1、第 1 章 前言 循环流化床（CFB)锅炉技术是一种较为成熟的清洁燃烧技术。与常规燃烧 方式相比，CFB 锅炉具有很多优点。CFB 锅炉通过直接向炉内添加石灰石，可 有效脱除 90%甚至更多的 SO2,技术与工艺流程相对简单， 投资费用也较低； CFB 锅炉采用较低的燃烧温度（850950）和空气分级燃烧，其 NOX排放浓度很 低， 只有煤粉炉的 14,不需要设置额外的脱销设备就能实现低 NOX排放， 可以 满足现行国家环保标准的要求；CFB 锅炉具有良好的调峰能力，可以在 30%额 定负荷下不投油稳定燃烧；CFB 锅炉具有极佳的燃料适应性，几乎可以设计燃 用任何化石燃料；CFB 锅炉灰渣活性
2、较好，可以作为建筑填充材料、路基、水 泥生产原料等。 循环流化床锅炉在我国应用已用二十多年， 在清洁燃烧特别是燃烧劣质煤方 面有很强的优势，它具有污染物排放低、燃料适应范围广、调峰能力强、燃烧效 率高等特点，具有很好的节能和环保性能。 我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一， 火力发电厂中的锅炉绝 大部分以煤为燃料。然而，煤燃烧会造成严重环境污染为了保护环境，实现社会 的可持续发展，要求燃煤锅炉必须实现燃烧效率高、污染排放低的目标，实现这 一目标必须在燃烧方式上创新。 循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染清洁燃煤技术，其主要特点是锅 炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气
3、携带到炉膛上部，经 过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式返料器将物料 回送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料 混合， 一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料， 这些循环物料带来了高传热系数， 使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更 高的流化速度，而不像鼓泡床一样有一个明显的床面，由于床内强烈的湍流和物 料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率， 在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。 1.1 大型 CFB锅炉发展背景 流化床技术于 20 世纪 20 年代初，在德国首先应用于工业。此
4、后，美国、德 国、法国、芬兰和英国等发达国家均开始研究开发及应用流化床技术，尤其是其 在石油催化裂化过程中的应用，更是加快了该技术的发展。至 20 世纪 40 年代， 流化床技术几乎在各工业部门（如石油、化工、冶炼、粮食、医药等）中得到了 广泛的应用。通过这些应用，大大提高了其技术水平和理论水平。 流化床技术真正用于煤的燃烧，即流化床煤燃烧是在 20 世纪 60 年代初。由 于当时对能源的需求量不断增加， 世界能源供应开始紧张， 各国才重视能源问题， 千方百计开源节流。于是人们开始研究流化床燃烧技术，特别是积极从事燃煤流 化床锅炉的研究与开发。 现在一般把早期发展的不带物料分离器和回料系统的流
5、 化床锅炉称为“鼓泡流化床锅炉” ，以与“循环流化床锅炉”相区别。我国对鼓 泡流化床锅炉的研究起步较早，1965 年第一台燃油母页岩的流化床锅炉在广东 茂名投产成功，此后鼓泡床锅炉在全国得到迅猛发展，循环流化床锅炉出现之前 已达 3000 多台，最大容量 130t/h东方锅炉厂与国外合作生产制造的 220t/h锅炉 还出口巴基斯坦等国家。 但是，鼓泡床锅炉存在一些问题，如飞灰可燃物大、埋管受热面磨损严重、 大型化困难、石灰石脱硫时钙的利用率较低等，制约了其进一步发展。为了解决 上述问题，80 年代循环流化床锅炉应用而生。 经过三十多年的迅速发展，循环流化床锅炉的技术已趋于成熟。无论是锅炉 本身
6、的大型化还是各种配套技术和设备，都已经能适应用户的各种不同要求。从 某种意义上来说， 对环境保护的日益严格的要求促进了循环流化床锅炉的商业应 用，因而在某种程度上，循环流化床锅炉的理论研究还相对落后一些。 循环流化床锅炉由最初的每小时几十吨蒸发量已发展到现在的每小时千吨， 由工业锅炉扩展到电站锅炉，得益于国际上一些公司在该领域的卓越贡献。尤其 是德国的鲁奇公司、芬兰的奥斯龙公司、美国的福斯特惠勒公司和德国的斯泰米 勒公司等，在开发和研究循环流化床锅炉技术中都有突出的成就，如鲁奇公司的 外置床技术、奥斯龙公司的“百宝炉” 、福斯特惠勒公司的水冷分离器和斯泰米 勒公司的炉内惯性分离等。1996 年 4 月投入商业运行的法国普罗旺斯电厂配 250MW 机组的 700t/h亚临界压力循环流化床锅炉是循环流化床锅炉床机组1。 1.2 大型 CFB锅炉国内外技术发展现状 1.2.1 国外 CFB 锅炉的发展 在国外，循环流化床锅炉技术（锅炉本体的大型化和各种配套技术和设备） 经过二十年的发展已经趋于成熟。近年来，研究者致力于循环流化床锅炉理论也 得到了飞速的发展。经过不断对循环流化床锅炉
