借鉴丨循环流化床锅炉在神东电力的实践

  为了实现高效炉内脱硫，床温般在850℃~890℃之间，此温度范围对于抑制燃烧过程中NOx的生成是十分有利。由于在CFB中处于快速床状态，导致燃烧过程呈现了宏观富氧条件下微观的贫氧燃烧状态，有效抑制了NOx的生成。由于低温燃烧，燃烧反应速率相对较慢，而总反应速率一定要满足锅炉负荷的需要，因此床中的炭颗粒表面要求必须维持在较高的水平。而这些大量的炭表面，对于燃烧形成的NOx具有着强烈的还原作用，使得NOx最终排放比较低，尤其是对于反应活性较差的低挥发分燃料，NOx排放更低，在合理的床温、过量空气系数和循环性能条件下，原始排放能够低于50mg/Nm3。

  因此，CFB锅炉是低成本控制污染物排放的燃烧技术。由于实现了炉内脱硫，排烟的露点比较低，排烟温度能设计的比较低，利于提高锅炉效率。

  由于床内式中有大量的高温惰性床料，燃烧的稳定性不有一定的问题，即使是很低的负荷下，比如30%，燃烧的稳定性也没有一点，可以在100%到30%范围内稳定燃烧，因此低负荷能力很突出，锅炉的低负荷不受制于燃烧稳定性，是汽水系统的温度要求，因此CFB的负荷调节性能好。在某些条件下，可以压火运行。

  CFB的快速床状态出现的颗粒团聚，使得颗粒在炉膛中的停留时间长，为燃料颗粒的燃尽提供了保障，因此CFB锅炉的燃烧效率可与煤粉锅炉相媲美。燃料制备及给煤系统也比较简单。

  CFB炉膛的固体床料浓度比较高，这对于传热是十分有利的，炉膛内气固两相混合物对水冷壁的传热系数在150W/(m2×K)左右，传热系数高，传热能力强，能节约受热面的金属消耗。由于燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，燃烧的腐蚀作用也比常规锅炉小。此外，低温燃烧所产生的灰渣，具备比较好的活性，可以用做制造水泥的接合料或其它建筑材料的原料，有利于灰渣的综合利用。

  自从CFB燃烧技术出现以来，其商业化过程中显示出卓越的环境排放特性，其污染控制成本是目前别的技术无法匹敌的。我国资源结构决定了一次能源消费以煤炭为主。在煤炭开采、洗选过程中产生煤矸石、煤泥、洗中煤等副产品。它们的共性为易风化、自燃、堆积型态极不稳定，一般被作为废料遗弃，造成环保污染。煤矸石、煤泥、洗中煤的灰分高、热值低，很难作为煤粉锅炉的燃料用于发电。

  神华集团是最大的煤炭生产销售企业，2013年生产原煤4.5986亿t。规划2015年，生产原煤6.16亿t，各矿均配套建设有洗煤厂，产生的煤矸石、煤泥、洗中煤等劣质燃料量约占原煤入洗量的20%左右，劣质燃料的处理已严重制约了煤炭洗选加工公司的正常生产和发展，对劣质燃料进行相对有效的综合利用成为煤炭行业面临的重要课题。因此，采用燃料适应广、能够高效规模化燃烧劣质燃料、效率高、排放浓度低、运行可靠的CFB锅炉进行发电，是最优选。神华集团在神能(神东电力)集团建立了各种容量的循环流化床锅炉用于发电，获得了大量的实践应用经验。

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