高低差速床燃烧技术在低热值煤上的应用
循环流化床锅炉燃烧福建劣质无烟煤的应用实践
苏 建 民
福 建 省龙 岩发 电有 限公 司 福 建 龙岩 ３ ４ ０ ６０２
，
［ 摘
实现该 煤种 的 高效 、 净 燃烧 一 直 是 洁 要］ 福 建 劣质无 烟 煤是 目前世 界 上 最难 燃烧煤 种之 一 ，
Ｓ Ｕ ＵＲＮＩ Ｔ ＤＹ ｏＮ Ｂ ＮＧ ＵＪ ＡＮ Ｉ Ｅ ｏＲ ＱＵＡＬ Ｔ Ｆ Ｉ ＮＦ ＲＩ ＩＹ
ＡＮＴＨＲＡＣＩ ＴＥ Ｎ Ｉ ＣＦＢ ＢｏＩ ＬＥＲＳ
ｓ Ｊａ ｍｉ Ｕ ｉｎ ｎ
Ｆ ｊ ｎ Ｐ ｏ ｉｃ ｌ ｏ ｇ ａ ｏ ｒ ｎ ｒｔ ｎ Ｃ ｄ Ｌ ｎ ｙ ｎ ３ ４ ０ ， ｕｉｎ Ｐ ｏ ｉ ｃ ， ＲＣ ｕｉ ｒ ｖｎ ｉ ｎ ｙ ｎ Ｐ ｗｅ ａ ａＬ Ｇｅ ｅａ ｉ ｏＬｔ ， ｏ ｇ ａ ６ ０ ２ Ｆ ｊ ｒ ｖｎ ｅ Ｐ ｏ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｊａ ｎ ｅ ｉｒｑ ａｉ ｎ ｈ ａ ｉｅｉ ｏ ｅｏ ｏ ｌｓ ｒｓ ｗｈ ｃ ｒ ｓ ｉ ｉｕ ｔｔ ｕ ｎ ｉ ｓｒ ｃ ： ｅＦｕ ｎ ｉｆ ｒｏ ｕ ｌ ｙ ａ ｔ ｒ ｃｔ Ｓ ｎ ｆｃ ａ ｏ ｔ ｉｈ ａ ｅ ｍｏ ｔｄ ｆ ｃ ｌ ｏ ｂ ｒ ｎ ｉ ｔ ｆ
［ 关
键
词］ 循 环 流 化 床 ；劣 质 无 烟 煤 ； 动 给 煤 ； 床 压 ； 煤 粒 径 脉 低 原
２ ［ 图分类 号］ ＴＫ ２ ９ 中
［ 文献标 识 码］ Ａ
３ ４（ ０１ ０７—０ １—０３ ０１ ［ 章 编 号］ １ ２—３ ６ ２ ０） 文 ００
Байду номын сангаас
［ ＯＩ编 号］ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ２—３ ６ ． ０ ０ ０ ． １ Ｄ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ｎ １ ０ ３ ４２ １ ．７０ １
低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展
低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展赵黛青1 夏 亮1,2 何立波1(1.中国科学院广州能源研究所,广州510640;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘 要:随着经济的持续发展,我国的能源需求不断增加。
即便煤炭产量以及石油进口量都在不断刷新也难以保障能源的安全供给。
因此,节约能源,扩大可利用的能源资源范围,对我国的经济建设极为重要。
低热值燃料的应用能提高能源利用效率,但其热值低,稳定燃烧难以控制,需要在组织燃烧场、拓展可燃极限、稳定燃烧方面争取技术突破。
本文将低热值燃烧技术分成两类进行了综述,一类是优化着火条件,一类是优化燃烧场结构,并介绍了国内外的一些低热值燃料燃烧实例,探讨了这方面的应用基础研究和技术开发现状。
关键词:低热值燃料 稳燃技术 燃烧特性 燃烧稳定性R esearch and Development of Stable CombustionUsing Low H eat V alue FuelZHAO Daiqing1 XIA Liang1,2 HE Libo1(1.G u angzhou Institute of E nergy Conversion,CAS,G u angzhou510640;2.G radu ate School of Chinese Academy of Sciences,B eijing100049)Abstract:The energy requi rement has been i ncreasi ng w ith the conti nuous development of the econom y of our count ry.It is dif f icult to assure the energy supplement saf ely even though the coal production and the pet roleum i m port quantity are conti nuously ref reshed.Theref ore,savi ng energy and ex tend2 i ng the available energy resource are essentially i m portant f or the econom y development.U tiliz ation of the f uel w ith low heat val ue is hel pf ul to i ncrease the energy ef f iciency.However,stable com bus2 tion is dif f icult to f ulf ill due to the low heat val ue.B reakthrough i n the organiz ation of the com bus2 tion f low f iel d,ex tension of the f lam m able li m it and com bustion stabiliz ation are necessary.In2 cl udi ng i nt roduction of technology applied i n Chi na and other count ries,review is given f rom the f ollow i ng t w o poi nts of view i n this paper:opti m izi ng the f uel ignition condition and com bustion f iel d st ruct ure,w hich can provi de the gui deli ne f or the f uel com bustion w ith low heat val ue.K ey w ords:low heat val ue f uel,technology of stabilizi ng com bustion,com bustion characteristic, stability of combustion前言我国是一个以煤为主的能源消费大国,化石燃料大量消费带来的污染物和温室气体排放给生态环境造成严重损害,以煤为主的单一能源结构也面临能源资源紧缺的巨大挑战。
低污染燃烧技术
整体煤气化联合循环
整体煤气化联合循环(IGCC—Integrated Gasification Combined Cycle) 是把高效的联合循环总能系统和洁净的燃煤技 术结合起来的先进发电系统, 为当今世界能源 界关注的一个热点。它由两大部分组成, 即煤 的气化与净化部分和燃气一蒸汽联合循环发电 部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装 置、煤气净化设备(包括硫的回收装置), 第二部 分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、 蒸汽轮机发电系统。
国内IGCC现状
我国在1992年就开展了IGCC示范项目的前期工作，经 过数年的工作，最终决定在烟台发电厂内规划2套 300MW 级或400MW 级IGCC机组，作为我国IGCC技术 发电的示范工程，一期先建设1套， 目前该项目合作方 案答询书综合评审报告已编制完成并上报国家发改委 待批。我国正在规划建设的项目还有: 上海2×400MW 级IGCC发电项目，广东汕头电厂燃机应用煤气化技术 改造成IGCC项目，河北超化3×120MWIGCC电厂，辽宁 阜新以IGCC为基础的热、电、煤气三联供项目。
循环流化床燃烧技术具有如下特点和优势
2.具有很高的炉内脱硫效率和脱硫剂利用率。由于停留 时间长，气固两相混合好、燃烧室温度分布均匀以及 颗粒磨损大等特点，使得脱硫剂颗粒能充分燃烧，在 与烟气SO2良好接触状态下，在合适的温度下长时间反 应，而且颗粒磨损可及时剥落颗粒表面的反应产物而 进入颗粒内部反应。这些使得循环流化床锅炉内脱硫 过程可以获得比鼓泡流化床燃烧过程高得多的脱硫效 率，而且脱硫剂利用率高，通常情况下，在钙与燃料 中的硫摩尔比Ca/S为1.5-2.5的情况下可以达到90%以上 的脱硫效率。
低污染燃烧技术
低污染燃烧技术技术
循环流化 床燃烧
高低差速床低倍率循环流化床锅炉及系统
笙 鲞箜 塑
２１ ０ １年 ４月
湖 北 电 力
Ｖ１５ ２ Ａｒ ２０１１ ０３№ ． ｐ．
高 低 差 速 床 低 倍 率 循 环 流 化 床 锅 炉 及 系 统
罗 险 峰 朱 长 青 ，
（ ． 东省轻 纺建筑设 计 院 ，广 东 广 州 １广 ５ ０ ８ ２ 广 州热力 集 团旺隆电厂 ，广 东 广 州 ５ ０ ８ ） １０ ０；． １０ ０
矸石 时 ， 存在 出力， 响了 电厂的正 常运行 ， 影 大多数 电厂 只能通
过掺烧 好煤使 燃 料 发热 值 达 １ ５ Ｊｋ ２５ ２ ｋ／ ｇ以上 ， 方 可正常 运行 。
Ｂ ｎ 只有较 细小 的颗 粒 才 能进 入 低速 床 进 行燃 烧 ， ｉ， 使 这些热值 高且 细的煤 矸石有 足够 的燃烧 时间 ； （） ３ 采用 了分 床 送 风 、 段送 风 的形 式组 织 燃 分 烧， 生成 的 Ｎ ｏ 污染 物少 ； （） ４ 在低 速 床 内设 置 埋 管受 热 面 ， 证 了锅 炉 保 在烧 煤矸石 这种低 热 值 燃料 时 的 出力 ， 同时 又 减少
高低差速床锅炉简介(江联)
一、简介循环流化床锅炉是八十年代发展起来的新一代燃煤流化床锅炉，具有高效低污染的特点，在国际上被称为清洁燃烧技术。
循环流化床锅炉有高倍率和低倍率循环二种形式，低倍率循环流化床锅炉由于其循环倍率对锅炉出力、煤种变化不敏感，所以控制水平要求较低，操作容易，加上煤种适应强自耗电又较少很适宜中小容量的锅炉机组，但其密相区内设有埋管，埋管的使用寿命制约了其进一步发展。
本锅炉引进德国高低差速床技术，即把密相区的流化床分为高速和低速两部分。
原煤送入高速床，宽筛分的煤在此随粒径自动分选，大颗粒在下部流化，细颗粒浮至上面，经溢流或沉降在前后低速床上。
低速床上布置了埋管，由于粒径小流化风速低，床料对埋管磨损明显减弱，提高了埋管的使用寿命，此外，两床之间不同流化速度，形成床内物料内循环，增强了床内物料的混合和在床内的停留时间，给强化燃烧和提高脱硫效率创造了条件。
本锅炉采用单锅筒自然循环，全膜式壁炉膛带差速床的低倍率循环流化床锅炉，在设计上具有如下特点：（１）采用了差速床技术，不但提高了埋管寿命而且强化了燃烧效果。
（２）采用全膜式壁结构锅炉炉膛采用了全膜式壁结构，因此锅炉的膨胀、密封得到了很好的保证。
（３）采用组合式多管旋风分离器多管旋风分离器具有较高的分离效率、布置方便等特点。
（４）床下点火由于采用了水冷风室及水冷布风板，为床下点火创造了条件。
本次设计采用床下热烟气发生器点火，点火用天然气在热烟气发生器内筒燃烧，产生高温烟气，与夹套内的冷却风充分混合成850℃左右热烟气。
通过布风板使床料在流化状态下加热，因此，该点火方式具有热量交换充分、天然气耗量低、点火劳动强度低、成功率高等特点。
（5）有效的防磨措施循环流化床锅炉的磨损是影响锅炉连续经济运行的重要因素之一；本锅炉在沸腾段采用先进的差速床技术，使埋管区域形成低的流化速度、细颗粒密相区的传热的环境，并且埋管鳍片采用Cr20Ni14Si2,使埋管总体寿命提高3倍以上；在尾部受热面通过选用较低烟速减少磨损；在省煤器蛇形管迎风面加装防磨角钢及弯头处加装防磨盖板；整个水冷壁由于受到的烟气冲刷较低,可以不考虑加防磨措施。
使用低热值煤和高硫煤煅烧熟料的实践与探讨
适当的改进 ， 在新型熟料生产线上能够使用低质煤 ， ５ ５ ５ ６ ５ ５ ５ ５ 而且 对 窑 的产量 和熟 料质 量影 响不大 。
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醯 兮 表 ５ 月 的 煤 质 与 熟 料 质 量 比 ： ６ 对
明， 当煤 的低位热值为 （ ０ ５ ０ ）４１ ／ ， ４ ０ ～ ０ ｘ ． ｋ ｋ 煤 ５ ０ ８Ｊ ｇ
操 作 上一 时适 应不 了 ， 的产质 量 受到 较 大 的影 响 ， 窑
的全硫 含量达使用情况作一分析 总结 和应 用
， ， 用不符合技术条件要求 的煤 ， 只不过在使用低质煤 均 值 见 表 ２ 熟 料 月 均 抗 压 强 度 见 表 ３ 熟 料 月 均 产 时都是与质量 比较好的煤搭配 ， 很少单独使用。 量见表 ４ 。其 中从 ２ １ 年 ４ 以后 ， ００ 月 煤质进一步 降 另外 ， 能否使用高硫煤煅烧熟料也是大家十分 低 ， 单一品种的劣质煤也不能保证供应 ， 不得不 同时 使用三种劣质煤 ： 品位烟煤 、 自然水分烟煤 、 低 高 低 关心的问题 。通常设计 院根据 以往的生产经验 ， 对 表 和 煤 的全硫含量 （ 质量分数 ） 出的指标是＜ ． 或 品位 无 烟 煤 。显 然 ， ３ 表 ４的 实 际 生 产 数 据 证 给 ２ ％， ５ 这种 低 质煤 在新 型 干法 窑上 完 全可 以正 常使 用 。 放 宽 至＜ ． ３Ｏ ％。然 而 ， 只要 采 取一 些 措 施 ， 一指 标 明 ， 这 投 产初 期 ， 由于该 厂对 低质 煤 的特 性 了解不 够 ， 也 是 可 以 打破 的 。笔 者 在 西 南 某 厂 的工 作 实 践 证
Ｋｅ ｒ ｓ ｌｗ ｅ ｔ ｇ ｖ ｌ ｅｃ ａ ； ｉｈ ｓ ｌ ｈ ｒｃ ａ ； ｏ ｒｑ ａｉ ｏ ｌｆｎ ｎ ｓ ｆ ｕ ｖ ｒ ｅ ｏ ｌ ｃｉ ｋ ｒ ｃ ａｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｈ ａｉ ａｕ ｏ ｌ ｈ ｇ ｕ ｐ ｕ ｏ ｌ ｐ ｏ ｕ ｌ ｙ ｃ ａ； ｅ ｅ ｓｏ ｌ ｅ ｚ ｄ ｃ ａ； ｌ ｅ ； ｏ ｔ ｎ ｔ ｉ ｐ ｉ ｎ ｎ
有关电厂低热值煤的配煤探讨
有关电厂低热值煤的配煤探讨发表时间：2017-12-31T10:36:13.077Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：饶亭[导读] 摘要：在火电厂的发电过程中，为减少客观资源的浪费，火电厂可通过低热值煤的配煤掺烧来降低发电成本。
（宁夏银星发电有限责任公司宁夏灵武 751400）摘要：在火电厂的发电过程中，为减少客观资源的浪费，火电厂可通过低热值煤的配煤掺烧来降低发电成本。
配煤掺烧是指按一定的比例将不同的煤种进行混配，形成混煤，以满足可使锅炉安全运行的各项基本要求。
它可以提高煤的重复利用率，控制硫化物等有毒物质的排放，以及解决锅炉因受热而致使表面结渣等一系列问题，本文将在分析影响配煤掺烧的煤质特性指标的基础上进项探讨，并制定低热值煤配煤掺烧的管理措施。
关键词：配煤管理；低热值煤；发电厂；掺烧控制通常来说，低热值煤热值低、水分高导致制粉系统出力低、磨煤机连续运行时间长，同时因水分高使烟气中含水量增加，导致烟气量增加，因烟气中水汽的汽化潜热的影响，综合使排烟热损失Ｑ２增加。
同时，掺烧低热值煤后，由于不同层煤种煤质、细度、温度等差异影响了混合燃烧的均匀性，加之低热值煤的理论燃烧温度低，导致炉膛温度降低和飞灰可燃物升高，易造成不完全燃烧最终造成锅炉效率降低。
配煤掺烧的首要原则就是要保证煤种在掺烧过程中保持混煤的燃烧稳定性，其影响燃烧特性最主要的指标通常包括水分、挥发分及发热量等。
一、低热值煤配煤掺烧的控制要点1）煤的发热量。
发热量代表着煤炭的使用价值，是煤炭性能指标中最重要的一点。
在机组运行过程中，发热量还是验证锅炉是否处于热平衡、是否需要进行负荷调节及配煤掺烧的主要依据。
发热量如果过高则可能不利于对煤粉在炉内的燃尽性，而且容易造成炉膛内热负荷的增加，从而可能对锅炉的安全运行产生影响；反之，如果发热量过低则可能会导致对制粉系统的运行压力增大，并可能使锅炉无法正常运行。
2）煤的挥发分和水分。
煤的挥发分是煤燃烧特性的重要指标之一，它的高低将会直接对着火速度、燃烧产物的火焰性状和着火稳定性产生影响。
高低差速流化床及V+4T燃烧技术在生物质锅炉中的应用
１ 生物质燃料特性
生物 质 燃 料具 有 分 布 广 、种 类 多 、有 典 型 的 区
额 的变化 ，图 ２ 为不同高度处颗粒或混合物的时均
流动特 性 图 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 ｌ １ — ２ ５ 作 者 简介 ：周圣 林 （ １ ９ ６ ８ 一） ，男 ，江 西樟树 人 ，工 程师 ，本科 ，毕 业于 江苏 工学 院 ，热能 工程专 业 ，主要 从事 锅炉 设计 工作 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍａ ｓ ｓ ｆ ｕ ｅ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ・ ｌ ｏ ｗ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｅ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ
可 减 少 排放 Ｃ Ｏ 近３ ． ５亿 ｔ ／ ａ ，Ｓ Ｏ 、ＮＯ 、烟 尘减 排 量近 ２ ５ ０ ０万 ｔ ／ ａ ［ ２ ］ 。因此 ，必须 加 快生 物质 能源 的开
发 与利 用 。
２ 高低 差速流化床 内循环机 制
２ ． １ 高低 差 速床 密相 区 内流 场 的数值 模 拟 图 １ 示 出了不 同时 刻密 相 区 内瞬 时 颗 粒体 积 份
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能 源研 究 与 管 理 ２ ０ １ ４ （ １ ）
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开发与应用
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高海拔、低气压对循环流化床燃煤锅炉炉内燃烧的影响(标准版)
Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety.（安全管理）单位：___________________姓名：___________________日期：___________________高海拔、低气压对循环流化床燃煤锅炉炉内燃烧的影响(标准版)高海拔、低气压对循环流化床燃煤锅炉炉内燃烧的影响(标准版)导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。
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煤粒在流化床内的燃烧涉及到流动、传热、化学反应及若干相关的物理化学现象。
煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料及烟气的加热，首先是水分蒸发，接着是挥发份析出和燃烧，以及焦炭的燃烧，其间还伴随着发生煤粒的破碎、磨损等现象。
煤粒在炉内将依次发生如下的过程：①煤粒得到高温床料的加热并干燥；②热解及挥发份燃烧；③发生颗粒膨胀和一级破碎现象；④焦炭燃烧并伴随着二级破碎和磨损现象。
流化床内煤粒的燃烧包括挥发份的析出燃烧和焦炭的燃烧，这与煤粉炉是一致的。
与煤粉炉不同之处在于：①对煤粉炉而言，煤粒的干燥和破碎是在炉外（也就是在制粉系统内）完成，而循环流化床在炉内完成干燥过程和部分破碎过程。
②由于炉内煤粒浓度较大，循环流化床炉内煤粒间存在磨损现象。
③煤粉炉是一次燃烧，循环流化床锅炉通过飞灰循环实现多次燃烧。
④循环流化床的燃烧是低温燃烧，焦炭的燃烧主要以扩散燃烧为主。
⑤循环流化床内的温度梯度较小。
⑥循环流化床热容量较大，煤粒燃烧产生的热量较总热容量的比例较小。
⑦由于干燥过程激烈和快速，挥发份量有所增加。
⑧化学反应基本是一致的，但传质过程有所不同。
论高低混合流速循环流化床锅炉超低热值煤混烧煤泥期间的安全运行
论高低混合流速循环流化床锅炉超低热值煤混烧煤泥期间的安全运行发表时间：2020-11-17T11:37:49.547Z 来源：《基层建设》2020年第20期作者：张天雄[导读] 摘要：循环流化床锅炉部分结构改造基础上，通过调整煤泥水份、热值和入炉量达到有序混烧；在完善各项安全预防措施后，降低入炉煤热值并在煤泥中断入炉时保证了锅炉安全运行。
川煤集团达竹公司渡市选煤发电厂四川达州 635000摘要：循环流化床锅炉部分结构改造基础上，通过调整煤泥水份、热值和入炉量达到有序混烧；在完善各项安全预防措施后，降低入炉煤热值并在煤泥中断入炉时保证了锅炉安全运行。
关键词：煤泥入炉燃烧；锅炉部分结构改造；锅炉有序燃烧煤泥；降低入炉煤热值；中断煤泥入炉；锅炉安全运行引言：为了充分利用好煤矸石和煤泥混烧进行发电，达到“保护环境、节能增效”目的，渡市选煤发电厂通过预案实践，降低入炉煤热值并中断煤泥入炉情况下保证了锅炉安全运行。
渡市选煤发电厂两台锅炉于2018年11月-2019年12月进行煤泥入炉燃烧，燃烧安全并完全消耗洗煤所产煤泥量，每天可安全燃烧380吨，每万度电少消耗燃煤量6吨左右，已达到循环流化床燃烧煤泥可降低锅炉燃煤成本、降低环保压力、减少环境污染的预期效果；为进一步节省燃煤成本，2020年1月，该厂降低入炉煤热值140大卡左右，在充分做好各种预防措施后的4个月里，煤泥入炉燃烧或煤泥故障中断入炉期间皆保证了锅炉安全运行。
1 渡市选煤发电厂煤泥燃烧安全影响渡市选煤发电厂锅炉进行过三个阶段的煤泥燃烧，都相继出现过不同程度的安全影响，具体情况为：（1）第一阶段沸腾炉燃烧煤泥的不安全状况渡市选煤发电厂97-98年投运的鼓泡床锅炉--沸腾炉，于2003-2010年进行煤泥入炉燃烧，即洗煤产生煤泥通过煤泥泵直接输送到锅炉螺旋给煤机的正压区入炉燃烧，存在煤泥管道脱落或堵塞、落渣管堵塞频繁、燃烧不稳定影响锅炉正常运行等故障。
（2）第二阶段煤泥燃烧的不安全状况此阶段煤泥燃烧在2011-2012年两台沸腾炉锅炉改造为高低混合流速循环流化床锅炉后，煤泥从炉膛顶部入炉燃烧。
高低混合流速床锅炉技术介绍(曹教授)
循环床（CFBC）
发展循环床（CFBC）的目的
是为了解决沸腾炉（BFBC）两大缺点： （1）燃烧效率低 （2）埋管磨损严重
采取的措施
CFBC采用了加设分离循环燃烧系统、去掉埋管与高循环倍率、高速 床来期望解决以上两个问题。
循环床（CFBC）
高速床（CFBC）的运行实践出现了五大缺点：
热值从1000大卡/kg以上，不论灰分高低均可带足负荷并有一定超 负荷能力。
结构简图
应用范围
适用于220t/h以下
已有150t/h以下几十台锅炉运行。
原则上不受压力级别限制
目前已有9.8MPa以下锅炉。
适用于锅炉改造及新建
可对链条炉、煤粉炉、低效流化床进行改造。
一、流化床锅炉炉型分类及特点
循环流化床燃烧技术（CFBC）发展至今，国 内外早已一致公认沸腾炉（一般流化床燃烧， BFBC）与CFBC的主要差别在于有否物料进 行循环燃烧。有则是循环床燃烧（CFBC）， 无则是沸腾炉（BFBC，一般流化床燃烧）， 其它差别是次要的，非本质的。
沸腾炉（BFBC）
长沙千秋节能科技有限公司
Changsha Qianqiu Energy Efficiency Tech Co,.Ltd
内置水冷分离器高低速循环流化床 锅炉技术特点及应用
主讲：曹柏林
与客户一同成长
Developing With Customs Together
为客户创造价值
Creating Value For Our Customers
特点：
（1）低磨损
下部浓相区—埋管下流化速度~3.5m/s;稀相区下、中部2.5~3.5m/s, 上部4~6m/s。水冷壁管无磨损（基本终身免维修），采用综合措施， 确保埋管寿命一般煤在3年以上，矸石2年以上。
浅谈高低差速循环流化床锅炉节能技术
浅谈高低差速循环流化床锅炉节能技术摘要：文章简述了高低差速循环流化床锅炉的定义，技术原理及其特点，结合上述特点，提出了相关高低差速循环流化床锅炉节能改造技术方案。
关键词：高低差速；循环流化床锅炉；节能我国现阶段相当长一段时间内，仍然以煤炭作为主要的能源结构，所以对节煤技术的研究占有重要的地位。
循环流行化床（CFB）锅炉技术是20世纪80年代来迅速发展的一项低污染、高效率和良好综合利用清洁燃烧枝术。
循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式。
由于CFB具有高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，因此，这项技术在工业锅炉、电站锅炉等领域已得到广泛的应用，国内这方面的应用与研究虽起步较晚，但已有上百台循环流化床锅炉投入运行中，越来越受到业界广泛关注。
1 循环流化技术原理循环流化床燃烧（CFBC）过程中，高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧，小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态，因此具有较高的燃烧利用效率。
流化床锅炉分为两大类：鼓泡流化床锅炉（BFBB）和循环流化床锅炉（CF－BB）。
高低差速循环流化技术是在常规流化床（FBC）技术上加以改进，采用密相区内设置不同高度的床面，相应的床面有不同流化速度，将流化床面分成高速床和低速床，在低速床内均布置埋管受热面，在高速床内不布置受热面。
其床面的不同的流化速度及高低差异，使物料在炉内形成有序的循环。
密相区内的物料在高速床和低速床内产生内循环，延长了颗粒在密相区内的停留时间，同时由于密相区浸泡管避开了高速流化区，因此大大提高了其使用寿命。
它具有煤种适应性广，热效率好，负荷调节性能好，磨损量小等优点。
无烟煤、烟煤、褐煤、矸石等生物性燃料都可以用作其燃料。
高低差速循环流化床锅炉燃烧技术技术采用了独特的内循环流化燃烧方式，是一种新型的清洁燃烧技术。
高低差速床技术特点(修改)
高低差速床技术特点技术特点一、参数保证采用低倍率循环流化床锅炉，其特点是：床面热容量大，保证燃料稳定燃烧；锅炉的出力和参数主要与埋管吸热情况相关，循环倍率对其影响很小，对于煤种的变化也不明显。
下面将高、低倍率循环床锅炉作一简单的比较。
R：循环倍率；Q z f:蒸发吸热量；W：烟气速度二、可靠性：1）防磨：a.埋管防磨：磨损公式为Δ∝C·d1.5W2.3式中：Δ为磨损量；C为材料耐磨系数；d为颗粒直径；W为烟气冲刷速度。
由磨损公式可知，降低磨损的三个要素是：降低烟速，减少粒径，选用优质耐热耐磨材料。
我公司利用世行赠款250万美元从国外引进的高低差速床燃烧技术很完善地解决了这一问题，可以保证埋管的使用寿命大于30000小时。
低速床（埋管区域）中：烟速W约为1.6m/s；粒径0-3mm。
锅炉给煤颗粒度为0-10mm，高低差速床经过本身的循环可以达到以粒径分区域、低烟速流化燃烧的目的。
b.其余部件的防磨：除密相区采用抓钉及特殊的耐温耐磨材料外，其余采用常规的防磨措施即可。
2）运行时效年累计运行时间8000小时连续运行时间6500小时三、经济性锅炉效率η与下列热损失有关。
锅炉热损失为：q2、q3、q4、q5、q6其中，对锅炉效率影响最大的是q4（机械不完全燃烧损失）。
q4由两部分组成：排渣损失q p z和飞灰损失q f h。
其中，排渣损失可以控制在2%以下，针对燃用无烟煤的特点，主要是如何降低飞灰损失q f h.飞灰的燃烬取决于下列因素：1).停留时间：根据理论研究和实践经验总结，飞灰不完全燃烧部分主要是粒径处于50-100μ之间的颗粒（分离器不能有效捕捉，飞灰含碳量又比较高），所以要提高颗粒在炉膛内的一次燃烬率，应使碳粒在炉膛内的停留时间t≈7秒，为此本炉采用大炉膛截面和足够的炉膛净空高度。
2).温度：为提高燃烧效率，降低飞灰含碳量,在设计中的炉膛出口温度设计为：900℃,该温度可以保证燃料颗粒的充分着火燃烧。
高、低混合流速循环流化床原理与特点
1、高、低混合流速循环流化床原理与特点应用循环流化床燃烧技术，锅炉具有煤种适应性广、热效率高、NO X排放低、实现炉内脱硫等特点，更重要的是锅炉可以燃用煤矸石、炉渣、垃圾等，炉渣，飞灰能做水泥的掺合料，做到资源综合利用。
所以，这一技术越来越引进人们的重视，等到了普遍的推广与应用。
目前，循环流化床锅炉基本上分为两个类别：高速床床截面积小、流速大、循环倍率高，点火、给煤方便，热效率高，一般大于85%，锅炉易于大型化。
但是，由于流速高，炉内磨损严重、自耗电高；由于没有高传热系统的埋管受热面，为了保证蒸发量，必须设计足够的高传热系数辐射、对流受热面；为了保证颗粒在炉内有一定的停留时间，炉膛的高度比普通低速床、煤粉炉、链条炉都高得多，因此，锅炉的金属耗量大、成本高，特别是对于煤粉炉、链条炉改为循环流化床锅炉，锅炉厂房提高，投资大、工期长。
低速床炉内磨损轻，高传热系数的埋管受热面使锅炉金属耗量下降，炉膛高度低（与煤粉炉，链条炉基本一致），所以制造成本少，对于改造旧锅炉来说，锅炉汽包高度可保持不变，投资低、工期短（工期80天左右）。
但是，低速床热效率低，一般只有80%左右，同时，由于炉膛截面积大，点火给煤难度大，油点火费用高，特别是不能大型化。
如130t/h的低速床，布风板面积大于30m2，6个给煤点，运行十分困难。
基于以上原因，我公司与湖南省节能中心、清华大学合作开发了高、低混合流速循环流化床专利技术（专利号：0222368.2）并在我国十分多个省市80余台锅炉上得到成功的应用，取得了显著的效果。
高、低混合流速循环流化床，即炉膛上部为高流速，下部为低流速，三回程式，两级分离，两级回送，它具有以下几个特点：（1）下部为低速床，即摩损严重的密相区为低速床，所以，磨损大为减轻。
（2）上部为高速床，流速大，携带能力强，分离效率高，循环倍率高。
（3）用膜式壁将炉内分隔为三个流程，烟气流程长，颗粒在炉内有良好的高温燃烧条件，且停留时间为高速床或低速床的2倍左右。
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高低差速床燃烧技术在低热值煤上的应用
吴东火，张晓博
1、前言
低热值煤通常是指煤矸石、煤泥和中煤。
我国是煤炭生产和消费大国，矿区在为市场提供煤炭的同时，却在区域内滞留了大量煤矸石，同时还有一定量的煤泥和中煤没有得到利用。
煤矸石、煤泥和中煤的堆存排弃，给煤矿区带来了极大的危害。
目前我国堆存的煤矸石量约50亿吨，每年还在以亿吨以上的速度递增，已形成了1500余座矸石山，占压土地1.3万顷以上，不仅加剧了人地矛盾，还改变了原有土地结构和功能，破坏了原有生态系统，煤矸石长期露天堆存会发生自燃而释放出有害气体污染大气。
矸石山扬尘不仅影响大气环境，落地还会造成土壤污染，煤矸石中有害元素会经雨水淋溶进入水域和渗入土壤，影响水体和土壤的质量。
煤泥和中煤的排弃不仅浪费资源，也同样污染环境。
如何用低热值煤来发电、产汽、供暖，是近几年各锅炉厂家重点技术投入的方向。
2、低热值煤燃烧稳定性的保证
低热值煤由于其热值低，单位时间内进入炉内的量较大，燃烧前需要大量的热量。
如果燃烧区域热量不足，将会影响到燃料的着火燃烧，因此低热值燃料稳定性的保证极其重要。
高低差速床锅炉采用了低倍率大燃烧床面，密相区的热容量是普通流化床的2.5倍以上。
热容量的大小取决于床面的物料量，物料量与床
面和流化方式有关，比较如下：
（1）床面比较：
（2）燃料入口区热底料量比较：
因此差速床锅炉燃烧稳定性最好。
3、燃烧效率的保证
锅炉燃烧效率的高低主要由两项数据指标反映出来，一个是飞灰含碳量，一个是底渣含碳量。
由于低热值煤可燃物含量低，能保证稳定燃烧的情况下，底渣含碳量一般都比较低，Cpz≤1.5%，但是飞灰的含碳量就截然不同。
飞灰含碳量是燃烧效率高低的主要反映，影响它有三个因素，炉膛温度、停留时间和空气的混合
1—水冷壁
2—炉膛
3—高速床（主床）4—低速床（付床）5—埋管
6—返料
7—给煤口
此高度差保证了大颗粒不会被带入低速床，只需较低的流化
风速即可实现低速床的流化，而主床仍采用常规沸腾床的流
化风速以保证大颗粒的流化燃烧。
2）特有的炉内循环形成机理
由于高速床与低速床之间不同的流化风速，溢流于高速床上表面的细颗粒在主床较高风速的带动下，不停像涌泉一
样翻腾到付床上，使付床上的压力增加，由底部重新返回到
主床，这样就形成了高低差速床锅炉特有的内循环过程。
3）锅炉外循环过程与常规流化床锅炉相同，只是物料的循环
流量较高倍率锅炉少。
4）内循环的意义
锅炉内循环的存在，实现了不同粒径的燃料分床燃烧的特点，使布置在付床上的埋管磨损问题得到了根本解决，同
时由于主床上未布置受热面，主床上燃烧放出的热量除一部
分由风带走外，大部分需靠内循环将其带入付床，由付床上
的埋管吸收，其过程是：主床上的高温物料由内循环带入付
床，与付床上的埋管受热面换热后，温度降低约50~100℃，
然后重新回到主床吸热，控制主床温度。
内循环使细颗粒在
炉膛内循环流动，加长了停留时间，不仅提高了燃料的燃烧
效果，而且使脱硫剂的利用率也得到了提高。
4.2埋管磨损问题的处理
4.2.1埋管磨损问题的解决，主要从以下四个方面：
1）首先了解一下磨管磨损的公式：M∝C•d1.5w2.3，从公式中我们可以看出，埋管的磨损量M与材料的耐磨性C、与物料粒径d的
1.5次方、与流化风速w的
2.3次方成正比。
2）材料方面，我们使用了高温耐磨材料1Cr20Ni14Si2作为防磨筋片，大大增强了埋管的耐磨性。
3）从高低差速床的工作原理中，我们知道，埋管布置在风速较低
的低速床上，此处流化风速仅为沸腾床锅炉的一半左右，大大减轻了物料对埋管的磨损
4）燃料颗粒的分床自选过程，实现了低速床上较小的物料颗粒组成，再一次降低了埋管的磨损量。
通过以上几点，高低差速床锅炉上埋管的使用寿命大大增长，可达三万小时以上，解决了因埋管磨损问题造成的锅炉经
常停炉问题。
4.2.2其它受热面磨损问题的解决：
高倍率锅炉炉膛内传热是靠烟气中高浓度的高温物料与水冷壁碰撞实现的，这必然带来水冷壁的磨损问题，事实上也
证实了，高倍率锅炉水冷壁磨损问题是其无法解决的难题。
高低差速循环流化床锅炉是一种低倍率锅炉，其烟气中物料携带量较低，且因烟气流速低，所携带物料的颗径也非常小，
炉膛内传热密相区部分主要是靠埋管，悬浮段部分主要是靠辐
射传热实现的，这使烟气中的物料对受热面的冲刷大大减少，
有效控制了水冷壁的磨损。
同时合理选取过热器的烟气流速，
使其即使布置在分离前也不会带来磨损问题。
5、分离器问题的解决
5.1高低差速床锅炉采用了中温分离技术，烟气分离器布置在低温级过热器后，此处烟气温度小于550℃，飞灰当中的炭不可能形成二次燃烧，彻底解决了高温分器易结焦的问题；
5.2高低差速床锅炉烟气中较低的物料携带量，大大减少了烟气分离器的分离负荷以及磨损，使分离器工作更加稳定可靠。
6、环保特性
高低差速床锅炉作为一种循环流化床锅炉，具备了循环流化床锅炉特有的环保特性：
6.1方便、经济、高效的炉内脱硫方式
影响炉内脱硫的两个方面：脱硫剂的停留时间以及合适的脱硫温度。
1）床温850~950℃，是理想的炉内脱硫温度；
2）高低差速循环流化床锅炉内循环及外循环的存在，大大延长了物料在炉膛内的停留时间，加上高效的蜗壳式旋风分离器，使细小的石灰石颗粒能够多次循环利用，大大增加了脱硫剂的利用率，在钙硫比为2时，能保证脱硫利大于90%。
6.2分床、分段配风技术，使炉内各部分的过氧系数均控制在较低水平，加上循环流化床锅炉的低温燃烧特性，将NOx的生成量控制在了较低水平；
7．江联重工股份有限公司燃烧低热值燃料的产品
7.1山东泰山阳光电力股份有限公司130t/h中温中压煤矸石锅炉（2
台）
7.1.1锅炉参数：
7.1.2煤矸石燃料：
7.1.3运行时间：2003年10 月
7.1.4使用情况：
出力：20%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤4%
排渣含碳量Cpz≤1.2%
排烟温度：~135℃
平均连续运行时间：6个月
7.1.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋流分离器
7.2邯郸薛村矿电厂130t/h次高温次高压煤矸石锅炉（2台）7.2.1锅炉参数：
7.2.2煤矸石燃料：
7.2.3运行时间：2005年
7.2.4使用情况：
出力：20%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤6%
排渣含碳量Cpz≤1%
排烟温度：~140℃
平均连续运行时间：5个月
7.2.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋风分离
7.3山东莱州龙泰热电有限公司130t/h高温高压煤矸石锅炉（3台）7.3.1锅炉参数：
7.3.2煤矸石燃料：
7.3.3运行时间：2005年
7.3.4使用情况：
出力：25%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤2%
排渣含碳量Cpz≤1%
排烟温度：~150℃
平均连续运行时间：5个月
7.3.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋风分离器
7.4山东龙口矿业集团热电有限公司140t/h高温高压煤矸石锅炉7.4.1锅炉参数：
7.4.2煤矸石燃料：
7.4.3运行时间：2009年
7.4.4使用情况：
出力：25%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤5%
排渣含碳量Cpz≤1.5%
排烟温度：~140℃
平均连续运行时间：4个月
7.4.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋风分离
7.5七台河七煤热电厂130t/h中温中压煤矸石、煤泥混烧锅炉
7.5.1锅炉参数：
7.5.2煤泥燃料：
7.5.3运行时间：2006年
7.5.4使用情况：
出力：20%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤6%
排渣含碳量Cpz≤1.5%
排烟温度：~150℃
平均连续运行时间：5个月
7.5.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋风分离器
7.6山西古交日月热电有限公司240t/h高温高压煤矸石锅炉（3台）
7.6.1锅炉参数：
7.6.2煤矸石燃料：
7.6.3运行时间：2008年
7.6.4使用情况：
出力：20%~110%范围调节
飞灰含碳量Cfh≤5%
排渣含碳量Cpz≤1 %
排烟温度：~135℃
7.6.5结构特点：采用差速床燃烧系统，中温旋风分离器
8、结束语
高低差速床燃烧技术经过十几年不断的完善、优化，得到了长足的发展，在低热值煤应用上获得了广大用户的好评。
发展过程中得到了很多兄弟厂家的帮助，在此表示衷心感谢。
高低差速床燃烧技术和经验我们愿意和同行及各合作厂家分享，也希望各方朋友提出宝贵意
见。