摘　　要： 宋長玉 (東方鍋爐廠)

  
    電力的發展給人類社會進步和文明作出了巨大的項獻，但電力事業的發展，特別是火力發是電事業的發展給人類生存環境造成了嚴重的災難。隨著世界上各國對環境污染控制要求越來越嚴格，因而尋求新型的燃燒技術已成為廣大電力科技工作者孜孜以求的事業。從本世紀七十年代起，循環流化床燃燒技術以其獨有的先進性，得到世人的關注，并在近二十多年里得到飛速的發展，成為火力發電史上最有希望的燃燒技術。有人預言，下一世紀將是循環流化床燃燒技術的天下。

一、 循環流化床燃燒技術的優點

    循環流化床鍋爐兼具泡床爐和煤粉爐的長處 ，又摒棄了兩種爐型的不足之處，因此，循環流化床燃燒技術具有其它各種燃燒方式無與倫比的優點，所以才被世人公認為最有希望的燃燒技術，其主要優點：  
1、低污染燃燒。由于循環流化床燃燒爐膛溫度可控制在8500C左右，并可在投燃料的同時加投石灰石CaCO3這樣可以達到去除SO2與控制NOX有害物質生成的目的，避免大氣中形成酸雨造成的危害，目前世界上脫硫效率最好的可達95％，這種先進的燃燒方式為燒高硫煤電解除了后顧之優。  
2、燃燒適應范圍廣，除了燃用一般的煤以外，還可以燒低熱值的煤矸石，油頁巖、煤泥等化石燃料的垃圾、樹皮等，這對處理城市垃圾和綜合利用能源有著顯著的經濟效益和社會效益。  
3、適合調峰運行，循環流化床鍋爐能做到在30％MCR時不投油穩燃。所以燃料的化學不完全燃燒和機械不完全燃燒的熱損失幾乎可以達到的0的水平，同時灰渣的熱量也能得到充分的回收。  
4、鍋爐熱效率高，循環流化床鍋爐的燃料是在多次循環中完成燃燒的，所以燃料的化學不完全燃燒和機械不完全燃燒的熱損幾乎可以達到“0”的水平，同時灰渣的的熱量也能得充分的回收。  
5、綜合經濟效益好。如果燃用煤矸石、油頁巖等燃料發電，燃后的灰渣可作為水泥的摻料和輕質建筑材料，這一優點對煥發老煤礦的生機大有可為。據國家煤炭部提供消息，今后將用3－5年時間在全國150多個煤礦推廣應用35T／H、65T／H、130T／H的循環流化床鍋爐。

二、目前世界上開發循環流化床技術概況

    在近二十多年里，為了開發、完善循環流化床燃燒技術，世界上各工業國家技術，人力財力等各方面都作了大量投入，而走在世界前列的仍然是幾個比較發達的資本主義工業國家。目前國外主要開發研制單位和生產廠家有德國魯奇LURGI公司，芬蘭奧斯龍（AHLSTRJOM）公司、美國巴特爾（Battelle）研究中心、美國福斯特．惠勒（FosterWheeler）公司，德國巴布科克和斯坦繆勒公司，瑞典斯圖特斯維公司美國的燃燒工程公司和法國斯坦因公司引進德國魯奇公司的技術，也是當今世界上循環流化床鍋爐生產能力較強的廠, 雖然開發，研制，生產循環流化床鍋爐的公司，廠商較多，但從循環流化床鍋爐設計結構特點上可分為三大流派。  
1、德國魯奇公司為代表的魯奇型循環流化床鍋爐，魯奇公司是世界上開發循環流化床鍋爐最早的公司之一。該公司在長期大量生產和試驗的基礎上，逐步形成了較有特色的循環流化床技術，在循環流化床鍋爐研究和設計上處于領先地位，。八十年代末利用魯奇循環流化床技術已生產40多臺，最大容量的循環流化床鍋爐為499T／H。魯奇型循環流化床的特點主要有：  
（1）循環系統內設主床燃燒室和外置泡床換熱器，在主床上部布置少數屏式受熱面；再熱器和過熱器受熱面布置在外置換熱器和對流煙道之中，運行時，通過調節燃料量和經過外置換熱器的熱灰流量，控制爐膛溫度和蒸汽溫度。  
（2）根據燃料特性差異，循環速度在4．9－9M／S之間變化，爐膛出口煙氣中的固體物料含量在5－30KG／M3相應的循環倍率在30－40以上。  
（3）采用分段送風燃燒方式，一次風從面風板下部送入燃燒室，二次風從布風板上部一定高度送入爐膛中，一、二次風量比為4：6，過?？諝庀禂礎＝1．15－1．20，這樣可以做到，在燃燒室下部的密相區為低氧燃燒形成還原氣氛；在二次風口上部為富氧燃燒，表成氧化性氣氛，通過合理地調一、二次風比，可維持較理想的燃燒效率和有效地控制NOx生成量。  
（4）爐膛出口布置高溫旋風分離器，分離器入口處煙溫約850℃。分離器采用鋼殼結構，內襯耐火和防磨襯里。分離效率可達99％。魯奇型的循環流化床鍋爐運行的機動性、經濟性、燃料適應性以及排放技術水平都有優良的業績，它的缺點是鍋爐島系統結構復雜，廠用電高，有磨損問題、投資最高。  
2、奧斯友公司開發的百爐寶（Pyroflow）型循環流化床技術。該公司是目前世界上生產循環流化床鍋爐最多的一家跨國公司。已生產各種容量循環流化床鍋爐120多臺，遍布世界各地，這家公司從七十年代初就投入大量人力、財力，建有大型試驗站，專門從事開發適合各種燃料的循環流化床技術，八十年代末生產最大的循環流化床鍋爐420t/h，在內江工程和茂名工程上該公司中標。百爐寶循環流化床鍋爐特點：  
（1）不設外置熱交換器，循環流化床鍋爐主要由燃燒室，高溫旋風分離器、回料器、對流煙道等組成。有的還配有冷渣器。  
（2）燃燒室分為上、下兩部分，下部由水冷壁延伸部份，鋼板外殼及耐火磚襯里組成；上部爐膛四周為膜式水冷壁，過熱器一、三級布置在爐膛頂部或尾部煙道上方，二級過熱器用鋼管制作，布置在爐膛中部，這是百爐寶型循環流化床鍋爐獨有的設計結構。  
（3）采用高溫旋風分離方式，最高入口煙溫可達950℃。該分離器可布置在爐前面、爐兩側或爐膛與尾部煙道之間，布置方式靈活，多采用高循環倍率，分離效率可達99％。  
（4）一、二次風基本各占50％，燃料不僅在爐膛下部燃燒，而且還隨著氣流上升，使整個爐膛都可用來燃燒，沿水冷壁高度的煙氣溫度比較均勻。在低負荷時，物料循環量減少，燃燒集中在爐膛下部，逐步過渡到鼓泡床運行方式。  
（5）鍋爐本體布置結構緊湊，耗鋼量比魯奇公司的循環流化床鍋爐少得多，廠用電也少得多。從投運和幾十臺爐子統計看，鍋爐出力、參數、熱效率，燃料適應性，操作控制和排放水平都達到令人滿意的水平，可用率高達98％。  
    因此，奧斯龍公司百爐寶型循環流化床鍋爐在世界上享有較高的信譽，市場占有率最高，該種爐型缺點是（1）管制造二級過熱器工藝難度太高，稍有缺陷，很易磨損。（2）對于小容量機組采用高溫旋風分離器成本高，從而使整個裝置造價成本提高。另外小于分離器切割直徑的飛灰粒子，很難采用一般機械分離裝置撲集，而只能采用電除塵或袋式除塵裝置，相對造價較高。

2、美國福斯特．惠勒公司為代表的第三種流派。該公司具有一百多年制造鍋爐的歷史，從70年代初開始開發制造流化床鍋爐，迄今已生產50多臺，遍布世界各地，該公司認為他們開發的循環流化床鍋爐是在鼓泡床技術上的自然延伸和發展，集煤粉爐、鼓泡床爐與循環流化床的長處于一體，設計生產出別具特色的福斯特、惠勒型循環流化床鍋爐，其主要特點是：  
（1）采用汽（或水）冷旋風分離器，這種分離器既是加熱部件，又起分離作用，分離器壁面用膜式鰭片管制成，涂有耐熱防磨襯里，其厚度在50－70MM，僅是魯奇公司和百爐寶型分離器襯里壁厚350－450MM的1／5－1／6，冷爐啟動快，適合變負荷運行。  
（2）在爐膛內設有內置床（LNTREX），這有利于爐子大型化，可多布置受熱面，因此該公司目前正在設計25萬千瓦機組的循環流化床鍋爐。
（3）整個分離器在結構上和熱膨脹方面與鍋爐為一體，構成外殼的水冷壁或汽冷壁與鍋爐水循環系統或過熱器系統相連，結構緊湊，其優點是可充分利用空間布置受熱面。簡化和減少了高溫管道和熱膨脹點、降低造價和設備維修費。水冷（或汽冷）壁外殼可采用標準的絕熱材料和外護板有效降低輻射熱損失。減少設備重量，簡化了支吊系統?？晒澥“惭b時間和成本。  
（4）回料系統采用一個工作速度很低的流化床密閉缸，用溢流量來調節循環物料量。這種系統具有自平衡功能，并充當旋風分離器與主床之間的密封。

    迄今福斯特．惠勒公司已生產各種容量的循環流化床鍋爐30多臺，雖然該公司比魯奇公司和奧斯龍公司開發循環流化床技術起步稍晚，但其跨步較大，該公司設計、生產的15萬千瓦機組循環流化床鍋爐已投入運行，目前正在開發25萬千瓦機組循環流化床鍋爐。  
    近幾年來，各公司為了擴大自己的市場范圍，通過許可證轉讓，辦合資廠等方式把自已的勢力擴大到世界各地，例如魯奇公司把自己的循環流化床技術轉讓經美國CE公司和法國SI公司、奧斯龍公司在美國建有PYROPOWER分公司、福斯特惠勒公司向日本、南朝鮮轉讓了許可證，他們各自在世界上形成了自己的技術勢力范圍。其他各公司，例德國的斯坦繆勒公司和巴布科克公司、美國巴特爾研究中心、瑞典斯圖特斯維克公司、加拿大巴布科克公司前蘇聯等也都開發研制循環流化床鍋爐，其中大部份都是在引進技術基礎上發展起來的，只有少數公司，如斯圖特斯維克公司開出有自己特色的循環充化床鍋爐，由于這些公司產量較少，所以技術水平、生產能力方面都不能與魯奇、奧斯龍、福斯特．惠勒公司相比。  
    目前各種類型的循環流化床鍋爐還在不斷地進行改進和完善，正在向高參數、大型化發展，與此同時，增壓循環流化床燃燒技術也在開發試驗之中，增壓床燃氣一蒸汽聯合循環發電，可大大提高電廠的熱效率，因此循環流化床燃燒技術必將引起火力發電技術領域內一場深刻的變革。

三、我國開發循環流化床技術現狀和今后的發展趨勢。

    應該說中國也是開發流化床燃燒技術較早的國家，從七十年代開始一些大專院所和企業就研制出小容量的循環流化床鍋爐，迄今已有東鍋、哈鍋、武鍋、濟鍋、杭鍋等鍋爐制造廠與西交大、浙大、清華、東南大學、中科院熱物理所、西安熱工所、上海成套所等共同研究、試制出2T／H、4T／H、6T／H、10T／H、35T／H、65T／H、130T／H的鼓泡床鍋爐2000多臺（東鍋廠引進FWEC技術生產的210T／H沸騰爐已出口巴基斯坦）。研制出10T／H、20T／H、35T／H、65T／H、75T／H的循環流化床鍋爐幾十臺，引進奧斯龍的410T／H和220T／H循環流化床鍋爐將安裝在四川內江電廠和廣東茂名石化公司。哈鍋廠用600萬美元購買了奧斯龍公司一套220T／H循環流化床鍋爐圖紙為大化提供2臺5萬千瓦機組鍋爐。中科院熱物理利用聯合國教文捐款170萬美元，正在開發大型循環流化床技術，據悉與武鍋合作將研制220T／H循環流化床爐子，為了趕超世界先進水平，機電部、能源部、國大辦將開發大型循環流化床列入國家“八五”科技攻關項目，一九九一年十一月國家計委、機電部正式下文，由東鍋廠合四川內江電廠進口410T／H循環流化床和廣東茂名石化公司進口220T／H循環流化床鍋爐，同時引進大型循環流化床技術。為完成此任務，東鍋廠組織專業隊伍積極參加引進項目談判，引進軟件已到最后簽約階段。同時工廠的投資150萬元建造了循環流化床試驗臺，并屯永川煤礦合作研制了一臺20T／H的循環流化床鍋爐，該工程既可為煤礦發電，又是東鍋廠開發循環流化床鍋爐的試驗基地，近幾年，東鍋廠已制造35T／H、65T／H循環流化床鍋爐十多臺。從以上情況看，在我國開發循環流化床燃燒技術已得到國家主管部們的重視，也取得了可喜的成績，但也應指出還存在不少問題，今后我國如 何組織開發大型循環流化床技術，筆者提出職下意見供關心和支持此項目工作的領導和同事參考。  
1、要集中財力、人力、統一組織開展攻關，在中國上級主管部門多、大專院校、科研院所多,生產企業也很多，如果不把這些單位統一起來，勢必造成財力分散、人力分散、政出多門，各行其事的局面。可以想象得到這種結果，必然是浪費了資金，浪費了人力，浪費了時間，攻不下技術關鍵，這種教訓在中國太多了，筆者認為要改變目前這種狀態，機械部，電力部牽頭，發揮國家與地方積級性，給出優惠政策，選個低托工程，組織三給合的攻關隊伍，集中人力、財力、制訂計劃，做好協調，這樣一定會在3－5年內攻下國產大型循環流化床技術難關。

2、目前中國開發循環流化床技術，雖然取得了一些成績，積累了一些經驗，但從總體上看，還處在初級階段。已投運的循環流化床鍋爐容量不超過75T／H普遍存在出力不足，分離器性能差，自控水平低，可有率低等問題，在這種情況下要超過世界先進水平，一種方法是自力更生，一個臺階，一個臺階往上爬，這樣從75T／H逐步發展到220T／H，410T／H，670T／H1000T／H容量的循環流化床可需要10－20年時間，顯然這樣的速度在加速改革的經濟大潮中是不可取的。第二種方法是在已有基礎上引進國外先進技術，例如引進410AT／H，或670T／H的循環流化床，這樣,雖然要用一筆外匯購買外國技術，但消化吸收以后，就能踏著巨人的肩膀往前走，在3－5年內就可躋身世界先進行列。走這條 路也需要國家支持，用戶和制造廠密切配合，就像以前機電部組織引進美國CE公司，30．60萬千瓦煤爐技術那樣，中國只用了五－七年時間就走完了外國20－30年的時間，制造出了國產30萬、60萬千瓦機組鍋爐。

3、在中小機組改造過程中，為了減少環境污染，許多電廠紛紛要上循環流化床鍋爐，也有一些煤爐為了利用堆積如山的煤矸石，洗煤泥也自籌資金陸續上循環床鍋爐。從東到西，從南到北在中國大地上卷起一股上循環床的熱風，這股風本來是一種好事,但千萬不要注意一種傾向