循環(huán)流化床鍋爐和煤粉鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)比較！

循環(huán)流化床鍋爐和煤粉鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)比較！

循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)是具有燃料適性好、燃燒效率高、氣體污染物排放低、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、飛灰和爐渣可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)的潔凈燃燒技術(shù)。近20多年，特別是近5年來循環(huán)流化床鍋爐在我國得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前220～480T/H的循環(huán)流化床鍋爐在我國就有300多臺，但在使用的過程中也暴露了許多問題，主要如下：鍋爐受熱面的磨損、爆管；耐火防磨內(nèi)襯材料磨損、開裂脫落；風(fēng)帽的漏渣、磨損；冷渣器的落渣堵塞；燃煤粒徑過大；灰渣含碳量高；蒸汽溫度難以保證；燃燒系統(tǒng)熱工自動(dòng)化無法投用；輔機(jī)配套不成熟、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短等缺點(diǎn)，在選型時(shí)值的慎重考慮。

(一)循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉鍋爐的優(yōu)點(diǎn)：

1、燃料適應(yīng)性好

循環(huán)流化床鍋爐通過分離器及返料閥組成飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，煤質(zhì)的燃燒產(chǎn)生的飛灰循環(huán)量大小的改變可調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的吸熱量及床料溫度，只要燃料燃燒產(chǎn)生的熱值大于把燃料本身及燃燒所需空氣加熱到穩(wěn)定溫度（850～950℃）所需的熱量，這種煤就可在流化床內(nèi)穩(wěn)定燃燒，因此，各種煤幾乎都可在流化床鍋爐中燃燒，用來燒各種劣質(zhì)燃料。對于燃料煤質(zhì)量供給不穩(wěn)定的企業(yè)是一種比較好選擇。

而煤粉爐對煤質(zhì)的要求較高，某公司煤粉爐設(shè)計(jì)煤種為陜西黃陵煤，因市場問題，先后進(jìn)行了陜西和甘肅其他地區(qū)煤礦的煤試燒，均未成功，試燒時(shí)存在爐膛噴燃器、過熱器結(jié)焦，給煤機(jī)斷煤等現(xiàn)象,使鍋爐無法正常運(yùn)行,煤粉爐對煤種適應(yīng)性差的現(xiàn)象比較明顯,現(xiàn)只能燃用設(shè)計(jì)的黃陵煤種。

2、燃料系統(tǒng)比較簡單

流化床鍋爐是適合于燃用寬篩分燃料（煤粒度要求為粒度范圍0-10mm，50%切割粒徑d50=2mm），燃料的制備破碎系統(tǒng)大為簡化。所以，循環(huán)流化床鍋爐本體造價(jià)高于同容量的煤粉爐，省去了復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，整體投資含土建仍低于煤粉爐。

3、燃燒效率高

對常規(guī)的煤粉鍋爐，若煤種達(dá)不到設(shè)計(jì)值，效率一般可達(dá)到85～95%，而循環(huán)流化床鍋爐采用飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，燃燒效率可達(dá)到95～99%。  

4、負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)性能好

煤粉鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍通常在70～110%，在低負(fù)荷時(shí)煤粉爐需投油進(jìn)行助燃；而循環(huán)流化床鍋爐由于爐內(nèi)有大量床料，蓄熱能力強(qiáng)，采用了飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)范圍要比煤粉爐寬得多，一般為30～110%，負(fù)荷調(diào)節(jié)速率可達(dá)（5～10）B-MCR/min。故循環(huán)流化床特別適應(yīng)于熱電聯(lián)產(chǎn)、熱負(fù)荷變化較大的供熱鍋爐或調(diào)峰機(jī)組鍋爐使用。

5、燃燒污染物排放低

向循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)加入脫硫劑（石灰石或白云石粉），可以脫去燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫（SO2）。根據(jù)燃料中含硫量決定加入的石灰石劑量，在Ca/S摩爾比=2～2.5時(shí)，脫硫效率可達(dá)90%。和煤粉爐比較（煤粉爐利用濕法脫硫的成本:利用國外技術(shù)平均費(fèi)用1300～1500元/KW，國內(nèi)技術(shù)平均費(fèi)用1000元/KW），流化床鍋爐在燒高硫煤時(shí)有較大的成本優(yōu)勢。流化床鍋爐的燃燒溫度在850～950℃，在這個(gè)范圍適合脫硫反應(yīng)，NOx生成量明顯減少，排放濃度在100～200ppm,低于煤粉爐的500～600ppm，循環(huán)流化床鍋爐的其它污染物排放如CO、HCl、HF的排放也低于煤粉爐；對煤粉爐而言，要從煙氣中脫除NOx，造價(jià)比煤粉爐脫硫的費(fèi)用還要大得多。循環(huán)流化床鍋爐在SO2、NOx的排放量完全能達(dá)到國家環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)，使它與煤粉鍋爐在環(huán)境排放方面競爭有的優(yōu)勢。

6、燃燒熱強(qiáng)度大，爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng)

由于循環(huán)流化床鍋爐采用飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，燃燒熱強(qiáng)度比較高，截面熱負(fù)荷可達(dá)3～8MW/m2,接近或高于煤粉爐，，爐膛容積熱負(fù)荷為1.5～2MW/m3是煤粉爐的8～10倍。流化床爐內(nèi)傳熱主要是上升煙氣和物料與受熱面的對流換熱和輻射換熱，爐膛內(nèi)氣固兩相混合物對水冷壁的傳熱系數(shù)比煤粉鍋爐爐膛的輻射傳熱系數(shù)大得多。與煤粉爐相比較，可大幅節(jié)省受熱面的金屬耗量。

7、給煤點(diǎn)數(shù)量少，布置簡單

循環(huán)流化床鍋爐橫向混合特性較好，給煤點(diǎn)較煤粉爐少，如220T/H只有4個(gè)給煤點(diǎn)，給煤點(diǎn)的減少，簡化了給煤裝置的布置，使給煤點(diǎn)不易結(jié)焦，運(yùn)行可靠。

8、易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用

流化床的底渣含碳量一般為1～3%，飛灰含碳量 4～15%，流化床鍋爐的燃燒溫度在850～950℃，與煤粉爐相比較屬中低溫燃燒，產(chǎn)生的灰渣不會(huì)軟化和黏結(jié)，活性較好，可用作制造水泥的摻和料或者建筑材料，綜合利用前景廣闊。

(二)循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉爐的缺點(diǎn)：

1、循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)機(jī)電耗大、煙風(fēng)道阻力高

相對于煤粉鍋爐，流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、流化風(fēng)機(jī)壓頭高；流化床獨(dú)有的布風(fēng)板裝置和飛灰再循環(huán)燃燒系統(tǒng)使送風(fēng)系統(tǒng)的阻力遠(yuǎn)大于煤粉鍋爐送風(fēng)的阻力，煤粉爐送風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般在2KPa以下，而流化床鍋爐的送風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般運(yùn)行在10KPa以上，電耗大，噪音高，震動(dòng)大。一般循環(huán)流化床鍋爐用電比率比煤粉爐至少高4～5%以上。

2、鍋爐部件的磨損較嚴(yán)重

由于流化床鍋爐內(nèi)的物料成高濃度、高風(fēng)速的特點(diǎn)，故鍋爐部件的磨損比較嚴(yán)重。雖然采取了耐火耐磨澆注料處理、噴涂處理、密稀相區(qū)讓管等防磨措施處理，但實(shí)際運(yùn)行中循環(huán)流化床爐膛內(nèi)的受熱面磨損速度仍遠(yuǎn)大于煤粉鍋爐。某企業(yè)流化床鍋爐在運(yùn)行一年半后出現(xiàn)爐膛內(nèi)屏式過熱器爆管，對過渡區(qū)水冷壁進(jìn)行測厚，φ60×6與φ51×6的20G/GB5310的水冷壁管，部分水冷壁管磨損的壁厚減薄量為1.5mm,占到壁厚的25%，已接近減薄量為大于原厚度30%水冷壁管更換標(biāo)準(zhǔn)。密稀相區(qū)交界處的管壁磨損處理修復(fù)要比煤粉爐難度大得多。

3、耐火耐磨層磨損、開裂和脫落是流化床鍋爐比較棘手的問題

流化床鍋爐使用耐火材料的部位和數(shù)量比煤粉爐要多許多。而由于耐火耐磨材料選擇不當(dāng)，或者施工工藝不合理，或者烘爐和點(diǎn)火啟動(dòng)中溫度控制不當(dāng)，升溫、降溫過快，導(dǎo)致耐火材料中蒸發(fā)水汽不能及時(shí)排出，或者熱應(yīng)力過大，造成耐火材料內(nèi)襯破裂和脫落。密相區(qū)內(nèi)耐火材料的的脫落將破壞正常的床料流化工況，造成床料結(jié)渣。分離器、料腿及返料閥系統(tǒng)耐火材料的的脫落將堵塞返料系統(tǒng)結(jié)渣，物料循環(huán)破壞，循環(huán)流化床鍋爐變成鼓泡流化床鍋爐，蒸發(fā)量無法維持，被迫停爐。而在煤粉鍋爐中不存在這個(gè)問題，因煤粉鍋爐冷灰斗耐火材料的脫落及結(jié)渣而影響停爐的事故很少見。

4)點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)間長

循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)間除受汽包升溫速率的影響外，還受到耐火防磨層內(nèi)襯材料溫升和能承受的熱應(yīng)力限制。溫升過快，耐火防磨層內(nèi)襯材料熱應(yīng)力將超過允許熱應(yīng)力出現(xiàn)開裂。所以，對循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)間和升溫速率有嚴(yán)格要求。汽冷旋風(fēng)分離器的循環(huán)流化床鍋爐從冷態(tài)啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷的時(shí)間一般控制在6～8小時(shí)。而煤粉鍋爐因無大面積的耐火防磨內(nèi)襯材料，點(diǎn)火啟動(dòng)只考慮汽包升溫速率，點(diǎn)火時(shí)間相對較短,冷態(tài)在5～6小時(shí)就可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷。

5、循環(huán)流化床鍋爐對燃料適應(yīng)性廣，但對燃煤粒徑要求嚴(yán)格

循環(huán)流化床鍋爐燃煤粒徑一般在0～10mm之間，平均粒徑在2.5～3.5mm之間，如果達(dá)不到這個(gè)要求，將帶來運(yùn)行中的不良后果，鍋爐達(dá)不到設(shè)計(jì)蒸發(fā)量，主汽溫度難以保證，灰渣含碳量高，受熱面磨損嚴(yán)重。

6、N2O生成量較煤粉爐高

與高溫煤粉爐燃燒過程相比較，循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度較低，NOX（NO、NO2等氮氧化物的總稱）生成量較少，但N2O的生成量較大，，它俗稱“笑氣”，是一種強(qiáng)溫室效應(yīng)氣體，對大氣臭氧層具有破壞作用，導(dǎo)致紫外線直接照射到地球上，引發(fā)皮膚病變。目前國際上對“笑氣”排放比較關(guān)注。

7、尾部受熱面的磨損比煤粉爐大

循環(huán)流化床鍋爐的飛灰份額比煤粉爐小，但飛灰粒徑比煤粉爐大得多，在運(yùn)行中如果分離器效果差或煙氣流速大，將導(dǎo)致過熱器、省煤器等受熱面磨損嚴(yán)重。

8、部件風(fēng)帽較易磨損

風(fēng)帽通風(fēng)孔之間的橫向沖刷，及高速床料對風(fēng)帽的磨損容易引起風(fēng)室漏渣、流化效果惡化、結(jié)焦、溝流現(xiàn)象，影響鍋爐負(fù)荷。而風(fēng)帽的維修異常困難，需要先清理布風(fēng)板上幾十噸的惰性床料，然后又回裝，檢修周期長，勞動(dòng)力需求大。煤粉爐就不存在這個(gè)問題。

9、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，運(yùn)行周期短

循環(huán)流化床鍋爐本體，包括耐火防磨層，金屬受熱面和風(fēng)帽磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致流化床日常維修費(fèi)用較煤粉爐高。由于本體及輔機(jī)事故比煤粉爐多，循環(huán)流化床鍋爐連續(xù)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間比煤粉爐短，煤粉爐年運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)到8000h/y以上，而流化床鍋爐很難實(shí)現(xiàn)。

10、循環(huán)流化床鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制難度大

循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)較煤粉爐復(fù)雜得多，對床壓的控制、床溫的控制、返料系統(tǒng)風(fēng)量的控制，都是煤粉鍋爐所沒有的，加之爐內(nèi)磨損嚴(yán)重，壓力、溫度測點(diǎn)連續(xù)投運(yùn)可靠性無法保證，自動(dòng)化控制較煤粉爐難得多，風(fēng)煙系統(tǒng)自動(dòng)控制能達(dá)到單沖量自動(dòng)控制就不錯(cuò)了，而煤粉爐通過調(diào)試可以達(dá)到燃燒系統(tǒng)自動(dòng)控制，減少了操作人員的工作量。這是循環(huán)流化床鍋爐所不具備的。

綜上說述，循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中的問題要較煤粉鍋爐多，連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)要比煤粉爐短，如果燃料煤質(zhì)供應(yīng)可靠，燃料含硫量低可考慮煤粉鍋爐，它具有燃燒穩(wěn)定，輔機(jī)技術(shù)成熟自動(dòng)化程度高，易于操作，運(yùn)行周期長，維修量相對較小的優(yōu)點(diǎn)，適合長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行的特點(diǎn)。反之，若立足于燃燒劣質(zhì)煤，供煤質(zhì)量不穩(wěn)定，且煤質(zhì)含硫量高，環(huán)境排放要求苛刻，屬于供熱、調(diào)峰、熱電聯(lián)產(chǎn)類的供熱形式，良好的脫硫成本，對各種煤質(zhì)良好的適應(yīng)性，考慮循環(huán)流化床鍋爐是好選擇。