什么是沸腾炉?

[拼音]：feitenglu

[外文]：fluidized bed combustion boiler

固体燃料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高度范围内作上下翻滚运动，并以流态化(或称沸腾)状态进行燃烧的炉膛，又称流化床燃烧炉。沸腾燃烧方式也用于其他的炉窑中。沸腾燃烧方式的特点既不像在层燃炉中那样将固体燃料静止地放在炉排上燃烧；也不像在室燃炉中那样将液体、气体或磨成细粉状的固体燃料悬浮在炉膛空间中燃烧，而是把固体燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在炉内以类似沸腾的状态燃烧。在中国，沸腾炉用煤的粒度一般为8毫米以下。

固体物料流态化技术在1921年由德国的F.温克勒尔提出，首先用在化学和冶金工业中。50年代开始，它被移植到锅炉的燃烧领域，并获得了发展。炉内一般为常压，称为常压沸腾炉。各国发展的沸腾炉各有不同。英国的沸腾炉主要燃用高热值烟煤，目的在于缩小锅炉体积。美国的沸腾炉燃用高硫分高热值烟煤，目的在于减少排烟中 SOX和NOX等污染物质。中国、捷克斯洛伐克和波兰等国着重研究燃用劣质燃料的沸腾炉。增压沸腾炉的燃烧室内压力大于大气压力。一些国家正在试验将增压沸腾炉用于燃气轮机联合循环，这种系统可以提高发电的循环效率。

常用沸腾炉燃烧室的典型结构包括布风系统、沸腾床、进料和排渣系统3个部分(见图)。

（1）布风系统。燃烧室底部为布风板，板上直接开孔或装许多带通风小孔的风帽。布风板的作用是承载料层并使空气上升速度沿炉内截面分布均匀。

（2）沸腾床。布风板上放置一定量的床料（包括固体燃料和大量的灰渣或石灰石颗粒）。运行时，当料层中的空气达到一定上升速度时，沸腾床上的床料便从静止状态转入沸腾状态，这一风速称为临界沸腾风速。为了保持剧烈的沸腾燃烧工况，沸腾炉正常运行时的风速要比临界沸腾风速大，使料层膨胀到一定高度。床料沸腾高度约为静止料层的两倍，在此容积的燃料呈沸腾状态，故称为沸腾床，小颗粒则被气流带出炉外。布置在料层中的管子称为埋管，可以垂直、水平或倾斜放置。管内可通以水、蒸汽或空气以吸收燃料在床中燃烧所释放出来的热量，使床温保持在800～1000℃。

（3）进料和排渣系统。一定粒度范围的燃煤从煤仓经给煤机送入料层内，燃尽的煤渣一般从溢流口排出。

与一般锅炉的炉膛比较，常压沸腾炉的优点是：

（1）不但能烧优质煤，也能烧一般炉排炉和室燃炉不能烧的各类劣质煤；

（2）床内埋管的传热效果很好，约为普通锅炉管子的5～10倍；

（3）由于沸腾床燃烧温度低，烟气中NOX的生成量少，如在进料中适量加入石灰石或白云石，即可将煤中硫分脱除，使排烟中SO2的含量下降。沸腾炉的缺点是：

（1）沸腾床中细颗粒燃料容易被烟气带出，所以未燃尽损失大，燃烧效率比室燃炉低；

（2）烟气中飞灰较多，锅炉受热面容易发生磨损；

（3）鼓风所需的送风机风压高，故耗电量大；

（4）沸腾床内给煤和布置埋管难以均匀。

（5）烧高灰分劣质煤时，为了不使大量飞灰污染环境，必须配备高效率大容量的除灰装置。由于以上原因，发展大容量的沸腾炉锅炉尚有困难。