摘　　要： 宋长玉 (东方锅炉厂)

  
    电力的发展给人类社会进步和文明作出了巨大的项献，但电力事业的发展，特别是火力发是电事业的发展给人类生存环境造成了严重的灾难。随着世界上各国对环境污染控制要求越来越严格，因而寻求新型的燃烧技术已成为广大电力科技工作者孜孜以求的事业。从本世纪七十年代起，循环流化床燃烧技术以其独有的先进性，得到世人的关注，并在近二十多年里得到飞速的发展，成为火力发电史上最有希望的燃烧技术。有人预言，下一世纪将是循环流化床燃烧技术的天下。

一、 循环流化床燃烧技术的优点

    循环流化床锅炉兼具泡床炉和煤粉炉的长处 ，又摒弃了两种炉型的不足之处，因此，循环流化床燃烧技术具有其它各种燃烧方式无与伦比的优点，所以才被世人公认为最有希望的燃烧技术，其主要优点：  
1、低污染燃烧。由于循环流化床燃烧炉膛温度可控制在8500C左右，并可在投燃料的同时加投石灰石CaCO3这样可以达到去除SO2与控制NOX有害物质生成的目的，避免大气中形成酸雨造成的危害，目前世界上脱硫效率最好的可达95％，这种先进的燃烧方式为烧高硫煤电解除了后顾之优。  
2、燃烧适应范围广，除了燃用一般的煤以外，还可以烧低热值的煤矸石，油页岩、煤泥等化石燃料的垃圾、树皮等，这对处理城市垃圾和综合利用能源有着显著的经济效益和社会效益。  
3、适合调峰运行，循环流化床锅炉能做到在30％MCR时不投油稳燃。所以燃料的化学不完全燃烧和机械不完全燃烧的热损失几乎可以达到的0的水平，同时灰渣的热量也能得到充分的回收。  
4、锅炉热效率高，循环流化床锅炉的燃料是在多次循环中完成燃烧的，所以燃料的化学不完全燃烧和机械不完全燃烧的热损几乎可以达到“0”的水平，同时灰渣的的热量也能得充分的回收。  
5、综合经济效益好。如果燃用煤矸石、油页岩等燃料发电，燃后的灰渣可作为水泥的掺料和轻质建筑材料，这一优点对焕发老煤矿的生机大有可为。据国家煤炭部提供消息，今后将用3－5年时间在全国150多个煤矿推广应用35T／H、65T／H、130T／H的循环流化床锅炉。

二、目前世界上开发循环流化床技术概况

    在近二十多年里，为了开发、完善循环流化床燃烧技术，世界上各工业国家技术，人力财力等各方面都作了大量投入，而走在世界前列的仍然是几个比较发达的资本主义工业国家。目前国外主要开发研制单位和生产厂家有德国鲁奇LURGI公司，芬兰奥斯龙（AHLSTRJOM）公司、美国巴特尔（Battelle）研究中心、美国福斯特．惠勒（FosterWheeler）公司，德国巴布科克和斯坦缪勒公司，瑞典斯图特斯维公司美国的燃烧工程公司和法国斯坦因公司引进德国鲁奇公司的技术，也是当今世界上循环流化床锅炉生产能力较强的厂, 虽然开发，研制，生产循环流化床锅炉的公司，厂商较多，但从循环流化床锅炉设计结构特点上可分为三大流派。  
1、德国鲁奇公司为代表的鲁奇型循环流化床锅炉，鲁奇公司是世界上开发循环流化床锅炉最早的公司之一。该公司在长期大量生产和试验的基础上，逐步形成了较有特色的循环流化床技术，在循环流化床锅炉研究和设计上处于领先地位，。八十年代末利用鲁奇循环流化床技术已生产40多台，最大容量的循环流化床锅炉为499T／H。鲁奇型循环流化床的特点主要有：  
（1）循环系统内设主床燃烧室和外置泡床换热器，在主床上部布置少数屏式受热面；再热器和过热器受热面布置在外置换热器和对流烟道之中，运行时，通过调节燃料量和经过外置换热器的热灰流量，控制炉膛温度和蒸汽温度。  
（2）根据燃料特性差异，循环速度在4．9－9M／S之间变化，炉膛出口烟气中的固体物料含量在5－30KG／M3相应的循环倍率在30－40以上。  
（3）采用分段送风燃烧方式，一次风从面风板下部送入燃烧室，二次风从布风板上部一定高度送入炉膛中，一、二次风量比为4：6，过剩空气系数A＝1．15－1．20，这样可以做到，在燃烧室下部的密相区为低氧燃烧形成还原气氛；在二次风口上部为富氧燃烧，表成氧化性气氛，通过合理地调一、二次风比，可维持较理想的燃烧效率和有效地控制NOx生成量。  
（4）炉膛出口布置高温旋风分离器，分离器入口处烟温约850℃。分离器采用钢壳结构，内衬耐火和防磨衬里。分离效率可达99％。鲁奇型的循环流化床锅炉运行的机动性、经济性、燃料适应性以及排放技术水平都有优良的业绩，它的缺点是锅炉岛系统结构复杂，厂用电高，有磨损问题、投资最高。  
2、奥斯友公司开发的百炉宝（Pyroflow）型循环流化床技术。该公司是目前世界上生产循环流化床锅炉最多的一家跨国公司。已生产各种容量循环流化床锅炉120多台，遍布世界各地，这家公司从七十年代初就投入大量人力、财力，建有大型试验站，专门从事开发适合各种燃料的循环流化床技术，八十年代末生产最大的循环流化床锅炉420t/h，在内江工程和茂名工程上该公司中标。百炉宝循环流化床锅炉特点：  
（1）不设外置热交换器，循环流化床锅炉主要由燃烧室，高温旋风分离器、回料器、对流烟道等组成。有的还配有冷渣器。  
（2）燃烧室分为上、下两部分，下部由水冷壁延伸部份，钢板外壳及耐火砖衬里组成；上部炉膛四周为膜式水冷壁，过热器一、三级布置在炉膛顶部或尾部烟道上方，二级过热器用钢管制作，布置在炉膛中部，这是百炉宝型循环流化床锅炉独有的设计结构。  
（3）采用高温旋风分离方式，最高入口烟温可达950℃。该分离器可布置在炉前面、炉两侧或炉膛与尾部烟道之间，布置方式灵活，多采用高循环倍率，分离效率可达99％。  
（4）一、二次风基本各占50％，燃料不仅在炉膛下部燃烧，而且还随着气流上升，使整个炉膛都可用来燃烧，沿水冷壁高度的烟气温度比较均匀。在低负荷时，物料循环量减少，燃烧集中在炉膛下部，逐步过渡到鼓泡床运行方式。  
（5）锅炉本体布置结构紧凑，耗钢量比鲁奇公司的循环流化床锅炉少得多，厂用电也少得多。从投运和几十台炉子统计看，锅炉出力、参数、热效率，燃料适应性，操作控制和排放水平都达到令人满意的水平，可用率高达98％。  
    因此，奥斯龙公司百炉宝型循环流化床锅炉在世界上享有较高的信誉，市场占有率最高，该种炉型缺点是（1）管制造二级过热器工艺难度太高，稍有缺陷，很易磨损。（2）对于小容量机组采用高温旋风分离器成本高，从而使整个装置造价成本提高。另外小于分离器切割直径的飞灰粒子，很难采用一般机械分离装置扑集，而只能采用电除尘或袋式除尘装置，相对造价较高。

2、美国福斯特．惠勒公司为代表的第三种流派。该公司具有一百多年制造锅炉的历史，从70年代初开始开发制造流化床锅炉，迄今已生产50多台，遍布世界各地，该公司认为他们开发的循环流化床锅炉是在鼓泡床技术上的自然延伸和发展，集煤粉炉、鼓泡床炉与循环流化床的长处于一体，设计生产出别具特色的福斯特、惠勒型循环流化床锅炉，其主要特点是：  
（1）采用汽（或水）冷旋风分离器，这种分离器既是加热部件，又起分离作用，分离器壁面用膜式鳍片管制成，涂有耐热防磨衬里，其厚度在50－70MM，仅是鲁奇公司和百炉宝型分离器衬里壁厚350－450MM的1／5－1／6，冷炉启动快，适合变负荷运行。  
（2）在炉膛内设有内置床（LNTREX），这有利于炉子大型化，可多布置受热面，因此该公司目前正在设计25万千瓦机组的循环流化床锅炉。
（3）整个分离器在结构上和热膨胀方面与锅炉为一体，构成外壳的水冷壁或汽冷壁与锅炉水循环系统或过热器系统相连，结构紧凑，其优点是可充分利用空间布置受热面。简化和减少了高温管道和热膨胀点、降低造价和设备维修费。水冷（或汽冷）壁外壳可采用标准的绝热材料和外护板有效降低辐射热损失。减少设备重量，简化了支吊系统。可节省安装时间和成本。  
（4）回料系统采用一个工作速度很低的流化床密闭缸，用溢流量来调节循环物料量。这种系统具有自平衡功能，并充当旋风分离器与主床之间的密封。

    迄今福斯特．惠勒公司已生产各种容量的循环流化床锅炉30多台，虽然该公司比鲁奇公司和奥斯龙公司开发循环流化床技术起步稍晚，但其跨步较大，该公司设计、生产的15万千瓦机组循环流化床锅炉已投入运行，目前正在开发25万千瓦机组循环流化床锅炉。  
    近几年来，各公司为了扩大自己的市场范围，通过许可证转让，办合资厂等方式把自已的势力扩大到世界各地，例如鲁奇公司把自己的循环流化床技术转让经美国CE公司和法国SI公司、奥斯龙公司在美国建有PYROPOWER分公司、福斯特惠勒公司向日本、南朝鲜转让了许可证，他们各自在世界上形成了自己的技术势力范围。其他各公司，例德国的斯坦缪勒公司和巴布科克公司、美国巴特尔研究中心、瑞典斯图特斯维克公司、加拿大巴布科克公司前苏联等也都开发研制循环流化床锅炉，其中大部份都是在引进技术基础上发展起来的，只有少数公司，如斯图特斯维克公司开出有自己特色的循环充化床锅炉，由于这些公司产量较少，所以技术水平、生产能力方面都不能与鲁奇、奥斯龙、福斯特．惠勒公司相比。  
    目前各种类型的循环流化床锅炉还在不断地进行改进和完善，正在向高参数、大型化发展，与此同时，增压循环流化床燃烧技术也在开发试验之中，增压床燃气一蒸汽联合循环发电，可大大提高电厂的热效率，因此循环流化床燃烧技术必将引起火力发电技术领域内一场深刻的变革。

三、我国开发循环流化床技术现状和今后的发展趋势。

    应该说中国也是开发流化床燃烧技术较早的国家，从七十年代开始一些大专院所和企业就研制出小容量的循环流化床锅炉，迄今已有东锅、哈锅、武锅、济锅、杭锅等锅炉制造厂与西交大、浙大、清华、东南大学、中科院热物理所、西安热工所、上海成套所等共同研究、试制出2T／H、4T／H、6T／H、10T／H、35T／H、65T／H、130T／H的鼓泡床锅炉2000多台（东锅厂引进FWEC技术生产的210T／H沸腾炉已出口巴基斯坦）。研制出10T／H、20T／H、35T／H、65T／H、75T／H的循环流化床锅炉几十台，引进奥斯龙的410T／H和220T／H循环流化床锅炉将安装在四川内江电厂和广东茂名石化公司。哈锅厂用600万美元购买了奥斯龙公司一套220T／H循环流化床锅炉图纸为大化提供2台5万千瓦机组锅炉。中科院热物理利用联合国教文捐款170万美元，正在开发大型循环流化床技术，据悉与武锅合作将研制220T／H循环流化床炉子，为了赶超世界先进水平，机电部、能源部、国大办将开发大型循环流化床列入国家“八五”科技攻关项目，一九九一年十一月国家计委、机电部正式下文，由东锅厂合四川内江电厂进口410T／H循环流化床和广东茂名石化公司进口220T／H循环流化床锅炉，同时引进大型循环流化床技术。为完成此任务，东锅厂组织专业队伍积极参加引进项目谈判，引进软件已到最后签约阶段。同时工厂的投资150万元建造了循环流化床试验台，并屯永川煤矿合作研制了一台20T／H的循环流化床锅炉，该工程既可为煤矿发电，又是东锅厂开发循环流化床锅炉的试验基地，近几年，东锅厂已制造35T／H、65T／H循环流化床锅炉十多台。从以上情况看，在我国开发循环流化床燃烧技术已得到国家主管部们的重视，也取得了可喜的成绩，但也应指出还存在不少问题，今后我国如 何组织开发大型循环流化床技术，笔者提出职下意见供关心和支持此项目工作的领导和同事参考。  
1、要集中财力、人力、统一组织开展攻关，在中国上级主管部门多、大专院校、科研院所多,生产企业也很多，如果不把这些单位统一起来，势必造成财力分散、人力分散、政出多门，各行其事的局面。可以想象得到这种结果，必然是浪费了资金，浪费了人力，浪费了时间，攻不下技术关键，这种教训在中国太多了，笔者认为要改变目前这种状态，机械部，电力部牵头，发挥国家与地方积级性，给出优惠政策，选个低托工程，组织三给合的攻关队伍，集中人力、财力、制订计划，做好协调，这样一定会在3－5年内攻下国产大型循环流化床技术难关。

2、目前中国开发循环流化床技术，虽然取得了一些成绩，积累了一些经验，但从总体上看，还处在初级阶段。已投运的循环流化床锅炉容量不超过75T／H普遍存在出力不足，分离器性能差，自控水平低，可有率低等问题，在这种情况下要超过世界先进水平，一种方法是自力更生，一个台阶，一个台阶往上爬，这样从75T／H逐步发展到220T／H，410T／H，670T／H1000T／H容量的循环流化床可需要10－20年时间，显然这样的速度在加速改革的经济大潮中是不可取的。第二种方法是在已有基础上引进国外先进技术，例如引进410AT／H，或670T／H的循环流化床，这样,虽然要用一笔外汇购买外国技术，但消化吸收以后，就能踏着巨人的肩膀往前走，在3－5年内就可跻身世界先进行列。走这条 路也需要国家支持，用户和制造厂密切配合，就像以前机电部组织引进美国CE公司，30．60万千瓦煤炉技术那样，中国只用了五－七年时间就走完了外国20－30年的时间，制造出了国产30万、60万千瓦机组锅炉。

3、在中小机组改造过程中，为了减少环境污染，许多电厂纷纷要上循环流化床锅炉，也有一些煤炉为了利用堆积如山的煤矸石，洗煤泥也自筹资金陆续上循环床锅炉。从东到西，从南到北在中国大地上卷起一股上循环床的热风，这股风本来是一种好事,但千万不要注意一种倾向