循環流化床鍋爐防止立管內物料結渣的研究 料燃燒結渣的原因進行了分析，并給出了燃燒過程的特征及各因素的作用，提出了防止結渣的原則。

　　 1.循環流化床鍋爐對改善環保的作用煤炭是我國主要的一次能源。大部份用于電站鍋爐、工業鍋爐，由于煙氣污染物產生了煙塵、酸雨、溫室效應及臭氧層破環等一系列污染問題。

　　據統計，我國大氣污染物排放量的70%來自煤炭燃燒后的煙氣，其中煙塵量占排放總量的60%.S02占87%，NOx占67%，由此造成的經濟損失每年達到180多億元。因此，有效控制燃煤鍋爐煙。氣污染物的排放量刻不容緩。

　　目前，由于除塵技術和裝備的發展，鍋爐煙塵排放已基本得到控制。降低S02、N（）x成為急需解決的熱點問題（尤其前者）。當今世界上的煙氣脫硫脫硝技術發展方向已漸趨統一。煙氣脫硫（FGD）按處理過程和物料狀態主要有濕法（石灰石一石膏工藝）、干法和半干半濕法（噴霧干燥工藝）。煙氣脫氮主要有選擇性無催化劑還原法（SNR）和選擇性催化劑還原法（SCR）。

　　由于現有技術的投資和運行費用比較昂貴，有必要進行適合我國國情的脫硫、脫硝技術研究。循環流化床鍋爐（CFBB）從燃燒過程進行煙氣污染物控制，是一種有發展前景的高效清潔燃燒鍋爐，它主要用劣質燃料燃燒。

　　CFBB采用分級供風方式，低于燃燒化學計量的一次風從爐膛底部送人，這樣析出的燃料氮不能充分與氧反應生成N（）x.二次風在爐膛底部還原區以上加人，使總空氣量篼于化學計量。因燃料氮已轉化為分子氮，故在還原區以上形成NO，的機會也比較少。這樣，燃料型NOx生成就比較少。在CFBB的低溫燃燒范圍內，空氣中氮一般不會氧化為NOx，即使有，熱力型NOx也比較少。所以CFBB的N（）x排放量比較低。除此之外，CFBB還有煤種適應性廣、負荷調節比大等優點。由于CFBB既能有效利用煤炭資源，又能有效經濟地解決環保問題，從而受到世界各國的重視。CFBB燃燒方式是流化床揚析出的飛灰大部份經分離器排出，然后經立管和返料器再送回流化床反復燃燒，多次循環。分離掉飛灰的煙氣流經各受熱面后經除塵器從煙囪排出。這樣不僅可減少固體不完全燃燒損失而且可利用飛灰循環量來控制床層溫度。CFBB爐膛內溫度維持在800C900C，比煤粉爐（約1400C）低許多，屬低溫燃燒，但因其顆粒濃度大，故傳熱系數仍較高。這一溫度段是脫硫反應的最佳溫度。因此，可以將脫硫劑（石灰石）送人爐內實現燃燒中脫硫。其原理是石灰石（CaC（）3）發生鍛燒反應分解為Ca（）和C02，而CaO與煙氣中C（）2反應最終生成Ca-SO，。由于燃料及石灰石多次循環，反復燃燒和反應，且爐內紊流運動強烈，因而能達到理想的脫硫和燃盡。

　　2.循環流化床鍋爐返料器結渣分析CFBB的爐膛、分離器、立管和回料器構成了物料循環系統。

　　系統的壓力分布是沿爐膛高度逐步降低，經分離器后壓力進一步下降，在分離器和料柱間某點達到最低。固體物料從壓力最低點輸送到壓力較高的燃燒室的動力是由返料器底部送入壓力較高的空氣，使物料松動或流動，破壞了返料器內物料的滯止狀態，在灰柱重位壓力推動下，進入燃燒室下部。

　　CFBB由于是一項比較新的技術，技術上還需進一步完善。返料器是CFBB中關鍵的部件之一，關系著整個系統能否正常運行。事故統計中有不少是返料器結猹事故。返料器內物料燃燒不當使其結渣，還將影響到床溫調節，床溫升高又更促使物料在返料器內的燃燒結渣，形成惡性循環，嚴重時又造成爐膛、布風板結渣，直接影響CFBB的正常運轉。

　　　而對高溫分離型，循環物料溫度達到800C900C，就可能產生燃燒。按分離器人口氣固混合物溫度，CFBB可分為高溫分離型和中溫分離型。對中溫分離型，因循環物料溫度較低（500C左右），一般不發生燃燒。

　　實際運行的結渣事故都出現在高溫分離型CFBB中。返料管工作處于負壓差（上端低壓而下端高壓）段，氣體隨物料自上而下緩慢運動，一旦料高不足，返料風就可能逆著物料流而向上流動，出現竄氣，尤其在中小型CFBB中更易發生。返料系統正常運行時，物料呈移動床，盡管溫度高，但含碳量少，返料風竄氣（其中氧含量較多）很小，加之物料停留時間短，故不會燃燒。但在物料含碳量過多或立管和返料器內發生大量竄氣等異常情況下，都極可能造成結渣，而竄氣更是結渣的重要原因。

　　3.循環流化床鍋爐立管內物料燃燒結渣問題的研究當CFBB立管和返料器內出現較大量竄氣時，物料處于固定床至初始流態化附近的區域。對立管內（此處將返料器也歸到立管這一系統內）物料燃燒結渣等有關問題，國內外已有不少相關數值模擬和熱態�；�試驗研究。

　　熱態�；�試驗研究發現，各測點的溫度與時間曲線并未出現一般原煤燃燒時經�？吹降耐卉S，而基本上呈線性關系。這是因為化學反應起始溫度就很高，加之物料（即循環灰）的含碳量要遠比原煤小。由于物料含碳量低，使氧化反應在整個床層內進行，并不像層燃爐中煤的固定床燃燒那樣分為氧化層和還原層。溫度由峰值到下降是由于化學反應速度下降引起的，而并不像煤的固定床燃燒是由于還原反應吸熱造成的。

　　當空氣進人床層后，其中的2與炙熱物料中的殘碳發生化學反應，生成C02放出大量熱，使溫度急速上升。與此同時，2的含量因燃燒反應的不斷進行而顯著下降，造成反應速度減慢。這就造成溫度很快便在某一點達到峰值（此處即反應速度最大處），隨后下降。在下降過程中，由于2的不斷消耗和溫度的下降使反應速度的下降呈現先快后慢的特點。由此可見，當出現大量竄氣時，由于含氧量增多，強化了燃燒反應，從而造成CFBB立管內物料燃燒結渣。

　　研究發現，除有竄氣量影響因素外，物料溫度、物料含碳量也是影響較大立管結渣的因素，而床層空隙率影響不大。當溫度較高或高的含碳量時，極易在短時間內使物料溫度大幅度上升，導致結渣。

　　4.預防結渣的原則竄氣不僅影響返料量，更重要的是由于竄氣的氣流含氧量多，使返料器可能結渣可能。當鍋爐負荷變化較大，或燃料含灰量有較大變化時，立管內料位也有大的變化，當料位低至不能保證料封時，則易發生竄氣，這種情況應予注意。

　　物料含碳量對結渣有較大影響。CFBB啟動時物料含碳量可能較高，此時應注意防止結渣。另外，鍋爐運行中，也應采取措施，防止飛灰含碳量過大，以免返料器內物料結渣，同時可以提高燃燒效率。循環物料溫度與爐膛溫度有較大關系，在保證有關性能指標的前提下，應盡可能選用較低的爐膛溫度。例如，將分離器布置在中溫區是可取的。

　　立管、返料器要良好密封，以防止漏風使物料結法鍋爐停爐或壓火時，要及時放掉立管和返料器內的物料，否則易團聚堵灰；且高溫物料長時間積聚在立管系統內時，容易因漏風而發生燃燒結渣事故。減少循環物料的停留時間在滿足物料循環量的前提下，應盡量減少其在立管系統內的停留時間。

　　可采取對立管和返料器進行冷卻的措施，以降低循環物料溫度