本文作者试图根据自己在此领域内多年的实践与体会，对循环流化床锅炉设计及运行中遇到的若干问题进行初步分析和商讨，以期人们能从中吸取经验与教训，对今后的循环流化床锅炉发展有所裨益。商讨的主要问题包括炉型选择。流化速度、燃料特性及粒度、一、二次风的配比、分离器、回灰装置及受热面磨损等问题。 --张振杰 张绪礻韦、林江 [清华大学热能工程系、北京电力高等专科学校]
前言
循环流化床锅炉（DFBB）作为清洁高效的燃煤技术近些年不发展很快，国外150MW的DFBB机组投入运行，250MW的DFBB也正在设计之中，我国自八十年代后期以来，已先后有一大批35T／H、75T／H，CFBB投入运行，130T／H到220t／h的锅炉亦正在设计建造中，作者参加了清华大学热能工程系组织的CFBB开发研究工作，今年年初亦有辛随团去德国、法国和芬兰考察，参观I;crgi, Deutshe Badaodk Steinmuller EVT Seein Intlus-trin Ahlstrom等及他们运行的CFBB对比之下，深感到我国在此领域与国外尚有一段差距，这一差距不仅仅反映在锅炉容量上，在技术的成熟程度上尚有一段距离，这几年我国一些高校，科研机构与锅炉厂合作，已推出数种炉数十台CFBB已投运但纵观之下可以发现，这些锅炉大都存在着这样的缺陷，待提高与改善，真正运行可靠、性能较好的还为数很少，现在到了国内同仁们坐下来认真总结经验教训，交流认识，找出差距，制定措施，迅速完善现有技术，并进一步提高向大容量CFBB进军，尽快缩小我们与国外的差距，争取早日赶超国际水平的时候了。作者正是根据这一目的，结合自己的亲身体验和认识，谈点自己的看法，以起抛砖引玉之用。
炉型
近年来我国推出的流化床锅炉结构类型已有者干种，从受热面布置来说，有密相床带埋管的，有不带埋管的；流化速度有的低至3－4米／秒，有的高至5－6米／秒；分离器的种类更多，如高温旋风分离器；中温旋风分离器、卧式旋风分离器。平面流百叶窗。槽形钢分离器等型式，都称之日循环流化床锅炉。从机理看，是否属于CFBB还有待商。
众所周知，流化床锅炉分为两大类：鼓泡流化床锅炉（BFBB）和循环流化床锅炉（CF－BB）。到目前为止，二者之间尚无明确而权威的分类法，有人主张以流化速度来分类，但从气固两相动力学来看，风速相对于颗粒粒径、密度才有意义，还有人主张以密相区是鼓泡还是湍动床或快速来区分，但锅炉使用的是宽筛力燃料，以煤灰为床料的锅炉往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。还有人以是否有灰的循环为标准等等，都有些顾此失彼。以作者之见，我们不妨从燃烧的机理上来分。鼓泡床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区，如我国编制的《工业锅炉技术手册（第二册）》推荐，对于一般的矸石烟煤、贫煤和无烟煤密相区份额高达75％－95％，燃烧需要的空气也主要以一次风送入床层.循环流化锅炉的一次风份额一般为50％－60％。密相床的燃烧份额受流化速度、燃料粒径及性质、床层高度、床温等影响在上述数值的上下波动。其余的燃料则在炉膛上部的稀相区悬浮燃烧，所以在燃烧的机理上，CFBB接近于层燃炉，而BFBB更接近于室燃炉，二者在这一方面存在着极大的差异以此类似乎更为合理。
鼓泡流化床锅炉密相床的燃烧份额大，需布置埋管受热面以吸收燃烧释放。埋管的传热系数高达220－270KW／MC比CFBB炉膛受热面的100-500kw/m2℃离得多尽管BFBB稀相区内的传热系数比要低，但因在稀相层内的吸热量所占份额较小，总的来说，对于容量较小的锅炉BFBB结构受热面的钢耗量要少小些，BFBB的燃烧主要在相床给煤的平均粒径偏大，煤破碎设备较为简单,电耗也底流化速度低，细煤粒在悬浮断停留时间长，炉膛也做的低。虽埋管有磨损，但如防磨损失处理得好，一般横埋管可用五年，竖埋管可用四年以上，用户尚可接受.采用尾部飞杰再循环，BFBB的燃烧效率可达97％,如在炉膛出口安装分离器实现热态飞灰再循环，则可高达98－99％，但此时装设分离器的目的主要是为了提高燃烧效率而不是象CFBB主要上为了改变炉内的燃烧传热机理。
CFBB的截面热负荷是BFBB的2－3倍,利于大型化，炉膛内温度均匀，大气污染物排放低,燃烧效率高（可达99％以上）是在BFBB技术上的进步，具有更优越的性能，但为燃烬分离器不能捕集到的细煤粒就需要较高的炉膛，对煤的破碎,及操作控制等都要求较高，投资大，技术复杂，所以CFBB炉型对中小容量锅炉并无明显优势，因而国外一些研究者认为，BFBB适用于50t／h以下容量，CFBB适用于220t／h以上容量，在50－220t／h容量范围内二者共存。
我国在过去州多年中，建造了近3000台沸腾炉(即BFBB)虽然其在燃烧劣质煤方面发挥了极大的作用，但上于一直在低水平上运行，飞灰量大，含炭高，锅炉效率低下，再加上除尘方面投资不足，烟尘治理没得到很好解决，致使沸腾炉有点声名不佳。CFBB出现之后，人们使纷纷打出循环流化床锅炉的牌子，推出了不少炉型，如清华大推出的低携带率循环床锅炉，哈工大与北锅开发的带埋管和槽型分离器的环床锅炉等，实际上都是BFBB但是它们是改进了的沸腾炉，把沸腾炉技术提高到了较高的水平，这些炉型在工业锅炉和热电联供锅炉范围内有着极强的生命力，所以我们应当为BFBB的新成绩欢呼，正其位，恢复其名誉，并在一定的锅炉容量范围内发展这种BFBB。我国的BFBB数量居世界之首，有着长期的运行经验,故改进的BFBB技术的成熟程度较高。而CFBB技术尚有待完善和提高，在众多炉型的选择上，首先应分清其属于BFBB还是CFBB，然后再考虑其它技术指标及可靠程度，本文以下的章节则主要是针对CFBB而言，对一些二者通用的技术，则皆适用。
流化速度
流化速度对CFBB最直接最主要的影响是其对循环物料扬折夹带的作用。图1是根据Zenz－Will公式(2)、计算出的饱和夹带量与流化速度U的关系，可见随着U的增加，夹带量以增长的速度快速增加.早期国外的CFBB如Lurgi技术等，U高达8－12M／S，随着高流速带的磨损能耗等问题，逐渐降至目前的6M／S左右，我国CFBB技术开发较晚，初期因担心上述问题，有些炉子曾设计的U较低（4－5M／S）运行中发现循环物料不足，将风速提高后，状况大为改观，现也提高到5．5－6M／S,与国外炉子比较接近。
煤的粒径与煤质分折
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