以潔凈燃燒技術著稱的循環流化床鍋爐，由其本身所具有的優點，為福建無煙煤的開發和利用提供了廣闊的前景。福建省近年來已廣泛選用了循環流化床鍋爐，現有30多臺在運行或在建中。經過幾年來的實踐，積累了設備設計制造和運行的豐富經驗。目前福建省的循環流化床鍋爐在出力、穩定運行等方面有較大的提高，正朝著大型化和進一步提高連續運行時間和熱效率方面努力。石獅熱電廠二臺35t/h由東方鍋爐廠制造的循環流化床鍋爐熱效率達83%二臺75t/h也由東方鍋爐廠制造其中投運的1臺循環流化床鍋爐熱效率達85%，均比同容量燃燒福建無煙煤煤粉爐高出2% ~3%以上，達到預期目的。但是85%的熱效率并不高，特別是目前大型鍋爐的熱效率均在90%以上，甚至達到92%.相比之下，燃燒福建無煙煤的循環流化床鍋爐在大型化后尚需進一步提高熱效率。本文結合石獅熱電廠35t/h、75t/h循環流化床鍋爐設計及運行經驗，探討進一步提高燃燒福建無煙煤的循環流化床鍋爐熱效率的措施。

　　　75t/h循環流化床鍋爐是在吸收35t/h循環流化床鍋爐成功經驗的基礎上制造的。兩種型號鍋爐總體設計較合理，針對福建無煙煤揮發份低、難著火、難燃燼的特點，均采用較高的爐膛（自入煤口至爐膛出口高度351兒為15.51；75匕為17.5）、較低的流化速度35m/s）、高效中溫旋風分離器等，提高了煤的一次燃燼度與燃燒穩定性，額定工況熱效率分別達到83%和85%，全年累計運行時間均在7500h以上，鍋爐可用率接近90%是燃燒福建無煙煤鍋爐中的佼佼者，但由于技術、經驗、經濟的原因，尚有不足之處，如熱效率還不是太高，飛灰含碳量都在20%以上，甚至高達35%.為此有必要在已取得階段成功的基礎上，研究、探討進一步提高循環流化床鍋爐熱效率的措施，為燃燒福建無煙煤的大型循環流化床鍋爐設計提供。

    省內循環流化床鍋爐現狀福建省內現有30多臺循環流化床鍋爐在運行或在建中，容量最大僅到75t/h，廈門電廠和永定火電廠等擬安裝130t/h循環流化床鍋爐。早期安裝的循環流化床鍋爐普遍存在磨損較大；分離器、回料系統結焦、堵灰；連續運行時間短；鍋爐出力不高等問題，經過這幾年摸索和技術改造，基本克服了以上問題。目前省內運行狀況最好的當屬石獅熱電廠，該廠現已投產二臺35t/h、一臺75t/h循環流化床鍋爐，一臺75t/h循環流化床鍋爐在建，均由東方鍋爐廠制造。1999年底，二臺35t/h循環流化床鍋爐通過了產品技術鑒定。

　　3提高熱效率的措施探討3.1將床溫、爐膛出口煙氣設計溫度提高到950°C及以上目前省內循環流化床鍋爐爐膛出口設計煙溫一般在850~930°C之間，床溫也在此之間，石獅熱電廠35t/h循環流化床鍋爐爐膛出口設計煙溫900K 75t/h循環流化床鍋爐爐膛出口設計煙溫930°C，這主要是考慮兩個方面因素的結果：一是爐內脫硫最佳溫度在850~900°C之間，國內外制造廠一般據此確定爐膛出口設計煙溫；二是福建無煙煤灰熔點較低，灰的變形溫度（）一般在11OT°C左右，低的只有1040°C極易結焦，因此制造廠爐膛出口設計煙溫依經驗一般選擇在850~900°C之間，東方鍋爐廠在35t/h爐的經驗基礎上大膽將75t/h爐爐膛出口設計煙溫提高到930°C.而福建無煙煤是最難燃燒的煤種之一，其揮發份極低~5%）、難著火、難燃燼，一般著火溫度要在900~950°Q根據浙江大學熱能工程研究所和廈門電廠于1995年10月在試驗臺上進行多次試驗發現，福建無煙煤極難著火，即使到900°C也很難穩定著火，試驗臺床溫必須控制在900°C以上，一般950~1050K而且燃燒速度很低，燃燒表面觀察不到明顯的火焰。因此目前省內循環流化床鍋爐實際運行溫度都在900°C以上，一般在950°C，石獅熱電廠最高有時運行到980~1000°C，大大偏離制造廠設計值，造成爐內燃燒工況、吸熱量與設計值不符，影響了熱效率，也使主汽溫度超溫。例如石獅熱電廠35t/h爐試運行時爐膛上部煙溫接近950°C時，主汽溫度超過480K熱效率降到75%左右，運行一段時間后經制造廠同意割掉多余過熱器受熱面，以保證燃燒溫度，提高熱效率。

　　950°C的運行溫度對脫硫效率有一定的降低，但是福建無煙煤含硫量不高（0.8 1.2%）只要60%~ 70%的脫硫率即可滿足排放要求。為此建議制造廠將床溫、爐膛出口煙溫設計溫度提高到950°C，有利于福建無煙煤燃燒，有利于提高燃燒效率。

　　3.2入爐煤的細度應要求達到0煤粒在循環流化床鍋爐內的燃燒是一個錯綜復雜的過程。煤粒送入循環流化床內首先迅速受到高溫物料及煙氣的加熱，加熱過程中煤的粒徑越大，其表面溫度達到著火溫度所需的時間越長，其燃燼時間越長，而煤粒子表面溫度越高，其燃燼時間越短，因此對于難著火燃燒的煤種，由于著火溫度高，入爐煤的粒徑就要求小，以縮短表面達到著火溫度所需的時間。根據規范循環流化床鍋爐燃燒無煙煤入爐煤的細度應為~8mm而福建無煙煤是最難燃燒的煤種之一，不但具有燃燒化學反應性能差，熱傳導能力低，著火溫度高（900°C以上）的特性，且煤粒加熱后只有極少的孔隙，氧氣很難進入，燃燒產物（2等）不易擴散出去，整個燃燒過程進行得很緩慢，因而燃燼時間長，且具有熱爆性。如0.4mm的煤粒在試驗爐內從著火后到燃燼時間至少要4秒以上，因此入爐煤的細度要求應更小，有鍋爐廠推薦應為0~5mm.一方面入爐煤的粒徑小，加熱所需的時間短，便于達到著火溫度。另一方面由于入爐煤的粒徑小，其難以控制的熱爆也會減少，因此入爐煤的細度應比規范推薦值更小。東方鍋爐廠推薦石獅熱電廠入爐煤的細度為0~ 8mm，該粒度范圍需兩級破碎，破碎設備需進口，從經濟考慮改為一級破碎，細度要求為0~10mm實際運行細度一般為0~13mm該細度范圍延長了煤粒表面加熱時間，也增加了熱爆性。大顆粒進入高溫爐膛馬上爆裂成很多細片、細粉，大部分立即被吹出床面，增大機械不完全燃燒熱損失，造成飛灰含碳量較高，影響鍋爐熱效率。石獅熱電廠的飛灰含碳量都在20%以上，甚至高達35%，嚴重影響了熱效率。因此燒福建無煙煤的循環流化床鍋爐大型化后，應推薦采用兩級破碎系統，控制入爐煤的細度在0~5mm，至少應在3.3二次風分層送入在循環流化床鍋爐中，為了有利燃燒、降低污染物的排放和風機能耗，可以說無一例外地將氣體分成一次風和二次風送入爐內，一次風的主要作用是使床料沸騰燃燒，二次風的主要作用是促進煤的燃燼和提供1.2~1.3的過剩空氣系數。適當調整一、二次風的比例能實現較高的燃燒效率，而二次風分層送入能使燃燒更穩定、更充分、更均勻，從而使爐膛整個高度溫度分布均勻，避免局部燃燒溫度過高引起結焦，便于提高床溫，從而提高燃燒效率。石獅熱電廠35t/h爐二次風只有一層，燃燒基本發生在爐膛下部和二次風口后，爐膛上部燃燒份額偏少，爐膛整個高度溫度分布偏差較大，上部溫度較低下部溫度較高，偏差一般在50~1ro°c之間，造成上部燃燒不充分，影響燃燒效率。75t/h爐二次風分兩層送入，使煤粒充滿在整個爐膛燃燒，爐膛整個高度溫度分布均勻，偏差在10C左右，運行控制更方便，床溫可穩定在950C左右，既可防結焦，燃燒效率也相應提高。因此應重視合理配風、分級送風，以便燃燒更穩定、更充分、更均勻。

　　3.4采用高溫汽冷旋風分離器目前省內循環流化床鍋爐有采用高溫旋風分離器（如大田、德化75t/h爐），也有采用中溫旋風分離器（如石獅35t/h、75t/h爐）。石獅熱電廠采用中溫旋風分離器主要是吸取采用高溫旋風分離器的循環流化床鍋爐由于可燃物在高溫旋風分離器中再燃引起高溫旋風分離器及返料系統結焦影響鍋爐正常運行。

　　3.5增設返料灰、飛灰再循環系統由于返料灰參與爐內換熱，直接影響爐內與尾部換熱比例，在高負荷工況返料灰量大，爐內吸熱比例增大，反之低負荷工況返料灰量小，爐內吸熱比例減小，因此也就決定了返料灰在任何工況下都實現自平衡比較困難，高負荷工況需要大量投入減溫水。例如石獅熱電廠35t/h爐在高負荷工況隨著返料灰量增大，主汽溫度超得更大，大量投入減溫水也難以把汽溫降下來，不得不減少返料灰量，也造成返料灰定期排放。返料灰由于無法循環燃燒影響燃燼度，致使返料灰、飛灰含碳量較高，基本在20%~40%之間，因此為進一步提高循環流化床鍋爐熱效率，建議大型循環流化床鍋爐增設返料灰、飛灰再循環系統，將多余返料灰和除塵器收集下來的飛灰貯存到灰罐，低負荷時再用倉泵送回爐內燃燒，一方面可以提高灰燃燼度，提高鍋爐熱效率，另一方面由于低負荷循環灰量加大，增加爐內吸熱比例，使主汽溫度可以在更大范圍維持穩定。

　　3.6降低排煙溫度影響循環流化床鍋爐熱效率的另一主要因素是排煙熱損失。目前省內循環流化床鍋爐排煙溫度基本在140 ~150C據統計排煙溫度每降低15C鍋爐效率會提高1%.福建無煙煤含硫量不高，加之循環流化床鍋爐可進行爐內脫硫，尾部煙氣露點溫度較低，可適當降低鍋爐的排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐熱效率。

    但中溫分離是不利于爐膛燃燒的。中溫返料灰進入高溫爐膛勢必要加熱升溫吸收爐膛熱量，從而降低床溫影響燃燒，也影響入爐煤粒的加熱，進而影響燃燒效率。石獅熱電廠35t/h、75t/h爐都采用中溫旋風分離器，返料溫度在450 ~0C之間，返料灰量大時，床溫下降很大，影響穩定燃燒，致使返料灰不能全部進入爐膛，需定期排放。目前東鍋、上鍋等已引進了高溫汽冷旋風分離器制造技術高溫煙氣進入汽冷旋風分離器可以得到進一步冷卻，但溫度降低不是很多，一般降低100~150C返料溫度在800~850C之間，既有效地避免了可燃物再燃引起的結焦，又盡可能不影響爐內燃燒。目前汽冷旋風分離器由于制造技術復雜、價格貴，在75t/h以下尚未推廣，但循環流化床鍋爐大型化后，應推薦采用高溫汽冷旋風分離器，盡量避免返料對爐膛燃燒的影響。

　　4結束語福建循環流化床鍋爐經過幾年來的實踐，積累了設備設計制造和運行的豐富經驗，在不斷總結和改進設計和運行經驗的基礎上，燃用福建無煙煤的大型循環流化床鍋爐熱效率有望達到90%及以上。