典型循环流化床锅炉介绍
典型循环流化床锅炉介绍（循环流化床锅炉设备）
第一节锅炉整体布置
20多年来，在鼓泡床锅炉基础上发展起来的循环流化床锅炉，以其燃烧的清洁、高效、稳定等优点迅速发展，得到了广泛应用。循环流化床锅炉克服了鼓泡床锅炉燃烧效率低、脱硫效率低、大型化困难等缺点，同时又解决了煤粉炉需要单独安装烟气脱硫装置的不足，兼有鼓泡床锅炉和煤粉炉的优点，是当前比较公认的煤洁净燃烧方法的突破，成为最有前途的煤洁净燃烧技术。
从循环流化床燃烧技术问世以来，也经历了一个不断发展和完善的过程。例如，早期的循环流化床锅炉为快速流化床锅炉，炉膛内流化速度高，飞灰携带率高，使得锅炉能耗高、磨损严重、飞灰可燃物含量高等。而目前的循环流化床锅炉，炉膛的下部多为湍流或鼓泡流化状态，上部多为夹带床或快速床，流化速度也降至5~6m/s左右，使飞灰携带率降到较为合理的水平。同时在受热面和耐火材料的防磨损、防腐蚀方面也积累了不少成功经验，各部分设计参数的选取也渐趋成熟，各关键部件的性能也不断提高。
Lurgi型 Pyroflow型 Circofluid型
图4-1 三种典型类型都喜欢流化床锅炉
目前国外从事循环流化床锅炉研制、开发和生产的厂商很多，主要有德国LLB公司、美国FW公司、B W
&公司、ABB-CE公司、法国的Industrie stein公司等，国内很多的科研机构和锅炉厂家也积极开发和引进技术，生产了相当数量的循环流化床锅炉，以满足国内对成品的需要。从结构特点上看，目前循环流化床可分为三大类型（如图4-1所示），即德国LLB公司的鲁奇（Lurgi）型、芬兰FWEOY公司（原奥斯龙Ahlstrom）的P y r o f l o w
型和德国LLB公司（拔柏葛公司）的Circofluid型。除此之外，很多其他厂家的循环流化床锅炉也各具特色，并在不断改进和完善。
第二节芬兰FWEOY公司Pyroflow型循环流化床锅炉
芬兰FWEOY（原奥斯龙Ahlstrom，1995年被美国FW公司兼并）公司是世界上发展循环流化床锅炉最早的公司之一，该公司的P yroflow型循环流化床锅炉的结构布置如图4-2所示。锅炉主要由炉膛、高温旋风分离器、回料阀、尾部对流烟道等组成。炉膛下部由下水冷壁延伸部分、钢板外壳及耐火处理涂砌的衬里组成；炉膛上部四周为膜式水冷壁，炉膛中部一般布置的是Ω形过热器或在炉膛上部布置翼墙过热器。
图4-2 Pyroflow型循环流化床锅炉结构布置图
1—汽包；2—下降管；3—二次风箱；4—煤粒和石灰石输入口；5—下部卫燃带；6—旋流导向器；
7—旋风分离器；8—二级过热器；9—三级过热器；10—一级过热器；11—省煤器；
12—空气预热器；13—料腿；14—料腿膨胀节；15—启动燃烧器；
16—风箱；17—水冷布风板
P yroflow型循环流化床锅炉的分离器采用高温旋风分离器，壳体为不冷却的钢结构，内有一层耐火材料及一层隔热材料，里面的一层为耐高温耐磨材料，能在温度为900℃时可靠地工作。当热烟气以月约20m/s的速度夹带着浓度为3
10kg/m的固体物料进入分离器时，分离器的分离效率可达99%，能把颗粒尺寸大于70m
的固体颗粒全部分离下来。分离器的通风阻力约为1000Pa。锅炉采用平衡通风，保持旋风分离器入口处的静压为零。炉膛出口烟气携带的固体颗粒绝大部分被高温旋风分离器分离后，经回料阀送回炉膛.旋风分离器可布置在锅炉前面、两侧或炉膛与对流烟道之间，布置灵活。
旋风分离器的效率是保证循环流化床锅炉正常工作的一个重要因素，降低分离效率会影响床面流化质量、流化过程、燃烧效率和排放水平。当旋风分离器尺寸过大时，旋流强度降低，其分离效率会明显降低。
由分离器分离出来的热灰落入分离器下的回料阀中。回料阀实际上是一个小型流化床输送器。在回料阀中充满了热的物料颗粒，用风压较高的返料风机将空气从回料阀底部的布风板送入，使灰粒流化并形成一道灰封，防止炉膛中的烟气倒流入分离器中，同时也可方便地将流化了的物料返送回炉膛。回料阀进入炉膛的空气量约占燃烧总空气量的2%。通过分离器再循环的物料量很大，一般为锅炉给煤量的70~80倍，属于高循环倍率的循环流化床锅炉。将一次风送入布风板下面的风箱用以流化床料，而二次风是沿着炉墙从不同高度送入，为分级燃烧提供足够的风量，以减少燃料型N O
的产生并确保CO的转换。炉膛内的流化
x
速度根据燃料种类和特性的不同，选择在5~7m/s的范围内。这种流化是以高扰动、强烈的固体颗粒混合以及没有固定床面为特点。烟气速度高及强烈的混合和扰动，就可以将燃烧室的截面积设计得小一些，以减少占地面积，但炉膛高度应增加。而且，较小的炉膛截面使物料分布更均匀，并减少给料点的数量。
在循环流化床锅炉炉膛内的换热过程中，其传热要比常规燃煤锅炉强得多。流化床燃烧
室内的传热系数之所以高，主要是由于烟气中大量与受热面接触的固体粒子对受热面的冲刷作用。
图4-3 Pyroflow型循环流化床锅炉沿炉膛高度传热方式随（1ε
-）的变化规律在P yroflow型循环流化床锅炉的炉内传热中，炉膛上部的传热以辐射换热为主，炉膛下部以流化物料的对流传热为主，炉膛高度的中部以对流和辐射换热为主，如图4-3所示。这主要基于如下原因：炉膛下部的物料浓度最大，沿炉膛高度越往上空隙率越大、颗粒浓度越小，而传热过程也由炉膛下部的固体对流传热过渡到炉膛上部的固体和气体的辐射传热，各部分的传热系数见表4-1.
表4-1 Pyroflow型循环流化床锅炉炉膛内的传热系数
P yroflow型循环流化床锅炉的负荷调节方式是改变炉膛下部密相区固体物料的储存量和参与循环物料量的比例，也就是改变炉膛内各区域的固/气比，从而改变各区域内传热方式。例如，当锅炉负荷减少时，相应地减少风量和煤量，由于风量的减少，在炉膛下部区域将出现较大的固体粒子浓度，炉膛中固体粒子分布的改变无疑会影响各传热组成份额的变化，随着锅炉负荷的逐渐减少，辐射传热的份额逐渐变成主要的了，如图4-4所示。其在整个传热中占的百分比从满负荷下的60%增至最小负荷下的90%。由于辐射传热系数要比对流传热系数低得多，由此使炉膛上部各受热面的吸热量减少。同时，由于稀相区固体粒子浓度的减小，经分离器回来的温度稍低的循环物料量也相应地减少，减弱了对炉膛的降温作用，这时即使燃煤量已减少，仍可保持床温基本不变，以保证最佳的燃烧和脱硫效果。这种负荷调节方法是一般循环流化床锅炉调节负荷的基本方法。在较低负荷时，锅炉实际上处于鼓泡床运行工况，其负荷调节速度每分钟可达7%。
图4-4 负荷变化时各传热方式的变化规律
为了保证低负荷时床内有足够的烟气速度使物料良好流化，同时也作为控制床温的技术手段之一，P yroflow型循环流化床锅炉一般还设有烟气再循环系统。
与鲁奇（Lurgi）型循环流化床锅炉最大不同是，P yroflow不设外置换热器
（External H eat Exchanger 即EH E）。
第三节德国鲁奇公司鲁奇型循环流化床锅炉
德国鲁奇（Lurgi）公司是世界上最早研制开发循环流化床锅炉技术的公司之一，在长期大量生产和试验的基础上，逐步形成了独具特色的循环流化床锅炉技术。1992年，德国、和Babcock三家公司联合成立了LLB公司，专门从事循环流化床锅炉的Lurgi Lentjes
开发和工程应用，拥有Lurgi型和Circofluid型循环流化床锅炉技术，在循环流化床锅炉的研究和设计方面处于领先地位。
鲁奇公司较早认识到快速流态化为细颗粒固体在较高气速下的处理提供了一条很好的途径，根据其在M etallgesellschaft研究所的研究成果，鲁奇公司发展了循环流化床铝煅烧工艺，并申请了专利。鲁奇公司只从事循环流化床燃烧技术的研究工作，一些制造商从它那里得到了该项技术的转让。其中法国Stein公司和美国ABB-CE公司在目前开发应用鲁奇型循环流化床锅炉方面业绩显著。
利用鲁奇公司的循环流化床燃烧技术，1982年第一台专门设计用于生产蒸汽和供热的循环流化床锅炉在德国铝能（Luenen）的维雷纳特铝厂建成。该台循环流化床锅炉燃用低质煤矸石并加石灰石脱硫以满足德国的排放标准，其容量为84MW，之后又于1985年在西德D u i s b u r g市建成了当时世界上最大的循环流化床锅炉，热容量为226MW （ 270t/h14.5MPa535/535
，，℃）。
鲁奇（Lurgi）型循环流化床锅炉的主要特征是设置有外置式流化床热交换器（FB H E 或EH E）和在回料阀控制器（LooP Seal）上布置锥形回灰控制阀（ACV，简称锥型阀）。因此，锅炉主要由燃烧室、高温旋风分离器、回料装置、外置式换热器及尾部烟道组成。燃烧室上部布置有膜式水冷壁，下部由耐磨耐火砖砌筑而成。高温分离器的内衬结构与
P yroflow型循环流化床锅炉的分离器基本一致，高温烟气及物料从燃烧室出来经高温分离
器后，绝大部分固体粒子被分离下来，分离下来的物料，一部分经物料回送装置密封釜（Seal Pot）送回炉膛；另一部分物料则经过热灰控制阀进入外置式换热器，换热后作为冷物料流入炉膛。外置式换热器是一个低流速的鼓泡床，传热系数很高。在其中可以布置省煤器、过热器或再热器。尾部烟道受热面基本与煤粉炉相同。图4-5是典型的鲁奇型循环流化床锅炉的系统图。
图4-5 Lurgi型循环流化床锅炉布置示意图
1—煤仓；2—破碎机；3—石灰石仓；4—二次风；5—炉膛；6—物料分离器；7—热灰控制器；
8—外置换热器；9—尾部烟道；10—除尘器；11—省煤器入口；12—过热蒸汽出口；
13—汽包；14—一次风；15—排渣管；16—引风机
鲁奇型循环流化床燃用燃料的平均粒径为50~500m
，入炉煤最大粒径在6~10mm之间，空塔速度为4~6m/s。一次风由布风板下送入，约占总风量的40%，布风板上的床料密度为3
300kg/m左右，二次风由在炉膛侧墙一定高度处的几个二次风口送入。二次风以上的气—固两相密度为30~50kg/m。炉内燃烧温度一般为850℃。再加上分级燃烧，在运行中可的排放量。
有效地控制N O
x
外置式换热器的布置是鲁奇型循环流化床锅炉的一个重要特点，这一布置有以下优点。
（1）将循环流化床锅炉的燃烧与传热过程部分分离，把部分受热面布置在外置式换热器（EH E）中，使得锅炉受热面的布置有了更大的灵活性，解决了炉内受热面布置空间不足或虽可布置但磨损严重等问题，这对锅炉的大型化有重要意义。当锅炉容量增加并达到一定蒸发量时，在炉膛内布置较多的水冷壁和过热器，很难使炉膛燃烧维持再850℃的最佳脱硫温度，而外置式换热器的出现，顺利地解决了这一问题。
（2）外置式换热器可以分区布置，分别布置不同受热面，通过控制流过各区的热灰量来调节换热量。启动阶段可以使热灰不通过换热器来保护受热面，调节灵活。
（3）外置式换热器有利于提高循环流化床锅炉的燃料适应性。在运行中，当燃料改变时，可以通过调整外置式换热器的换热量来调整炉内各换热方式的比例。在燃用优质煤时，由于总的烟气量减少，因此离开炉膛和外置式换热器的烟气所携带的热量将减少，这时炉膛
及外置式换热器中的吸热量应增加，以保持锅炉总吸热量不变。如果燃料品质下降时，则燃料产物的焓与燃料发热量之比将增加，此时就可以用减少外置式换热器中吸热量的办法来调整炉膛和尾部受热面吸热量的比例，以保证锅炉总吸热量的不变，同时保证炉膛内吸热量和床温基本不变。因此，在煤种变化时，利用外置式换热器的调节作用，可以在不改变炉膛温度和过量空气系数的条件下来维持锅炉总吸热量不变。对同一台炉，就可以在燃烧不同煤种时保持炉内工况稳定，这对锅炉燃用煤种多变的情况十分有利。
（4）常规流化床锅炉负荷增加，是在负荷降低时减少燃料量和风量，但此时炉膛内水冷壁的吸热量不可能按比例减下来，这就会降低炉膛温度使燃烧和脱硫反应工况恶化。在有外置式换热器的系统中，锅炉负荷减小时，可相应减少通过换热器的循环灰量，这将促使炉膛的温度升高；从而补偿了由于负荷减小导致炉膛温度的的降低，使燃烧可继续在较好工况下运行。
由于外置式换热器有利于锅炉负荷的调节，鲁奇型循环流化床锅炉的负荷调节比可达1:4，负荷调节速度为每分钟2%~5%。
因此，鲁奇型循环流化床锅炉较有利于大型化，但其外置式换热器系统结构比较复杂，负荷变化速度较慢，热灰在系统中的分配及流向要有较高的控制系统和操作设备。为此，鲁奇型循环流化床锅炉采用了锥形阀回料控制装置，由于通过锥型阀使进入外置床的灰流量可控，从而使外置床具有了调节燃烧室温度和过热器与再热器温的功能。这种调节功能在低负荷和变负荷工况时尤为突出。在50%~100%负荷范围内，鲁奇型循环流化床锅炉通过锥形阀调节进入外置床中的灰量及一、二次风配比即可保持炉膛温度的稳定，保证锅炉稳定运行。这样，锅炉具有较高的燃烧效率并满足2NO CO SO x 、、排放要求。同时，调节进入布置
过热器和再热器的外置床中的灰流量，可保持过热器和再热器汽温的稳定；通常再热汽温完全由外置床控制（不用或间或使用微量喷水减温）。
由于再热器和过热器回路与尾部烟道对流受热面分开布置，使汽温调节特性得以改善。因此，鲁奇型循环流化床锅炉具有良好的稳定性、燃尽率、排放保证等低负荷运行性能和变负荷调节手段。
第四节 美国福斯特·惠勒公司FW 型循环流化床锅炉
美国福斯特·惠勒（Foster Wheeler 即FW ）公司是一个设计、制造各种工业锅炉和电站锅炉的公司，是美国三大锅炉公司之一。在制造循环流化床锅炉之前，福斯特·惠勒公司锅炉已有多年设计制造大型鼓泡流化床锅炉的丰富经验，在循环流化床锅炉的发展方面有其自己的特点。FW 型循环流化床锅炉的技术专利有气力给煤系统、导向风帽、汽冷旋风分离器、INTREX 换热器。美国福斯特·惠勒公司的许可制造商有日本石川岛播磨（IH I ）、新西兰的M ckenzie and R idley 、中国的东方锅炉厂（DFBW ）等。对于小容量、无再热系统的锅炉，FW 型循环流化床锅炉技术与P yroflow 型循环床锅炉技术比较相似。不同之处在于，FW 型循环流化床锅炉采用了蒸汽冷却的膜式壁做外壳的旋风分离器、水冷风箱和床下启动技术，这样在锅炉启动过程中温升率可以较高，缩短了冷态启动时间，最快可在4h 内完成冷态启动。对于具有再热系统的FW 型循环流化床锅炉，采用了副床的设计思想；在副床中可以布置各种受热面，既减少了燃烧室中屏式受热面，又易于控制燃烧室内的温度，适用于大容量锅炉机组。图4-6为FW 无外置换热器的循环流化床锅炉典型布置示意图，图4—7为FW 型再热循环流化床锅炉典型布置。从图中可以看出FW 型循环流化床锅炉典型布置的主要特点。
图4-6 FW无外置换热器的循环流化床锅炉示意图图4-7 FW带外置换热器的循环流化床锅炉示意图1—风室；2—返料阀；3—物料分离器；1—燃烧室；2—风室；3—末级过热器；4—返料阀；4—低温过热器；5—高温过热器；5—汽冷物料分离器；6—再热器；7—过热器；
6—省煤器8—省煤器；9—外置换热器
1.带半分割墙的单炉膛
循环流化床锅炉高度及炉墙面积并不是随容量的增大而成比例的增加。炉膛高度一般根据燃料的燃烧特性、分离器高度以及受热面的布置等需要来确定；在受热面布置成为主要矛盾时，可采用增加炉膛高度或改变炉膛宽深比或采用外置换热器等办法解决。而炉膛高度的增加或宽深比的变化，会影响锅炉的造价、给煤点的布置以及二次风的穿透力。为解决这些矛盾，FW型循环流化床锅炉采取了沿整个炉膛高度布置半分隔墙，在炉墙上部布置屏式受热面和整体式再循环交换器（INTREX）。
2.蒸汽冷却式旋风分离器
分离器是循环流化床锅炉的心脏部分，其性能及可靠性直接影响锅炉的出力、稳定及经济运行。为此，FW公司对分离器的结构形式进行了长达4年的试验研究，并结合安装、维护、锅炉启动特性等推出了汽冷式旋风分离器。图4-8所示为带有蒸汽冷却膜式壁的旋风分离器。旋风分离器由汽冷膜式壁构成，作为锅炉蒸汽回路的一部分与锅炉本体形成一体。在分离器内侧的膜式壁管子上焊有爪钉，上敷有较薄（约50mm厚）的一层防磨耐火材料。分离器的膜式壁系统可以分为四部分在制造厂家预制再运到现场组装，采用悬吊支撑结构，受热时和锅炉本体一起向下膨胀。
图4-8 FW循环流化床锅炉蒸汽冷却旋风分离器结构图
这种汽冷旋风分离器的主要优点是：
（1）分离器的膜式壁系统是锅炉过热器的组成部分，在分离器里工质可以继续吸收热量，可以有效地防止在分离器中出现结焦现象；
（2）膜式壁一方面增加了受热面积，另一方面可大大减少分离器向外的散热损失，从而提高锅炉的效率；
（3）取消了连接炉膛出口和分离器入口烟道上的膨胀节，由于分离器和锅炉本体向一个方向膨胀，增加了锅炉整体运行的可靠性；
（4）与炉膛和尾部烟道一样采用全悬吊结构，与炉膛和尾部之间的膨胀较小，膨胀节数量减少，从而有利于整体布置，并降低了相关的维修费用；
（5）在分离器水冷壁上敷设的薄层耐磨耐火材料有很长的寿命。和厚度为400mm的由耐火材料砌成的分离器相比，受热负荷变化冲击造成的热应力较小，可以用更快的速度启动和停炉，冷态启动至满负荷仅需4~6h，并不会损坏分离器内的耐火材料；
（6）比同内径的非冷却型旋风分离器的耐火材料用量小、质量轻，外形尺寸小，因此布置简单，安装方便，维护工作量小；
当冷却介质为水时，分离器与水冷壁相连接，和水冷壁一起膨胀，可省去膨胀节。
3. 水冷式风箱和具有导向喷嘴的水冷布风板
为了缩短锅炉的启动时间，满足风道式点火燃烧区的启动条件，FW型循环流化床锅炉的风箱和布风板采用水冷式，风帽采用了导向喷嘴结构。水冷式风箱和布风板有锅炉前后墙、两侧墙水冷壁管弯制而成，与整个炉膛水冷壁构成一体，导向喷嘴用螺栓紧固在布风板水冷管间的膜式鳍片上，该结构具有以下优点。
（1）导向喷嘴有助于粗颗粒床料向排渣口迁移，防止粗颗粒床料在床内过多存积，影响床料的流化质量，从而可减少锅炉排渣口的数量。
（2）导向排渣出口孔径较大（20m m
左右），从而不易堵塞，且喷嘴有一定的水平段及下倾角，可有效防止床料经喷嘴漏入风室。
（3）导向喷嘴采用螺纹连接结构，损坏后易于拆换。
（4）水冷风箱和炉膛水冷壁构成一体，整体膨胀，易于密封。
4.电力播煤装置
气力式燃料给料系统是FW型循环流化床锅炉技术专利之一。每套装置由一个炉前煤仓出口闸阀、一个带式给料机、一个气动隔离闸阀和一个空气吹扫式燃料分配器组成。该系统简单可靠，由于采用高速正压热风播煤，解决了正压给煤的密封问题，有效地防止热烟气反窜，同时也可将煤均匀地播撒在炉内；带式给煤机出口为一垂式落煤管，由于此段装有膨胀节，从而解决了正压给煤的膨胀问题。
5.选择性底灰冷却器
FW型循环流化床锅炉一般不采用水冷螺旋式底灰冷却器，因为该底灰冷却器设备初投资大，不能经济地回收排出的固体床料物理热损失，机械故障频繁，维护成本高。
选择性底灰冷却器为流化床非机械式风（水）冷渣器，采用耐火内衬厢式结构，由多个隔离的冷却室组成，各仓室间隔墙的下部有灰渣流通孔，各冷却仓冷却风独立控制。由炉膛排入冷灰器的高温灰渣逐一通过各冷仓室，物理显热被回收。吸收灰渣显热的冷却风作为燃烧空气的一部分送入炉内，冷却水可以是工业用水，也可以是锅炉给水。这种底灰冷却器的特点有：
（1）冷却效果好，能有效地将灰渣冷却到200℃左右；
（2）对于全风冷型底灰冷却器，整个装置无机械转动部件，工作可靠；
（3）对于风—水冷型底灰冷却器，埋管受热面的磨损将影响冷却器工作的可靠性。
6. 整体再循环热交换器（INTREX）
在再热循环流化床锅炉设计中，为将炉内温度控制在正常范围（850~900℃）内，主回路中就需要布置一定的过热或再热受热面。FW型再热循环流化床锅炉在主回路中使用了本身的专利技术——整体再循环热交换器。整体再循环热交换器在结构设计上经验比较成熟，运行起来非常灵活可靠。图4-9是典型的整体再循环热交换器结构，图4—10是整体再循环热交换器的运行方式。
图4-9 FW循环流化床锅炉外置换热器结构示意图
由图4-9俯视图可以看出，有短路流化通道三条，换热床两个，其中分别装设过热器和再热器受热面的一部分。从图4-10可以看出，短路流化通道各有标高较高的溢流口，两个
换热床有标高略低些的溢流口，短路流化通道与换热床之间的隔墙上都有联通窗口，短路流化通道、换热床下都设有布风板、风帽，下面的风室都是分开的，可分别调节其流化风量。
（a）（b）
图4-10 FW项符合流化床锅炉外置换热器运行情况
（a）启动状态（换热床未流化）（b）正常运行状态（换热床已流化）整体再循环热交换器中采用这种结构的目的是：
（1）启动时，分离器分离出来的物料不受冷却直接送回主床，使主床温升快，缩短启动时间。
（2）启动时热还无足够的蒸汽流过换热床的过热、再热埋管受热面，须在此时保护它被加热。在启动时换热床不通风流化，使其中物料沉积压实，堵死隔墙上的联通口；短路流化通道则流化，使物料通过溢流口直流入主床。
（3）启动过程可灵活调节流入换热床的固体物料量及短路直接流入主床的物料量，以调节主床温度。
（4）正常运行时，换热床通风流化，隔墙上的联通口通畅，物料根据流化“液位”的高低，流入换热床。需要时，也可将一部分物料直接流入主床，调节十分灵活。此外，没有与气—固两相流接触的调节阀，不存在磨损问题，使设备运行可靠性增强。
总之，整体再循环热交换器的优点有：
（1）炉膛温度易于控制调节；
（2）很低的流化速度（＜0.3m/s=很细的颗粒尺寸，＜20m
=使受热面磨损的可能性降低）；
（3）整体再循环热交换器与炉膛整体式的设计，避免了使用高温膨胀节、机械式固体物料控制阀和高温输送管道以及大量的耐火材料，降低了维修成本。
（4）床内埋管受热面具有很高的传热系数，受热面积减少。
（5）过热蒸汽的温度调节范围较宽。
7. 平行双烟道
对于大容量再热循环流化床锅炉，FW型循环流化床锅炉采用尾部平行双烟道布置，前烟道内布置再热器，后烟道布置过热器。在尾部烟道内，再热器的传热是以对流换热为主，从而避免了在启停工况下过高的辐射热流强度和管壁温度。
采用平行双烟道布置，再热器的温度是通过调节位于再热器和过热器受热面下游的低温烟道中的调节挡板，调节前后烟道中烟气的比例来进行控制。其优点是排除了在管路中采用阻力较大的阀门和喷水减温器，避免影响机组的循环效率。同时，全部再热器布置在一个烟道内，节省了连接管及中间联箱，减小了系统阻力。
目前，福斯特·惠勒公司已投运的最大循环流化床锅炉的容量为374t/h，锅炉具有再热系统，采用副床，配120MW机组，安装在美国路易斯安娜州的Nisco电厂。由于FW型循环流化床锅炉具有结构紧凑、不易磨损、可靠性高、启动快、调节灵活等优点，深受用户欢迎。根据福斯特·惠勒公司的介绍，在美国循环流化床锅炉的订货单中，鲁奇型约占25%，
奥斯龙FW型各占37.5%。当然，FW型循环流化床锅炉也有一些缺点，如旋风分离器结构复杂、抓钉极多、制造费用高等。
第五节德国拔柏葛公司的Circofluid型循环流化床锅炉德国拔柏葛公司（Babcock）1979年才开始研究流化床，1985年底投入运行3台Circofluid型想流化床锅炉。虽然起步稍晚，但其着眼点却很高，在充分发挥循环流化床锅炉燃料适应性广、燃烧及脱硫效率高、易于大型化的同时，寻求一条能尽量避免高倍率循环床缺点的技术路线，因而发展了一种称为Circofluid型低倍率循环流化床锅炉。由于流化风速及循环倍率的降低，使得炉墙和受热面的磨损程度大为减轻，可以在炉膛内布置全部过热器，不仅使钢耗降低、结构更加紧凑，而且锅炉整体能耗也会降低。图4-11是典型Circofluid 型循环流化床锅炉系统图。
图4-11德国拔柏葛公司Circofluid型循环流化床锅炉系统图
1—对流受热面；2—悬浮段；3—鼓泡床段；4—屏式过热器；5—旋风分离器；
6—省煤器；7—空气预热器；8—返料装置；9—除尘器灰再循环；
10—烟气再循环；11—送风机；12—除尘器；13—引风机；
14—除尘器来灰再循环系统
Circofluid型循环流化床锅炉采用的流化速度为3.5~5m/s，它保留了鼓泡床的基本特点，即炉膛下部按鼓泡床运行（有床层表面）；上部为悬浮段，床内不设埋管受热面以防磨损，在悬浮段上面为塔式布置的对流受热面。为保证足够高的燃烧效率，必须使大部分细颗粒能在稀相区燃尽；为保证燃料在稀相区有足够的停留时间，采用了高大的稀相区设计。除了低流化速度、低循环倍率以外，该型循环流化床锅炉还有一个特点，就是采用工作温度为400℃的中温分离器。这一设计改善了分离器的工作条件，减少了旋风分离器的尺寸，而且经过分离器返回炉膛的物料与床料温差很大，更便于控制床温。
在燃烧室的下部水冷壁上全部涂耐磨耐火床料，来保护水冷壁，同时也改善其表面的传热。从而控制该区的温度，确保燃烧效率。Circofluid型循环流化床锅炉在运行时采用10~20的循环倍率，与鲁奇型锅炉等40~80的循环倍率相比，属于低倍率循环床锅炉。
与其他型式的循环流化床锅炉一样，Circofluid型循环流化床锅炉也采用分级燃烧的方的生成。一次风由炉底送入，占总风量的55%~60%，二次风由悬浮段不同高法控制N O
x
度处送入。Circofluid型锅炉的负荷与床温的调节，除了常规的改变风、煤比例外，还采用
了加入冷灰再循环与烟气再循环的调节办法。
由于其分离器的工作温度是400℃，因而与鲁奇型锅炉相比，它的分离器体积相对于炉膛要小得多。也正是因为分离器的工作温度较低，致使整个循环系统不是都处于最佳的燃烧和脱硫工况，因而可能会影响其燃烧效率和燃料效果。
表4-2给出了几种不同型式循环流化床锅炉的性能比较。
表4-2 不同型式循环流化床锅炉的性能比较
第六节东方锅炉厂自主开发大型CFB锅炉简介
东方锅炉（集团）股份有限公司凭借雄厚的循环流化床锅炉设计、制造实力，在消化吸收美国FW公司及法国ALSTOM的循环流化床锅炉技术的基础上，结合自身在大容量机组锅炉开发、设计、制造方面的丰富经验，已完全具备了生产高效、可靠、技术性能优越的大容量循环流化床锅炉的能力。
一、东方自主开发型300MW亚临界CFB锅炉
1. 锅炉的设计指导思想
满足业主要求；热效率高，经济性能好；可用率高，可靠性好；污染排放低；运行灵活，适应变负荷及调峰能力强；维护量小；煤种适应性广；技术成熟。
2. 技术发展历程
（1）第一阶段（1988~1993）国内合作自行开发；
（2）第二阶段(1992~2000)加快CFB大型化；
（3）第三阶段（2000~2003）东方型150MW自主知识产权的CFB锅炉的研发；
（4）第四阶段（2003以后）300MW CFB技术引进和消耗吸收；东方型
、及135~150MW CFB锅炉的改进完善；拥有自主知识产权的200M W300M W 600MW CFB锅炉进行自主开发。图4-12为东方自主开发型300MW亚临界压力CFB锅炉示意图。
图4-12 东方自主开发型300MW亚临界压力CFB锅炉
3. 锅炉整体布置特点
（1）亚临界参数变压自然循环锅炉，一次中间再热，M型布置，总体上分为主回路、尾部、空气预热器三部分；
（2）单炉膛，两侧进风；
（3）炉内布置水冷屏和屏式过热器、屏式再热器；
（4）前墙给煤；
（5）床上、床下联合点火；
（6）后墙排渣，采用滚筒炉渣器；
（7）三台汽冷分离器；
（8）尾部双烟道挡板调温；
（9）管式空气预热器。
4. 不采用外置式换热器或INTREX
设计原则；在保证主回路吸热量（即保证床温）的基础上增加主回路过热吸热份额，并有足够的受热面布置空间。
缺点：回料系统灰量调节可靠性低；膨胀、密封结构复杂；床温、汽温调节矛盾无法调和；外置式换热器内受热面保护困难；运行、调试经验少。
优点：再热器温调节可靠性高；系统布置简单；运行、调试经验丰富。
东方公司和国内外许多研究院所、高效的研究结果均表明，在300MW亚临界及以下的循环流化床锅炉中，外置式换热器均不是惟一选择。
图4-13为FW INTREX外置换热器示意图。图4-14为ALSTOM FBHE外置式换热器示意图
图4-13 FW INTREX外置换热器图4-14 ALSTOM FBHE外置式换热器
5. 采用高效汽冷分离器
优点：增加受热面积，使辐射受热面的布置更加容易；耐火材料用量少，有利于锅炉的启停和调幅，节约启动耗油量；有利于吸收未燃尽燃料（包括焦炭和CO）二次燃烧产生热量，防止分离器内结焦；与炉膛之间胀差小，结构简单，具有更可靠的密封性；在石油焦等灰分极少的炉型中表现出极高的分离效率。图4-15所示为高效汽冷分离器。
图4-15 高效汽冷分离器图4-16 空气预热器
6. 采用卧式光管空气预热器（见图4-16）
光管空气预热器与回转式空气预热器的比较见表4-3
7. 炉渣器的选择
实践证明，流化床冷渣器（即非机械式冷渣器，见图4-17）对于入炉煤质的粒度要求比较高。但目前国内普遍存在的情况是：燃料的来源不稳定，变化较大，且燃烧中石块和矸石多，大多数的电厂对燃煤破碎设备的设计选型重视不够，使燃料入炉粒度难以保证。因此，选取对煤质粒度不敏感的冷渣器类型是用户的最佳选择。
图4-17 冷渣器
8. 关于磨损问题
需要防磨的受热表面主要有：
（1）水冷布风板；
（2）炉膛下部密相区四周水冷壁内表面；
（3）炉膛出口四周水冷壁内表面；
需要防磨的非受热表面主要有：
（1）旋风分离器中心筒；
（2）分离器出口烟道内表面；
（3）立管及回料装置内表面。
水冷壁防磨措施示意图见图4-18.
图4-18 水冷壁防磨措施
二、东方公司自主开发型600MW超临界CFB锅炉（见图4-19）
图4-19 600MW超临界CFB锅炉整体布置
1. 锅炉整体布置特点
（1）超临界参数变压直流锅炉，一次中间再热，H型布置，总体上分为主回路、尾部、空气预热器三部分。
（2）分体炉膛，单面曝光中隔墙，等压风室。
（3）回料器给料。
（4）床上、床下联合点火。
（5）两侧墙排渣，采用滚筒冷渣器。
（6）六台分离器，并对应六台外置式换热器。
（7）尾部单烟道。
（8）两台四分仓回转式空气预热器。
2. 锅炉汽水系统
分离器入口烟道?分离器?分离器出口烟道?后竖井包墙入口烟道和后竖井包墙?吊挂管?低温过热器?一级减温器?中温过热器Ⅰ?二级减温器?中温过热器Ⅱ?三级减温器?高温过热器。
过热器采用煤水比和三级喷水减温调节汽温。
低温再热器→事故减温器→高温再热器。
再热器采用外置式换热器灰量控制作为调节手段，喷水作为事故手段。
图4-20所示为600MW超临界压力CFB锅炉系统图。
图4-20 600MW超临界CFB锅炉系统图