CFB锅炉与煤粉锅炉的比较

CFB锅炉与煤粉锅炉的比较

摘 要：以锅炉运行中最典型的启/停炉操作为例，对CFB锅炉与煤粉锅炉的技术特点、设计结构和运行控制进行了分析和比较。

关键词：CFB锅炉；煤粉锅炉；比较

Abstract： Taking the typical start up/shut down operation of boiler as an example, the technical features, design structure and operation control of CFB boilers are compared with those of pulverized coal boilers.

Keywords： CFB boiler; pulverized coal boiler; comparison 

1 2种炉型概述

首先从燃烧方式上讲，煤粉锅炉将燃煤经制粉系统磨制成粒度约1～300μm的细煤粉，然后经燃烧器与送粉的热一次风一起喷入炉膛，煤粉与助燃热空气在炉膛内强烈混扰、悬浮燃烧，大约经几秒钟的时间就完成了燃料的燃烧过程。燃烧后产生的灰分约90%以细灰的形态随烟气一起掠过锅炉的各级受热面进行换热后离开炉体。烟气经电除尘器除尘后，通过引风机从烟囱排入大气。煤粉锅炉燃烧系统具有代表意义的设备有送风机、引风机、制粉系统（给煤机、磨煤机、排粉机和粗、细粉分离器）、燃烧器等。

CFB锅炉取消了煤粉锅炉的制粉系统，将燃煤直接细碎成粒度在0～8 mm的煤粒后，经给煤机送入炉膛的床内（密相区），从床下进入的热一次风将床层物料和煤粒充分流化，煤粒与床料发生强烈的碰撞和换热，迅速引燃、着火燃烧。大的颗粒在床内燃烧；细颗粒则随着烟气流向至炉膛上部（稀相区）继续燃烧换热。其中一部分细颗粒聚集成大的粒子团,因克服不了重力的作用而在近炉壁处又向下运动，而炉膛中心相对较稀的气-固相继续向上运动，形成了一个强烈的颗粒炉内循环；相对较稀的气-固相夹带着大量未燃尽的颗粒离开炉膛后，进入旋风分离器，将烟气中夹带的大部分物料颗粒分离出来，再经J阀回料装置送回炉膛床内继续燃烧和利用，构成了一个大的物料炉外循环。而后的烟气则同样经过锅炉的各级受热面进行换热后离开炉体，经电除尘器除尘后，通过引风机从烟囱排入大气。CFB锅炉燃烧系统具有代表意义的设备有送风机、引风机、J阀风机、给煤机、旋风分离器、J阀回料装置、冷渣器和床下点火风道等。 22种炉型的运行情况比较

2.1锅炉启动方式的比较

2.1.1点火前的准备

煤粉锅炉在点火前为了清除炉内的残余可燃气体，防止点火时发生爆燃，要进行吹扫工作，吹扫风量大于额定值的25%，吹扫时间不少于5 min。

CFB锅炉除了进行必要的吹扫工作外，还要控制合理的床层压力。以410 t/h CFB锅炉为例，点火时的炉膛床压一般控制在4～5 kPa。这是因为炉膛内的床体主要是由大量的惰性灰渣（正常运行时占总床料的95%以上）组成的，其蓄热容量是随床层压力（对应不同的静止床高）的升高而升高的。如果点火床压过高，

启动时间和启动过程中需要的燃油量都会相应加大；如果点火床压过低，床层的蓄热量就会降低，影响煤粒的引燃，因此保证合理的点火床压对CFB锅炉的启动是很重要的。

2.1.2点火方式

如四角切圆煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪，对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热，并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量，使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。随着煤粉锅炉容量的不断增加，点火油枪在炉膛沿高度方向布置的数量也不断增多。

CFB锅炉的点火方式则不同，以410 t/h CFB锅炉为例，它是采用床下风道点火器的方式进行点火，利用燃油的放热加热烟气的温度，再利用热烟气加热炉膛内的床层，以不断提高床层的温度水平来达到煤粒的着火温度。从结构上讲，床下风道点火器不仅要对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气进行加热，还要对床下风道、平衡风室、旋风分离器、J阀回料装置中的耐火材料和床层物料进行加热，因此CFB锅炉的启动时间和在启动过程中的燃油量都比煤粉锅炉要大得多，而且它在启动过程中所受到的升温、升压速度的限制条件也比煤粉锅炉要多。

2.1.3煤的投入时机

煤粉锅炉的煤粉是靠煤粉气流和炙热的烟气在强烈混合后所吸收的对流换热，以及炉膛四壁和高温火焰的辐射换热来达到着火温度的。研究表明，烟气的对流换热是主要热源。当烟气温度达到煤粉的着火温度时（一般由高温过热器出口烟温来判断），就可以适时地投入给粉机的运行。当煤粉气流着火燃烧并逐渐形成火炬后，就可以逐步增加给粉机的转数，减少油枪的出力了。

CFB锅炉的煤粒则是通过在床内被加热到着火温度后，析出挥发分着火燃烧的。由于每秒钟新加入床内的冷燃料只占床料的1%左右，大量的热床料非但不与新加入的燃料争夺氧气，却提供了一个蓄热量很大的热源。煤粒燃烧所放出的热量，其中一部分又用来加热床料，使床内温度始终保持在一个稳定的水平。由于CFB锅炉点火方式的限制，被加热的床层温度存在上限，这恰好也在煤粒着火温度的下限附近，因此在投煤的初始阶段，煤粒在床内并不能充分燃烧。凭借间断投煤逐步提高床温这一手段，当床温达到煤粒着火温度以上时，就可以连续投煤了。随着床温的上升和投煤量的增加，燃油量就可以逐步降低了。

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