循环流化床锅炉技术的现状及发展前景
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摘 要：循环流化床锅炉技术是当前我国应用较为广泛的工业化程度最高的洁净煤燃烧技术，因其燃烧效率高、燃料适应性广、负荷调节范围大等优点，在未来的工业利用上有着广阔的发展空间。基于此，本文首先介绍了循环流化床锅炉技术的发展现状，随后阐述了该锅炉技术的特点，最后对未来循环流化床锅炉技术的发展前景进行了分析和畅想。以此来供相关人士交流参考。
关键词：循环流化床 锅炉技术 发展前景
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0066-02
循环流化床锅炉采用液态化燃烧，通过密相区和稀相区组成的燃烧室及高温气固分离器和返料系统组成的循环回炉部分来实现燃料的燃烧。循环流化床锅炉技术是基于国家保护环境，节能减排的战略思想发展起来的技术，受到工业领域大小企业的广泛关注。我国的循环流化床锅炉技术是结合国外的先进技术研发而成的适合我国国情发展的燃煤新技术，随着广泛应用取得的经验的增多，我国的循环流化床锅炉在技术的改进和革新上有了长足进步，发展潜力巨大，然而在技术的细节优化方面还有不小的挑战。
1 循环流化床锅炉技术的发展现状
迄今为止，流化床锅炉技术经过了50多年的发展，已经初步成熟，基本能满足工业生产的需要。循环流化床锅炉技术是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展出来的较为先进的技术，在这之前，旧锅炉的改造和新锅炉的研发为此提供了数据和丰富的经验。
在将流化床锅炉技术投入使用的初期，由于国家的经济和科技发展还有一定的缺陷，这一阶段的任务主要是工厂旧锅炉的改造，在此基础上发展出了鼓泡床锅炉（沸腾炉）。鼓泡床锅炉的煤炭利用率很低，对环境污染较为严重[1]。随着国民经济的发展，流化床锅炉技术进入了新阶段，对鼓泡床锅炉进行技术革新和升级，提高了燃料利用率，并在此基础上研发出了新型锅炉，进一步提高了生产效率。近年来，循环流化床锅炉技术进入了工业生产领域，使得我国的工业生产发展突飞猛进，生产效率急剧提高，对生态环境的危害大大降低。目前，在研发工作人员的努力下，循环流化床锅炉技术被大规模应用，由此可见，该技术的发展前景十分广阔。
2 循环流化床锅炉技术的特点
2.1 燃料利用率高
相比过去的鼓泡床锅炉，循环流化床锅炉的燃料利用率有了显著提高。由于循环流化床锅炉在燃料燃烧时，气固混合好，燃烧的速率高，以及对飞灰进行再循环燃烧，在现有的技术基础上实现资源最大化，损耗煤炭少，燃烧效率在95%～99%范围内[2]。
2.2 燃料适应性广
循环流化床锅炉发展至今，已经能适应多数种类的燃料，这是循环流化床锅炉技术能被市场广泛采用的重要因素。在循环流化床锅炉中实现了燃料与不可燃的固体颗粒如脱硫剂、灰渣等的良好配合，灰渣将燃料加热到着火点开始燃烧，煤的燃烧又释放出热量，使床体保持一定的温度。因此，循环流化床锅炉的利用使燃料更容易燃烧，并且对燃料的适应性非常广泛。
2.3 负荷调节范围大、速度快
在床体的负荷压力产生变化时，过去使用的鼓泡流化床锅炉采用分床压火技术，操作难度大，而循环流化床锅炉将操作简单化，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，负荷调节的速度快，调节范围大大增加。
2.4 排放污染物少
对于工业生产来讲，能够降低对环境的污染代表生产技术的进一步优化。循环流化床锅炉在污染物排放量上进行了技术性革新，通过一级飞灰分离循环燃烧技术，燃料燃烧时产生的有害气体和其他有污染的副产物大幅度减少，对环境十分友好。
3 循环流化床锅炉技术的发展前景
3.1 向超临界、大型化方向转变
循环流化床锅炉现有的技术基礎基本能适应工业生产的需求，但对未来国家经济的发展还不能完全跟上脚步，势必要进行更高程度的技术革新。由于循环流化床锅炉自身的燃烧特性，未来的锅炉技术将朝着超临界、大型化的方向发展。一方面，相对煤粉炉来说，循环流化床锅炉炉膛内的温度要低得多，锅炉向超临界方向发展能够有效地调节水冷壁温度。另一方面，循环流化床锅炉床体的固体传热系数与锅炉的温度成反比，这样的热流分布特点有利于水冷壁的温度控制。此外，循环流化床锅炉炉膛内的温度沿着炉膛的高度分布更加均匀，超临界锅炉的利用能够有效控制水冷壁的吸热量。这些因素能够保证循环流化床锅炉的应用效果，从而使现有的锅炉技术向超临界锅炉的方向发展。
超临界循环流化床锅炉是优化现有的锅炉技术的产物，应用于工业生产有其独特的优势。超临界循环流化床锅炉燃烧效率更高，同时容量相较之前显著提高。这表明未来超临界循环流化床锅炉将朝着大型化方向发展，并且有希望在突破技术瓶颈后大规模应用于生产。
3.2 深度脱硫与脱硝
适应于当前国家经济发展政策，循环流化床锅炉技术的发展方向是脱硫与脱硝，对环境造成的污染降低到更小的程度。脱硫效率的提升能够进一步减少SO2的排放量，而现有的循环流化床锅炉技术在这方面正处于劣势，面对现在环境污染日益严重的严峻形势，锅炉技术必须改进。
低温燃烧是循环流化床锅炉独有的特性，这一优势使得燃料燃烧的产生的副产物NOX含量相对较低。但就目前的发展形势而言，国家对环境保护问题愈加重视，未来必将对污染物的排放标准提出更加严格的要求。因此，循环流化床锅炉技术必须在现有的技术基础上更上一层楼，才能更好地适应生产发展的需求。
3.3 提升防磨损技术
循环流化床锅炉运行时，燃料高速运动带来的巨大摩擦力和燃烧产生的高温对锅炉炉体的损伤十分严重，并且是不可逆转的永久性伤害。这一缺陷使得锅炉设备的寿命严重缩短，大大增加了生产的成本。因此，探究降低材料磨损的技术，研发更加抗磨损的炉体材料是未来循环流化床锅炉技术的一个新的发展方向。
3.4 实现能源综合性利用
煤炭等锅炉生产应用的能源大多是不可再生能源，而全球的能源短缺问题十分严重，因此，如何实现能源的综合性利用是循环流化床锅炉发展面临的一个技术难题。一方面，依靠现有的技术水平，研发人员可以考虑将部分低级能源想办法利用起来，减小主要能源短缺带来的生产压力。另一方面，当前阶段，循环流化床锅炉燃烧燃料产生的大量灰渣还没有一个很好的处理方式，就目前来看，这一问题拥有更加广阔的发展前景，留给我们的还有很大的思考空间。
4 结语
综上所述，目前，循环流化床锅炉技术应用状况良好，与工业生产发展基本能够适应配合，在国家经济发展进程中地位举足轻重。但从长远来看，该技术仍然有一定的缺陷。随着国民经济需求的日益增长和人们环境保护的提高，循环流化床锅炉技术还有可优化的空间。总而言之，循环流化床锅炉技术在未来更加广阔的市场中有着非常好的发展前景。笔者坚信，循环流化床锅炉在市场经济的锤炼中必将实现技术的革新，在未来更好地促进工业生产的可持续发展，进而促进社会文明长足进步。
参考文献
[1] 岳光溪，吕俊复，徐鹏，等.循环流化床燃烧发展现状及前景分析[J].中国电力，2016，49（1）：1-13.
[2] 宋超.探究循环流化床锅炉节能减排现状及管理措施[J].科技风，2016（15）：113.
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