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[摘 要]随着循环流化床锅炉运行工况的不断调整和煤种变化，显现了燃煤与环保的矛盾。同时输煤系统和锅炉燃烧设备自身老化、效率降低、排放控制难度增大等因素造成了燃煤的浪费和环境的污染，结合到现阶段节约能源与环境保护的要求，为了在新形势下继续发挥循环流化床锅炉的经济、环保优势，已成为现有新港公司循环流化床锅炉燃烧技术所需解决的重点。因此，寻求高效，低污染燃烧技术成为关键。
[关键词]流化床燃烧；循环流化床锅炉；燃烧技术
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0071-01
流化床燃烧是一种燃烧化石燃料、废物和各种生物质燃烧的一种新型燃烧技术，它的基本原理是燃料颗粒在流化状态下进行燃烧。一般粗颗粒在燃烧室下部密相区燃烧，细颗粒在燃烧室上部细相区燃烧，被吹出燃烧室的颗粒采用各种分离器收集下来之后，送回炉膛内燃烧室继续燃烧。如将石灰石等脱硫剂颗粒一起送入到燃烧室，燃料燃烧所产生的二氧化硫可以在燃烧过程中与脱硫剂反应而被固定，从而减少燃烧过程中释放的二氧化硫排放量，利于环保。
流化床燃烧技术是一种介于层燃和悬浮燃烧之间的燃烧方式，而流化床燃烧技术又可分为鼓泡流化床燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
1、鼓泡流化床燃烧技术：
鼓泡流化床由燃烧室底部布置有风帽的布风板支撑。燃烧所需的空气通过布置在布风板上面的风帽送入，通过给料机把燃料颗粒加入鼓泡流化床内，由布风板上送入的空气吹起来，在重力的作用下，吹起来的固体颗粒自然落下来。在一定的空气流速下，布风板上的一部分或全部固体颗粒会产生双向运动，即在一次风的作用下颗粒上升和浮起，又在重力的影响下下落，此时固体颗粒进入了流化状态。较粗的燃料颗粒主要在床内或床上面区域燃烧，部分细颗粒则有可能被携带到床上面的悬浮空间燃烧。少量被烟气携带出炉膛的细颗粒依据燃烧要求通过分离器铺集下来并送回燃烧室继续燃烧。
2、鼓泡流化床燃烧技术的主要特点是：
2.1、流化床床内混合剧烈，燃烧稳定，燃料适应性强。
2.2、低温燃烧性可以实现炉内加脱硫剂进行直接脱硫，而且可以用低熔点燃料。
2.3、低温燃烧和分级燃烧可以较好地控制氮氧化物。
2.4、鼓泡流化床运行速度低，一般在2-4m/s之间，在鼓泡流化状态下明显分为炉膛下部高浓度颗粒流化床区和炉膛上部低浓度颗粒悬浮区。
2.5、由于受热面吸热，炉膛上部低浓度颗粒区也就是悬浮段温度较低，而且飞灰颗粒不再收送炉内燃烧，所以飞灰含碳量较高，燃烧效率低。
2.6、鼓泡流化床燃料燃烧主要在流化床层高密度颗粒区内完成，上部低浓度悬浮区燃烧份额低。所以需要在流化床层内布置受热面吸收热量维持运行温度。
3、循环流化床燃烧技术：
鼓泡流化床燃烧宽筛分燃料颗粒时由于流化速度低，带到上部稀相区的燃烧的燃料份额低，导致密相区必须布置埋管受热面吸热，而且稀相区燃烧温度，带离燃烧室的细颗粒中不完全燃烧损失大，燃烧效率不高，脱硫效率低等问题，并有密相区埋管的磨损严重等燃烧缺点束缚了鼓泡流化床的应用。为了克服这些问题，通过把燃烧室内的流化床速度从原来的2-4m/s提高到4-6m/s甚至更高并把更多的床料颗粒从燃烧室下部的密相区带到上部的悬浮稀相区，通过这些携带的大量细灰颗粒从密相区带出大量热量，从而燃烧室上部颗粒浓度增加，燃烧室温度分布均匀，而且在密相区也不需要布置埋管受热面吸热。通过布置分离器装置可以把细灰颗粒中的不完全燃烧的燃烧颗粒和未完全反应的脱硫剂颗粒重新送回到燃烧室达到循环燃烧，从而大大提高燃烧效率和脱硫剂利用率，这种状态运行的流化床燃烧技术称为循环流化床燃烧技术。
4、与鼓泡流化床燃烧技术相比，循环流化床燃烧技术作为一种新型燃烧技术，具有以下几个独特的优点：
4.1、燃烧室内流化速度为鼓泡流化床的2到3倍，運行在快速流化状态，不再有鼓泡流化床内清晰的分层界面，整个燃烧室的颗粒浓度比较高，下部密相区和上部稀相区之间存在一个过渡区域，在这个区域颗粒浓度从密相区的高浓度逐渐降低到稀相区的一个较低的浓度。
4.2、燃烧室内颗粒度横向混合更加剧烈。
4.3、炉膛上部稀相区存在强烈的物料返混。颗粒在燃烧室上部稀相区的中心区域随气体向上流动，而在边壁区域内存在着大量向下流动的颗粒。同时，稀相区内的大量由细灰颗粒聚集或团聚而成的颗粒团，这些颗粒不断形成和解体，并向各个方向运动。
4.4、颗粒与气体之间的相对滑移速度大和强烈的颗粒返混，使得燃烧室的气体固体两相混合较好。
4.5、大量的燃烧颗粒和细灰颗粒被带到燃烧室上部稀相区，使得燃烧室上部区域燃烧份额提高和更多的热量从密相区进入稀相区，而且高浓度颗粒和良好的混合强化了稀相区的传热传质过程，这使得循环流化床燃烧室温度分布均匀，取消了密相区的埋管受热面。
4.6、循环流化床燃烧效率高可达到98%，通过分离器装置，实现燃料的循环利用，而且燃烧室内的颗粒存在返混，这使得固体物料在床内停留时间延长，提高了燃烧效率。
4.7、具有很高的炉内脱硫效率和脱硫剂利用率。
4.8、由于运行速度提高，燃烧室截面变小，循环流化床燃烧室的单位截面的热负荷较高，约为3.5到4.5mw/平方。
4.9、燃烧设备的负荷调节范围大，负荷调节速度块。
综合上述优点，从投用到目前使用，新港公司循环流化床注汽站使用的燃烧技术为，循环流化床燃烧技术。根据调研从下几个方向，对目前的新港公司循环流化床锅炉燃烧技术进行研究分析：
1、循环流化床锅炉床温
2、一次风和二次风比例
3、风量（氧量）的影响
4、运行料层及灰浓度的影响
5、颗粒停留时间
6、燃煤粒度
7、煤质的影响
8、分离器装置的影响
9、脱硫剂加入对燃烧的影响
本文通过对以上9种因素的解剖分析，以及结合循环流化床锅炉实际特点，提出适合本站循环流化床锅炉的措施，分析研究循环流化床锅炉燃烧技术。
[关键词]流化床燃烧；循环流化床锅炉；燃烧技术
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0071-01
流化床燃烧是一种燃烧化石燃料、废物和各种生物质燃烧的一种新型燃烧技术，它的基本原理是燃料颗粒在流化状态下进行燃烧。一般粗颗粒在燃烧室下部密相区燃烧，细颗粒在燃烧室上部细相区燃烧，被吹出燃烧室的颗粒采用各种分离器收集下来之后，送回炉膛内燃烧室继续燃烧。如将石灰石等脱硫剂颗粒一起送入到燃烧室，燃料燃烧所产生的二氧化硫可以在燃烧过程中与脱硫剂反应而被固定，从而减少燃烧过程中释放的二氧化硫排放量，利于环保。
流化床燃烧技术是一种介于层燃和悬浮燃烧之间的燃烧方式，而流化床燃烧技术又可分为鼓泡流化床燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
1、鼓泡流化床燃烧技术：
鼓泡流化床由燃烧室底部布置有风帽的布风板支撑。燃烧所需的空气通过布置在布风板上面的风帽送入，通过给料机把燃料颗粒加入鼓泡流化床内，由布风板上送入的空气吹起来，在重力的作用下，吹起来的固体颗粒自然落下来。在一定的空气流速下，布风板上的一部分或全部固体颗粒会产生双向运动，即在一次风的作用下颗粒上升和浮起，又在重力的影响下下落，此时固体颗粒进入了流化状态。较粗的燃料颗粒主要在床内或床上面区域燃烧，部分细颗粒则有可能被携带到床上面的悬浮空间燃烧。少量被烟气携带出炉膛的细颗粒依据燃烧要求通过分离器铺集下来并送回燃烧室继续燃烧。
2、鼓泡流化床燃烧技术的主要特点是：
2.1、流化床床内混合剧烈，燃烧稳定，燃料适应性强。
2.2、低温燃烧性可以实现炉内加脱硫剂进行直接脱硫，而且可以用低熔点燃料。
2.3、低温燃烧和分级燃烧可以较好地控制氮氧化物。
2.4、鼓泡流化床运行速度低，一般在2-4m/s之间，在鼓泡流化状态下明显分为炉膛下部高浓度颗粒流化床区和炉膛上部低浓度颗粒悬浮区。
2.5、由于受热面吸热，炉膛上部低浓度颗粒区也就是悬浮段温度较低，而且飞灰颗粒不再收送炉内燃烧，所以飞灰含碳量较高，燃烧效率低。
2.6、鼓泡流化床燃料燃烧主要在流化床层高密度颗粒区内完成，上部低浓度悬浮区燃烧份额低。所以需要在流化床层内布置受热面吸收热量维持运行温度。
3、循环流化床燃烧技术：
鼓泡流化床燃烧宽筛分燃料颗粒时由于流化速度低，带到上部稀相区的燃烧的燃料份额低，导致密相区必须布置埋管受热面吸热，而且稀相区燃烧温度，带离燃烧室的细颗粒中不完全燃烧损失大，燃烧效率不高，脱硫效率低等问题，并有密相区埋管的磨损严重等燃烧缺点束缚了鼓泡流化床的应用。为了克服这些问题，通过把燃烧室内的流化床速度从原来的2-4m/s提高到4-6m/s甚至更高并把更多的床料颗粒从燃烧室下部的密相区带到上部的悬浮稀相区，通过这些携带的大量细灰颗粒从密相区带出大量热量，从而燃烧室上部颗粒浓度增加，燃烧室温度分布均匀，而且在密相区也不需要布置埋管受热面吸热。通过布置分离器装置可以把细灰颗粒中的不完全燃烧的燃烧颗粒和未完全反应的脱硫剂颗粒重新送回到燃烧室达到循环燃烧，从而大大提高燃烧效率和脱硫剂利用率，这种状态运行的流化床燃烧技术称为循环流化床燃烧技术。
4、与鼓泡流化床燃烧技术相比，循环流化床燃烧技术作为一种新型燃烧技术，具有以下几个独特的优点：
4.1、燃烧室内流化速度为鼓泡流化床的2到3倍，運行在快速流化状态，不再有鼓泡流化床内清晰的分层界面，整个燃烧室的颗粒浓度比较高，下部密相区和上部稀相区之间存在一个过渡区域，在这个区域颗粒浓度从密相区的高浓度逐渐降低到稀相区的一个较低的浓度。
4.2、燃烧室内颗粒度横向混合更加剧烈。
4.3、炉膛上部稀相区存在强烈的物料返混。颗粒在燃烧室上部稀相区的中心区域随气体向上流动，而在边壁区域内存在着大量向下流动的颗粒。同时，稀相区内的大量由细灰颗粒聚集或团聚而成的颗粒团，这些颗粒不断形成和解体，并向各个方向运动。
4.4、颗粒与气体之间的相对滑移速度大和强烈的颗粒返混，使得燃烧室的气体固体两相混合较好。
4.5、大量的燃烧颗粒和细灰颗粒被带到燃烧室上部稀相区，使得燃烧室上部区域燃烧份额提高和更多的热量从密相区进入稀相区，而且高浓度颗粒和良好的混合强化了稀相区的传热传质过程，这使得循环流化床燃烧室温度分布均匀，取消了密相区的埋管受热面。
4.6、循环流化床燃烧效率高可达到98%，通过分离器装置，实现燃料的循环利用，而且燃烧室内的颗粒存在返混，这使得固体物料在床内停留时间延长，提高了燃烧效率。
4.7、具有很高的炉内脱硫效率和脱硫剂利用率。
4.8、由于运行速度提高，燃烧室截面变小，循环流化床燃烧室的单位截面的热负荷较高，约为3.5到4.5mw/平方。
4.9、燃烧设备的负荷调节范围大，负荷调节速度块。
综合上述优点，从投用到目前使用，新港公司循环流化床注汽站使用的燃烧技术为，循环流化床燃烧技术。根据调研从下几个方向，对目前的新港公司循环流化床锅炉燃烧技术进行研究分析：
1、循环流化床锅炉床温
2、一次风和二次风比例
3、风量（氧量）的影响
4、运行料层及灰浓度的影响
5、颗粒停留时间
6、燃煤粒度
7、煤质的影响
8、分离器装置的影响
9、脱硫剂加入对燃烧的影响
本文通过对以上9种因素的解剖分析，以及结合循环流化床锅炉实际特点，提出适合本站循环流化床锅炉的措施，分析研究循环流化床锅炉燃烧技术。