项诞生于国外而盛用于我国的洁净、环保的燃烧技术，但在大型火电厂中应用尚处于起步阶段，只要政府能够给以一定的政策引导，促进和加快企业对循环流化床燃烧技术的研究和开发，积极拓展技术应用，充分发扬优点，克服缺点，这项技术在电力行业中将会具有更广阔的发展空间。
参考文献：
[1]张亚夫，潘忠刚等.循环流化床燃烧一项实用洁净燃煤技术.燃烧科学与技术，1995,1（1）
[2]杨石，杨海瑞等.新一代节能型循环流化床锅炉燃烧技术.动力工程，2009,29（8）