1、前言
循環流化床鍋爐由于具有對燃料適應性特別好、燃燒效率高、污染排放物少、負荷調節范圍大、灰渣能綜合利用等優點，在新設計循環流化床鍋爐和舊鍋爐改造中得到了廣泛的應用。我國現在運行中的10t/h到410t/h蒸發量的循環流化床鍋爐有近1000臺。經過20余年的發展，對循環流化床鍋爐的爐型選擇積累了許多寶貴的經驗，對用循環燃燒技術改造舊鍋爐也取得了可喜進步。
2、大型循環流化床鍋爐的主導爐型
這里指的大型循環流化床鍋爐是指發電功率為5萬kW到30萬kW的循環流化床鍋爐。對大型循環流化床鍋爐，其主導爐型有帶外部流化床熱交換器的循環床鍋爐：魯奇型、FW的Intrex型、ABB-CE的Flextech型循環床鍋爐、不帶外部流化床熱交換器的Pyroflow型循環床鍋爐，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
20余年的發展經歷證明這幾種循環床鍋爐除能達到對燃料適應性廣、燃燒效率高、污染排放物低和灰渣含碳量低、便于綜合利用之外，其防磨性能也好，鍋爐能長期安全運行，維護、維修費用低。這些性能的獲得主要與高溫上排氣旋風分離器有關。高溫上排氣旋風分離器飛灰收集效率高，導致飛灰循環倍率高，鍋爐燃燒效率和石灰石利用效率高；另外，高溫分離器除了起收集飛灰，實現飛灰循環燃燒作用之外，它還起了飛灰的燃盡作用。分離器的內徑一般與燃燒室的深度相當，分離器簡體高度一般為分離器直徑的1～2倍。分離器筒體與鍋爐燃燒室相比是一個容積不小的附加燃燒室，它對飛灰的燃盡有十分重要的作用。華中科技大學開發的下排氣中溫旋風分離器循環床鍋爐，和清華大學開發的異形水冷分離器循環床鍋爐結構緊湊，膨脹性能好，鍋爐磨損問題解決較好，且有便于大型化的優勢。這兩種形式的循環床鍋爐具有自主知識產權和專利技術，成為了我國發展循環流化床鍋爐的主導爐型。各種慣性分離器的兩級飛灰分離和循環燃燒的鍋爐，由于結構復雜、分離器易磨損、運行和維修費用高、運行可靠性差，都停止了生產，轉而發展帶高溫上排氣旋風分離器，中溫下排氣分離器和異形水冷分離器的循環床鍋爐。
3、35t/h循環流化床鍋爐的最佳爐型
目前運行效果較好的35t/h循環流化床鍋爐主要有如下三種爐型：(1)中溫下排氣分離器、帶埋管和重型爐墻的循環床鍋爐；(2)異形水冷分離器膜式壁循環床鍋爐；(3)高溫上排氣分離器膜式壁循環床鍋爐。下面從鍋爐的燃燒效果、整體布置和金屬消耗量三個方面作比較，以決定最佳爐型。
3.1 燃燒效果
35t/h循環床鍋爐燃燒室高度一般為12～14m。膜式壁循環床鍋爐燃燒室上部氣流速度一般為5.5．m/s，這樣細粒子f飛灰）一次通過燃燒室的時間為2～2.5s，低于其燃盡時間，造成飛灰含碳量高，燃燒效率降低。帶埋管的循環床鍋爐燃燒室上部的氣流速度一般為3 m/s，這樣細粒子一次通過燃燒室的時間為4～4.7s。與膜式壁循環床鍋爐相比，細粒子通過燃燒室的時間r燃燒時間）延長了一倍，這對降低飛灰含碳量有很大作用。對410t/h膜式壁循環床鍋爐，其燃燒室高度為30m，細粒子通過燃燒室的時間為5.5s左右，這對細粒子的燃盡是有利的。從以上分析可知：蒸發量小于等于35t/h的循環床鍋爐因為燃燒室高度矮，采用全膜式水冷壁結構形式對飛灰燃盡是十分不利的，這是對35t/h蒸發量循環床鍋爐推薦帶埋管和重型爐墻的主要原因之一。有人認為，埋管磨損，重型爐墻不密封，不宜選用帶埋管循環床鍋爐。我們認為，流化床鍋爐經過20多年的發展，這些問題都已有解決的成熟經驗，將不再影響循環床鍋爐安全經濟運行。相反，膜式壁循環床鍋爐因流化速度高，對膜式壁產生的磨損和腐蝕更難處理。35t/h膜式壁循環床鍋爐飛灰含碳量高，煤耗量大，制約了鍋爐長期經濟運行。我們要切防在鍋爐選型中不分鍋爐容量大小，一刀切選用膜式壁循環床鍋爐。
3.2鍋爐整體布置
中溫下排氣旋風分離器埋管循環床鍋爐和異形水冷分離器循環床鍋爐與高溫上排氣旋風分離器循環床鍋爐整體布置比較如圖8所示。從圖中可以看出：a、b兩種循環床鍋爐的深度與高度比c種都小，鍋爐整體布置緊湊，占地面積小，鍋爐房總造價降低20%左右。
3.3鍋爐金屬消耗量
埋管循環床鍋爐的埋管傳熱系數為膜式壁傳熱系數高2～3倍，鍋爐受熱面積節省。估算表明：中溫下排氣帶埋管和重型爐墻循環床鍋爐金屬消耗量和鍋爐造價降低20%～25%。
從以上分析看出：從鍋爐燃燒效果、鍋爐金屬消耗量和鍋爐房造價來看，3 St/h中溫下排氣帶埋管、重型爐墻的循環床鍋爐是最佳爐型。
4、中溫下排氣旋風分離器循環床鍋爐對改造舊鍋爐的適應性
常規3 St/h蒸發量燃煤、燃油、燃氣鍋爐均為Ⅱ形整體布置。中溫下排氣旋風分離器布置在水平煙道與尾部煙道相聯接的轉向室，適用煙氣的流程，可保持原鍋爐的Ⅱ型整體布置不變。另外，由于布置埋管，燃燒室面積大，鍋爐基礎和鋼架可不改變。與其他形式的鍋爐相比，改造工作量較小，改造費用低20%～30%。此種鍋爐是改造舊鍋爐的最佳形式。
5、結論
通過分析比較，我們得出如下結論：
(1)為了得到較高的燃燒效率，大中型循環流化床鍋爐f≥75t/h)采用全膜式水冷壁結構形式，小型循環床鍋爐r≤3 St/h)采用帶埋管結構形式是合理的選擇。
(2)中溫下排氣旋風分離帶埋管的3St/h循環床鍋爐結構緊湊，占地面積小，鍋爐金屬受熱面最省，鍋爐房及鍋爐本體造價最低。
(3)為提高燃燒效率，降低煤耗，減少鍋爐投資，中溫下排氣旋風分離器循環床鍋爐是3 St/h蒸發量循環床鍋爐的最佳爐型。
(4)對舊鍋爐的改造，中溫下排氣旋風分離器循環床鍋爐是最佳的爐型。
