循環(huán)流化床燃煤鍋爐基于循環(huán)流態(tài)化的原理組織煤的燃燒過程，以攜帶燃料的大量高溫固體顆粒物料的循環(huán)燃燒為主要特征。固體顆粒充滿整個爐膛，處于懸并強烈摻混的燃燒方式。但與常規(guī)煤粉爐中發(fā)生的單純懸浮燃燒過程相比，顆粒在循環(huán)流化床燃燒室內的濃度 遠大于煤粉爐，并且存在顯著的顆粒成團和床料的顆粒回混，顆粒與氣體間的相對速度大， 這一點顯然與基于氣力輸送方式的煤粉懸浮燃燒過程完全不同。

循環(huán)流化床鍋爐的工作過程

典型電站用循環(huán)流化床鍋爐的工作系統(tǒng)基本工作過程如下：煤由煤場經(jīng)抓斗和運煤皮帶等傳輸設備被送入煤倉，然后由煤倉進入破碎機被破碎成粒徑小于10mm 的煤粒后送入爐膛。與此同時，用于燃燒脫硫的脫硫劑石灰石也由石灰石倉送入爐膛，參與煤粒燃燒反應。此后，隨煙氣流出爐膛的大量顆粒在旋風分離器中與煙氣分離。分離出來的顆?？梢灾苯踊氐綘t膛，也可經(jīng)外置式換熱器辦進入爐膛參與燃燒過程。由旋風分離器分離出來的煙氣則被引入鍋爐尾部煙道，對布置在尾部煙道中的過熱器、省煤器和空氣預熱器中的工質進行加熱，從空氣預熱器出口流出的煙氣經(jīng)布袋除塵器除塵后，由引風機排入煙囪，排向大氣。

在汽水系統(tǒng)方面，循環(huán)流化床鍋爐和煤粉爐基本相似。給水由給水泵壓入省煤器，吸熱后流入汽包，經(jīng)下降管和下聯(lián)箱匯集，重新分配給布置在爐膛四周的水冷壁管中。工質在水冷壁管中吸熱汽化后再返回汽包，在汽包內進行汽水分離，飽和蒸汽流入位于對流煙道的過熱器，并在其中進一步被煙氣加熱到規(guī)定的溫度和壓力的過熱蒸汽。隨后，過熱蒸汽流入汽輪機，推動汽輪機轉動。并帶動同軸的發(fā)電機組發(fā)電。

外置式換熱器中的被加熱工質可以是給水或蒸汽。這些工質在外置式換熱器中吸熱后仍回到鍋爐的汽水系統(tǒng)。

燃燒及布風需要的一次風和二次風通常由冷空氣在空氣預熱器(布置在后部煙道的省煤器后面，圖中未示出)中預熱后分別從爐膛底部及爐膛側墻送入。

循環(huán)流化床鍋爐的特點

循壞流化床鍋爐的循環(huán)流化燃燒方式與其他燃燒方式的鍋爐相比具有以下特點。

1可燃用的燃料范圍寬

循環(huán)流化床鍋爐爐膛中存在大量由固體顆粒構成的床料。這些熾熱的固體顆粒可以是沙子、礫石、石灰石及煤灰。加入的燃料按質量分數(shù)計算只占床料總量的1%?3%。

循環(huán)流化床是快速床，在爐膛形成一個中心區(qū)氣流與細顆粒向上運動而四周近壁環(huán)形區(qū)顆粒團向下沉降的強烈內循壞運動。加上隨煙氣流出爐膛的高溫固體顆粒被分離捕集后再次送回爐膛的外循環(huán)作用，使爐膛內傳熱和傳質過程得到顯著強化。爐膛內溫度能均勻地保持在850℃左右，加入爐膛的燃枓顆粒迅速加熱到爐膛溫度并著火燃燒。因而循環(huán)流化床鍋爐可以不需輔助燃料，而燃用各種固體燃料，從低揮發(fā)分的無煙煤到高硫煙煤乃至灰分含量高達40%?60%的高灰煤均可滿意地燃燒。此外，這種鍋爐還能燃用石油焦、頁巖等其他固體燃料，其燃料適用范闈十分寬廣。

2燃燒效率高

循環(huán)流化床燃燒時，雖然其燃料顆粒比煤粉粗數(shù)十倍乃至上百倍，但在設計和運行良好的情況下，其燃燒效率可以達到煤粉爐的水平。

循環(huán)流化床鍋爐能保持燃燒效率高的主要原因如下：首先新鮮燃料顆粒進入爐膛迅速與大量熾熱床料混合，可立即著火燃燒，而且爐內氣固混合強烈，燃燒速率高;此外，在這種鍋爐中，燃燒區(qū)域擴散到整個爐膛。隨氣流流出爐膛的未燃盡顆粒會被旋風分離器分離后再送回爐膛循環(huán)燃燒。因而使燃料燃燒時間大為延長，有利于燃料燃盡;當然，也有一些細顆粒未被旋風分離器收集，并隨煙氣流入鍋爐尾部受熱面煙道，造成一些不完全燃燒損失。為了降低這部分燃燒損失，可以在鍋爐尾部煙道底部收集這些細顆粒并送回爐膛參加燃燒。

3脫硫效果好

煤粉爐的主要缺點之一即為排煙中含有在燃燒過程中產(chǎn)生的大量SO2氣體。含有SO2 的煙氣排入大氣后將嚴重污染環(huán)境。為了減少煙氣中的SO2含墾，并使之達到環(huán)保要求，往往需要采用價格昂貴的煙氣脫硫裝置，或在燃燒過程中加入脫硫劑(吸收劑)脫硫。常用的脫硫劑為石灰石(CaCO3j)和白云石(CaCO3 ? MgCO3)

在循環(huán)流化床鍋爐中，脫硫劑在爐膛中是在最佳反應溫度下進行脫硫，爐膛中燃料和物料的內循環(huán)和分離設備、回送設備造成的外部循環(huán)使脫硫劑在爐膛內平均停留時間可長達數(shù)十分鐘。因而，脫硫過程可充分進行。在采用石灰石作脫硫劑Ca/S=2的情況下，其脫硫效率可高達90%以上，脫琉劑利用率可達50%以上，排入大氣的煙氣中SO2含量(標準狀態(tài))小于200mg/m3，符合國家環(huán)保標準，可不必采用昂貴的煙氣脫硫裝置。

4氮氧化物NOx排放量低

鍋爐排煙中另一種危害環(huán)境的物質為氮氧化物NOx煙氣中的NOx按其生成機理可分為熱力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx三類。

熱力型NOx是燃燒用空氣中所含的N2在高溫時氧化生成的;快速型NOx，是燃料燃燒分解時所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物與N2反應生成的;燃料型NOx是燃料中所含有機氧化合物在燃燒時氧化生成的。

在燃煤鍋爐中，快速型NOx占總NOx含量的比例較少，一般在5%以下，因此排煙中氮氧化物主要為熱力型NOx和燃料型NOx研究表明，燃料型NOx和熱力型NOx均與燃燒溫度密切相關。燃燒溫度愈高則這兩種類型的NOx含量愈大，反之則愈小。特別是熱力型NOx，受燃燒溫度影響更明顯。循環(huán)流化床鍋爐的爐膛溫度為850℃左右，此時熱力型NOx生成量已較少，一般只占NOx總排放量的10%以下。加上循環(huán)流化床鍋爐燃燒所需空氣采用分段給入方式。一次風從布風板下送入，其量低于燃燒所需氧量，因而析出的燃料氮不能充分與氧反應生成氧化氮。二次風在爐膛下部還原區(qū)以上送入爐膛，此時燃料析出的氮已成為分子氮，因而也不易形成NOx由于合理組織了分段送風和分段燃燒，可以有效地減少燃料型NOx的生成。因而循環(huán)流化床鍋爐煙氣中的NOx排放范圍為(50?150) ppm，可以滿足各國的環(huán)保法規(guī)要求。

5爐膛截面熱負荷高，有利于發(fā)展大容量鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐的爐膛內氣流速度是鼓泡流化床鍋爐的3?5倍，爐內混合強、傳熱快， 其爐膛截面熱負荷也遠大于鼓泡流化床鍋爐，一般為3?5MW/m2，可達到與煤粉鍋爐相當?shù)乃健?/div>