链条炉煤层进入锅炉要多厚才好

一、联系：循环流化床、煤粉炉、沸腾炉、链条炉都属于锅炉设备，通常多用于工业生产中。

二、区别：

1、特点不同

（1）循环流化床：燃烧效率高；燃料适应性广；高效脱硫。

（2）煤粉炉：燃烧迅速、完全、容量大、效率高、适应煤种广，便于控制调节。

（3）沸腾炉：焙烧强度高；矿渣残硫低；可以焙烧低品位矿；炉气中二氧化硫浓度高、三氧化硫含量少；可以较多地回收热能产生中压蒸汽，焙烧过程产生的蒸汽通常有35%～45%是通过沸腾层中的冷却管获得。

（4）链条炉：方便操作、故障少、安全可靠性高、检修费用低；漏煤量、漏灰量、漏风量、串风量很少；各分段送风室沿炉排宽度均匀的向煤层送风，有利煤层均匀燃烧。

2、原理不同

（1）循环流化床：采用流态化燃烧。

（2）煤粉炉：煤预先磨成很细的煤粉，与空气的接触表面积大大增加，使燃烧强化；煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。

（3）沸腾炉：用固体流态化技术焙烧硫化矿的装置。焙烧过程有反应热放出，产生含有二氧化硫的气体主要用来制造硫酸，矿渣则用作冶金原料。

（4）链条炉：通过减速机带动链条炉排转动，使煤从前方着火，到锅炉尾部燃尽，较固定炉排能够提高燃烧效率，同时链条转到下方时，风冷降温，能够保护炉排片不烧损。

3、结构组成不同

（1）循环流化床：主要结构包括燃烧室（包括密相区和稀相区）和循环回炉（包括高温气固分离器和返料系统）两大部分。

（2）煤粉炉：煤粉炉的燃烧设备主要有炉膛、燃烧器、点火装置等部分组成。

（3）沸腾炉：炉子的最下部是风室，设有空气进口管，其上是空气分布板。

（4）链条炉：链条炉排的结构形式可分链带式、横梁式和鳞片式三种。

参考资料来源：

百度百科-循环流化床

百度百科-煤粉炉

百度百科-沸腾炉

百度百科-链条炉

1、往复炉排适合烧劣质煤或柴，对煤的粒度要求不严格。而链条炉排适合烧优质煤，同时对没的粒度有一定的要求。往复炉排是在固定式阶梯炉排基础上发展起来的一种小型机械化炉排。具有结构简单、制造方便、金属耗量少及消 烟除尘效果好等特点。

2、链条炉排一般是两条(当炉排很宽时，可装置多条)，由装在前轴(主动轴)上的链轮带动。 横梁式炉排的优点是：结构刚性大，炉排片受热不受力，而横梁和链条受力不受热，比较安全耐用炉排面积可以较大，阻力小而风量分布均匀运行中漏煤、漏风量少。

扩展资料：

链条炉排使用注意事项：

1、正常燃烧时，开启看火门前要保证引风机开启。投煤时将煤从投煤门投在上炉排上，煤层厚度要保持在15---20厘米，如煤层上部已着红火，应投煤将红火部分压住。

2、严禁在下炉排加煤，以防冒黑烟，当下层炉排燃煤堆积较多，又要继续运行时，将下层炉排已燃烧完的灰渣清除并保留火底。

3、下炉排煤层的来源：一部分是有上炉排的间隙自由落下，一部分是为稳定下炉排的燃烧钩落的，当发现下炉排上火势轻微时，可用捅条顺着炉排管间隙将红煤从上炉排捅下，保证下炉排火层稳定燃烧。

4、当链条炉排锅炉烧沫煤时，应在打好火底的情况下，将沫煤拌水10---15%，以防漏落，不同煤种的燃烧快慢漏落情况都不一样。要注意摸索通风，加煤规律。

参考资料来源：百度百科-往复推动炉排炉

参考资料来源：百度百科-链条炉排锅炉

链条燃煤锅炉的粒径不会超过30mm，20-30mm粒径的煤块不超过30%。

各国的能源构成不同，消费构成也不同。我国能源以煤为主，约占70%，煤炭的消费构成大体如下:火力发电31%，各种工业锅炉31%，民用20%，炼焦8%，蒸汽机车4%，化工3%，出口3%。不同部门对煤质的要求不同。

1.炼焦用煤

焦炭用于炼铁、铸造、生产电石、气化以及金属的冶炼等。炼焦是在炼焦炉的炭化室内进行的。炭化室宽0.45m，高4.3～5.5m，长14～16m，可装煤18～27t，炭化室两边为燃烧室，温度达1300℃，隔着耐火砖把炭化室加热至1100℃，煤在炭化室中隔绝空气干馏，大约经过14～16h，煤就炼成焦炭。炼焦产品中焦炭约占75%，焦炉煤气18%，煤焦油4%，还有粗苯、氨、硫等。每座焦炉有炭化室几十个至上百个。焦炉煤气热值很高，是很好的气体燃料。煤焦油经分馏后可得到很多有用的化工产品，如汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青等，粗苯和氨也是主要的化工原料。我国每年生产的焦炭5000×104t以上，其中大部分用于高炉炼铁。焦炭在炼铁高炉中所起的作用主要有三:一是还原剂，与铁矿石中的氧作用生成CO和CO2，把铁还原出来二是热源，焦炭燃烧时产生高温(炼铁高炉温度约1600℃)，保证化学反应的进行，使铁矿石熔化三是支撑剂，焦炭在高温下不变形，保证高炉中气流畅通、生产正常地进行。所以炼铁必须有一定粒度的高强度、低灰低硫的优质焦炭。为保证焦炭的质量，对炼焦用煤有如下的要求:

1)有较强的结焦性和粘结性:炼焦用煤一般都要用多种煤配合炼焦强粘结性煤如肥煤、焦煤要占50%～60%，而粘结性差的煤如气煤、瘦煤用量为40%～50%，有时也可用一部分弱粘煤代替气煤。配煤后的胶质层厚度Y为16～20mm为佳。

2)煤的灰分要低:炼焦煤的灰分增加0.8%，焦炭的灰分就增加1%，焦炭的强度会下降2%，炼铁时的焦比(炼1t铁所需焦炭量与铁的比值)要增高2%～2.5%，生铁产量要下降2.55%～3%，高炉排渣量要增加2.7%～2.9%。所以要求炼焦煤的灰分越低越好。但为了保证精煤的回收率，所以煤焦配煤的灰分Ad≤10%为宜。由于我国的气煤多，而焦煤少，所以我国焦煤、肥煤的灰分可放宽至12%，气煤的灰分则要小于9%。不管原煤灰分多低，炼焦用煤都要进行洗选，不但降低了灰分，而且可脱除大部分丝质体和半丝质体等不粘结组分，使镜质组富集而提高煤的粘结性。

3)煤的硫分要低:炼焦煤中的硫有80%进入焦炭，焦炭在炼铁时，硫进入生铁。生铁中含硫大于0.07%，即为废铁，不能炼钢，因炼出的钢具热脆性，易脆裂。为了脱硫，要在高炉中加入石灰石、白云石等熔剂与硫形成炉渣(CaS)排出。通常炼焦煤的硫增加0.1%，焦炭中的硫增高0.08%，石灰石用量就增加1.6%，焦比上升1.2%，高炉的生产能力就降低1.6%～2.0%。所以要求炼焦配煤后的硫含量St，d≤1.2%。有些工业先进国家，要求配煤的硫含量要小于0.5%。煤中的磷在炼焦时也会进入焦炭，焦炭炼铁时磷进入铁中。磷也会使铁变脆，其危害比硫更大。炼焦配煤中要求磷含量Pd≤0.1%。我国煤中的磷含量一般都不高。

4)配煤的挥发分要合适:配煤的挥发分过高，会降低焦炭强度挥发分过低，虽可提高焦炭的强度和块度，但炼焦时膨胀压力过大，推焦困难，而且挥发分低，化学产品的回收率低，使炼焦成本提高。一般配煤的挥发分Vdaf为28%～32%较合适。若生产铸造焦，挥发分可低一点(Vdaf=28%)，可得较多的大块焦。化工用焦，焦炭强度可稍降低，故挥发分可高些，灰、硫的要求也可放宽一些。

5)其他指标要求:要求配煤总水分Mt在7%～10%之间。因水分高，消耗热量，需要延长炼焦时间，降低焦炭的产量。炼焦配煤的粒度，要求小于3mm占80%以上。粒度太大，煤料混合不均匀，炼出焦炭强度受影响粒度太小，增加磨煤费用和电耗，而且装炉煤的堆密度变小，会减少焦炭产量，降低焦炭质量。配煤的粘结性较差时，可用捣固的办法增加堆密度，减少颗粒间的间隙，改善煤的粘结性，也可加入沥青等粘结剂来改善粘结性。煤料挥发分高，收缩太大时，可加入细粉碎无烟煤、半焦等瘦化剂，以提高焦炭强度。

2.气化用煤

煤直接燃烧效率低，热能利用率仅15%～18%，且污染大气。我国每年燃烧煤炭排入大气的烟尘量达1200×104t，SO2达1800×104t，占排入大气污染物总量的60%～80%。全国有几十个城市出现酸雨，近40%的国土受酸雨的污染，酸雨主要是硫酸(90%)，其次为硝酸和弱酸。大气中含硫0.8mg/m3就会使人致病，酸雨使湖泊酸化、鱼藻死亡、农作物枯萎、土壤中养分流失，还破坏金属构件、建筑物，文物古迹、油漆、衣物也受其腐蚀。酸雨给国民经济造成巨大损失，已成为国际上重大的环境污染问题。用煤生产煤气作为燃料称为煤的气化，是减少对大气和环境污染的办法。煤气的热效率高达55%～60%，比直接燃煤提高3倍，洁净、空气污染小，运送方便，生产工艺和设备比较简单。煤的气化是使煤与氧气、空气、水蒸气等反应，生成含有CO和H2等可燃气体的工艺过程，即把固态的煤变成可燃气体的过程。

2C+O2→2CO+Δ

C+H2O→CO+H2－Δ

式中:Δ表示无效成分。

据气化剂的不同，煤气可分为空气煤气、水煤气和半水煤气等。以空气作为气化剂生产出来的煤气称为空气煤气，但有效成分H2和CO含量只有12%，发热量太低，用处不大以水蒸气、氧气作为气化剂生产出来的煤气称为水煤气，有效成分CO和H2的含量可达86%，发热量高，可作燃料和化工原料，也是工业用氢的来源以空气和水蒸气作为气化剂生产出来的煤气称为半水煤气，有效成分H2和CO的含量达70%，N2含量为20%，发热量中等，是合成氨的原料，也可作燃料。

气化用的炉型不同，对煤质的要求也不一样。常见的有固定床气化炉、沸腾床气化炉和悬浮床气化炉。

(1)固定床气化炉

固定床气化炉为圆形炉子，煤由炉子上方加入，在炉栅上进行燃烧气化。气化剂从炉栅下部向上通入，生成的煤气从上方导出。炉栅附近温度高，为氧化层，向上温度逐渐降低，分别为还原层、干馏层和干燥层。

固定床气化炉必须用块煤，粒度最好为25～50mm，其次为13～50mm，13～25mm，25～75mm等。煤种以低煤级的褐煤、不粘煤、长焰煤、弱粘煤、气煤为佳。要求煤的抗碎强度较高，热稳定性要好(TS+6＞70%)，煤的活性好，灰分Ad＜25%，硫分St，d＜2%，固态排渣炉要求煤灰的软化温度ST＞1200℃，液态排渣炉要求煤灰的熔化温度FT＜1300℃，要求烟煤胶质层厚度Y＜16mm。

(2)沸腾床气化炉

煤在炉上呈浮动的状态，就像沸腾的水，故称沸腾床气化炉。用粒度＜8mm的煤，而＜1mm的粉煤越少越好，不然飞灰的损失大，影响煤的有效利用率。煤种以低煤级的褐煤、长焰煤或不粘煤为佳。要求煤的水分Mt≤12%，灰分Ad≤25%，硫分St，d＜2%，活性要好，a＞60%(950℃时CO2的还原率)，煤灰软化温度ST＜1200℃。

(3)悬浮床气化炉

把煤磨成粉，喷至炉内呈悬浮状态进行燃烧气化。煤要磨得很细，＜200网目(筛孔边长为0.074mm)的煤粒要＞90%。煤粉在炉中1s内完成氧化反应，炉中温度高达1400～1500℃。生成煤气可供生产合成氨。该炉对煤种不限，对粘结性等无要求，但煤的水分要尽量少，Mt＜5%。悬浮床气化炉生产能力大，1h可生产5×104～12×104m3的煤气。

(4)生产合成氨对煤质的要求

我国中型化肥厂生产合成氨的气化炉一般用固定床气化炉，对煤质有严格要求。要用无烟煤，块煤粒度为25～50mm，或15～100mm，13～25mm，13～70mm含矸率(粒度大于50mm的矸石量百分比)小于4%，限下率(小于粒度下限的煤百分比)为15%～21%Mt＜6%Vdaf≤10%，Ad为16%～24%，St，d≤2.0%，ST≥1250℃，TS+6≥70%，抗碎强度(大于25mm)不小于65%。

3.液化用煤

煤的液化就是将煤中的有机质转化成液态产物的加工过程。煤炭液化的主要目的是为了获得液体燃料，如汽油、柴油、煤油等，也可将液态产物加工成无灰焦炭，用以制造电极、碳纤维、粘结剂，生产有机化工产品，煤液化的副产品煤气可作为气体燃料。

煤液化的方法可分3类:煤直接加氢液化(如高压加氢法，溶剂精炼煤法)煤间接液化(先将煤气化为水煤气，然后合成液态产物)煤的部分液化(即低温干馏法)。

(1)煤直接加氢液化

煤是固体，碳含量高、氧含量高(15%～25%)、氢含量低(＜7%)、原子比小，煤的分子结构为高分子缩聚物，结构单元为缩合芳香环，环上带有直链烃侧链和各种含氧、氮、硫的官能团，各结构单元通过醚键或非芳香烃连接，煤分子量很大，一般认为＞5000。石油是液体，氢含量高(11%～14%)，氧含量低(＜1%)，H/C原子比大，石油分子结构以烷烃、环烷烃为主，分子量小，约200。煤的直接加氢液化，实质就是煤在溶剂、催化剂和高压氢存在的条件下，切断煤的化学键，在键的断裂处用氢来补充，使煤变成低分子量、含氢高的油和气。加氢液化时，煤要破碎至＜0.3mm，与蒽油(或四氢萘)混合制成煤糊，反应塔中温度为400～480℃，有CoMo催化剂，10～20MPa压力，煤糊在反应塔中被裂解，加氢液化，生成的液态产物可分馏出各种组分，气态产物可作燃料气用。据需要可改变反应温度和压力，生产产品可以液态为主，也可以固态为主。固态产品称溶剂精炼煤，是优质清洁燃料和化工原料，可用于炼焦配煤，做型煤的粘结剂，生产高级碳素材料、碳素纤维等。

加氢液化要采用低煤级的煤，如褐煤、长焰煤或Vdaf＞35%的气煤。碳氢比要小，C/H＜16，壳质组和镜质组含量要高，惰质组含量要低(I＜10%，因其不液化)，煤的灰分要低(Ad＜5%)，灰熔点要高(ST＞1200℃)。

(2)煤间接液化(又称一氧化碳加氢法)

其原理是先将煤气化得原料气(CO+H2)，然后在一定温度和压力下经催化合成，得到液态烃和液化石油气。产品有合成石油气、汽油、柴油、燃料油、蜡、醇、酸、酮等。目前南非有正式生产厂，年产量超过200×104t。

煤间接液化对煤质的要求与气化炉有关。如移动床加压气化炉，要求用块状无烟煤或焦炭，粒度均匀，灰分低，灰熔点高，抗碎强度高，热稳定性好，硫分低，水分低，挥发分低。

(3)煤的部分液化

即低温干馏，要用含油率高的褐煤或高挥发分烟煤，如长焰煤、气煤等。

4.火力发电用煤

我国约有30%的煤用于火力发电，年耗煤约4×108t，是用煤大户。我国火力电厂大多采用粉煤锅炉，装机容量越大的发电厂，对煤的热值及可磨性要求越高。煤的粒度越细越好，要求＜200网目(筛孔边长＜0.074mm)的粉煤要占85%以上(褐煤80%以上)，所以要求煤的可磨性越大越好，可减少电耗。影响电厂用煤指标的主要有挥发分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St，d)、发热量(Qnet，ar)、灰熔点(DT，ST，FT)等。

1)发热量等级(表7-10):不同煤级的煤，挥发分不同，发热量不同，要根据不同炉型的煤来燃烧。如用任意煤级的煤，则燃烧的稳定性及效率会受影响。

表7-10 火力发电用煤对发热量的要求

2)灰分等级(Ad):分3等:A1≤24%A2为24%～34%A3为34%～46%。灰分降低发热量，粘污设备，造成显热损失，故对灰分有一定的要求。

3)水分等级(Mt%):

Vdaf≤40%时，M1≤8%，M2在8%～12%范围内

Vdaf＞40%时，M1≤22%，M2在22%～40%范围内。

煤中含水分Mt＞60%时，要先干燥，不能直接燃烧。

4)硫分等级(St，d%):S1≤1.0%或S2在1.0%～3.0%之间。硫分高于3.0%会造成严重的腐蚀和环境污染。

5)灰熔点(ST):固态排渣炉要求高的灰熔点，液态排渣炉要选用低灰熔点的煤。当Qnet，ar＞12.54MJ/kg时，要求ST＞1350℃当Qnet，ar≤12.54MJ/kg时，对灰熔点不限。

5.铁路机车用煤

机车锅炉的烟道较短，要求水蒸气的蒸发量大(70～80kg/(M2·h))，通风强度大，流速快(＞30m/s)，故需使用块煤。如果用末煤就会产生飞扬损失，粉煤没充分燃烧即被吹出，热能不能得到充分利用，损失率可达15%～20%，大供气时可达25%～30%。块煤的粒度以6～50mm为好。块煤供应不足时，也可供原煤，但含矸率要不大于1%，用混煤则要粒度为0～50mm。供应颗粒煤时限下率要小于15%，含末率要小，含末率增大1%，则煤耗增加0.4%。煤种可用长焰煤、弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、气肥煤等，要求挥发分大一些(Vdaf≥20%)。一般不使用褐煤，褐煤燃烧时火力不猛，使蒸气压力达不到要求。

机车用煤的硫分要低(St，d＜1.5%)，隧道多的地方要求St，d＜1.0%，灰分要低(Ad≤24%)。煤的灰熔点越高越好，要求软化温度ST＞1200℃，以免结渣影响炉子通风。煤的发热量分3级:①Qnet，ar为20.9～23.00MJ/kg②Qnet，ar为23.00～25.09MJ/kg③Qnet，ar≥25.09MJ/kg。用弱粘结性煤较好，用不粘结煤易漏失，用强粘结性煤则阻碍炉子通风。

6.船舶用煤

船舶用煤对质量要求更严，因船的体积小，供煤不方便，故要求高热值的低灰块煤。粒度为13～50mm间的小块和中块煤或者混块煤，灰分Ad＜14%，发热量Qnet，ar≥25MJ/kg，挥发分(Vdaf)最好在25%～40%之间，煤灰熔点ST≥1250℃。可采用单种煤，也可用配煤燃烧，一般无烟煤和褐煤不宜做船舶用的配煤。

7.高炉喷吹用煤

为了降低高炉炼铁时的焦比，国内外普遍采用喷吹无烟煤粉、天然气和重油等燃料来代替部分焦炭，可降低生铁的成本，每喷吹1t优质无烟煤可节约焦炭800～900kg。喷煤粉率可达24%～30%，比用焦炭成本低一半。

喷吹用的无烟煤，要求可磨性好，HGI指数越大越好，可减少磨煤电耗灰分、硫分要低，Ad≤12.5%，St，d＜1.0%，Vdaf=10%左右，Mt＜8%。水分高的无烟煤粉在喷吹时的黏滞力大，甚至使煤粉粘在一起而无法喷吹。煤灰成分中SiO2/CaO要小于1，因为CaO增高有助于降低酸性炉渣的黏度。无烟煤粉的细度，要求大于160网目的数量小于10%，最高不超过15%。我国新密、阳泉、汝箕沟、焦作、晋城等地的无烟煤可用于喷吹。低灰、低硫、强爆炸性的烟煤也可用于喷吹，如山西大同优质的弱粘煤。高变质的超无烟煤由于不易研磨成粉，一般不用于高炉喷吹。

8.烧结矿用煤

炼铁时对品位高的铁矿石经一定的破碎和筛分即可入炉冶炼，但对含铁量较低的贫矿则要预先破碎、洗选，提高品位后，把精矿粉与无烟煤和溶剂等在温度1300℃左右烧结成球，再送入高炉冶炼，把精料烧结成块，即为烧结矿。烧结用煤质量的好坏，将直接影响生铁的质量。烧结用的无烟煤粒度为0～3mm，灰分，硫分要低(Ad≤15%，St，d≤1.0%)，发热量要高。

9.制活性炭用煤

活性炭是一种带有活性的炭制品，具有强吸附作用。活性炭是黑色、无味、无嗅的固体，不溶于一般有机溶剂。它具有发达的微孔结构，具有巨大的比表面积，每克活性炭比表面积可达500～1500m2，最高可达2500m2，使活性炭具有很高的吸附能力。活性炭的化学稳定性高，可在很广的酸碱度范围内使用。

活性炭是一种疏水性的吸附剂，能在气体和污水净化中发挥作用。它能从被污染的潮湿空气中吸附SO2，NO2，CO2，H2S，氯、汞蒸气以及苯、醇、醛、酚、汽油等多种气态烃，及多种细菌、病菌、臭气，还能吸附污水中各种化学物质、石油和细菌、病毒等，使水净化至地面水标准。活性炭又是一种优良的催化剂及载体，用于氧化、还原、脱氢、合成等化学反应中。活性炭广泛应用于食品、医药、工业用油剂、橡胶加工、石油炼制、染色、无机试剂的制备、有机合成、气体净化、溶液中贵金属和溶剂的回收、防毒面具、解毒剂以及航空、军工、消防等方面。

活性炭的品种有粉状和粒状等。生产时先将煤在温度600℃下进行干馏，除去挥发分，然后将碳化物在温度900℃下进行焙烧，用含氧气体和水蒸气、ZnCl2等活性剂进行活化，清除被吸附在碳表面的各种污染物，把被堵塞的微孔打开，从而增加活性炭的内表面积，恢复其活性。

各种煤都可作为生产活性炭的原料。高煤级烟煤和无烟煤制出的活性炭微孔发育，中孔少，适于气体和蒸汽的吸附，也可作催化剂载体，用于水的净化。低煤级烟煤和褐煤制成的活性炭中孔发育，微孔少，适于气体脱硫、脱色及大孔径的催化剂载体。对原料煤的要求是灰分越低越好，最高不超过10%，硫分越低越好，制颗粒状活性炭，则要求无烟煤的热稳定性要好。

10.制造电石用煤

在电炉内2200℃的高温下，将生石灰与焦炭进行反应，生成电石(CaC2)。电石与水反应，生成乙炔(C2H2)，乙炔在氧气中燃烧可产生3500℃的高温，可用来切割金属电石还可用于制造塑料、合成纤维、合成橡胶、化肥和农药等。

制造电石可用焦炭或无烟煤。对无烟煤的质量要求:固定碳含量要高，挥发分Vdaf＜10%，灰分要低(Ad＜7.0%)，全硫St，d≤1.5%，磷含量Pd＜0.04%，煤的密度以小于1.6g/cm3为佳，粒度最好是3～40mm。

11.制腐植酸用煤

制造腐植酸一般采用腐植酸含量高的泥炭、年轻褐煤和风化烟煤及严重风化的无烟煤。要求煤的腐植酸产率大于30%，煤的灰分不宜超过40%。煤灰成分中以含氧化钾和五氧化二磷较多为好，这样可制成含多种肥效的复合肥料。

12.提取褐煤蜡用煤

褐煤蜡是轻工业、化学工业中不可缺少的原料，制电缆、皮鞋油、复写纸、电子产品都少不了它。适于提取褐煤蜡的煤是年轻褐煤，要求苯抽提物EB，d＞3%，灰分不宜太高。老褐煤的蜡含量低，不宜作为原料。

13.水泥工业用煤

大、中型水泥厂的砖窑烧成用煤对煤质的要求较高。首先是煤的灰分越低越好，一般要求Ad在20%～26%的范围内。灰分太高，煤的发热量太低，达不到熟料的烧成温度(1450℃以上，燃烧火焰温度达1600～1700℃)，要求煤的发热量＞21MJ/kg，温度低影响熟料的矿物成分和结晶状态，使水泥的安定性强度(标号)降低要求灰分的成分稳定，因为煤灰成分会影响水泥的配料，煤的挥发分以Vdaf＞25%为宜，但不要超过40%。挥发分适中，火焰明亮，升温快，熟料的质量好，煤的硫含量St，d＜3%煤种以焦煤、1/3焦煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤等较合适，也可采用配煤的方式。粒度以末煤、粉煤、混煤等小粒度最适宜，可减少磨煤电耗，粒度过细，易发生自燃爆炸，不安全。

14.陶瓷工业窑炉用煤

陶瓷工业窑炉可以用柴、煤、油、煤气、天然气作为燃料，也可用电。以煤作为燃料对煤质的要求是:发热量Qnet，ar≥21MJ/kg，挥发分Vdaf为25%～30%，灰分Ad≤20%，灰熔点ST≥1300℃，硫分St，d＜2%。

15.工业锅炉的用途与用煤量

(1)工业锅炉

锅炉是生产水蒸气和热水的设备，按用途可分为动力锅炉(火力发电厂)、工业锅炉和采暖锅炉、废热锅炉。动力锅炉产生高温、高压过热蒸汽，工业锅炉产生饱和蒸汽或中、低压过热蒸汽，采暖锅炉只产生低压饱和蒸汽和热水。工业锅炉广泛用于化学工业、造纸、印染、纺织等行业。我国工业采暖锅炉有几十万台，年耗煤近4×108t。约占我煤产量的30%。

(2)工业锅炉分类

层燃炉:燃料在炉排上铺成层状，空气由炉排下送入。燃料一部分在炉排上燃烧，一部分在炉膛中燃烧，可储存较多的煤，燃烧稳定。按操作方式可分为手烧炉、链条炉、抛煤机炉、振动炉排炉等。

悬燃炉:又称煤粉炉，没有炉排，燃料在炉内呈悬浮状态燃烧，燃烧稳定性差，但燃烧效果好，机械化程度高，适于大炉。

沸腾炉:把煤料破碎至一定粒度，从炉排下送入压力较高的空气，将燃料层吹到一定高度燃烧。燃料在炉内上下翻滚，完成燃烧过程。该炉可烧劣质煤、油页岩、煤矸石、石煤，但飞灰量大，热损失大，耗电量大。管道易磨损。

(3)各种工业锅炉对煤质的要求

链条炉:煤的发热量Qnet，ar一般在19～21MJ/kg之间，挥发分Vdaf＞15%，灰熔点ST＞1200℃，弱结渣性用烟煤，粒度为10～50mm。适于10～75t/h蒸汽量的中型锅炉。

振动炉排炉:用于容量2～10t/h的锅炉，适于低挥发分的烟煤和无烟煤，不宜用粘结性强、灰熔点低、水分高的煤。炉排振动易漏煤、飞灰多。

往复推动炉排炉:可用高灰分、高水分低煤级煤，不宜用无烟煤及粘结性强的烟煤，用于6t/h的小锅炉。

抛煤机炉:适用各种煤种，但粒度要在30～40mm范围内，水分Mt≤15%。适于蒸发量＜10t/h的锅炉。

悬燃炉适于任何煤种，但要有磨煤设备，适于蒸发量大于75t/h的大中型锅炉。

沸腾炉:可用劣质煤、油页岩、石煤等。

手烧炉:条状炉排，适用褐煤和高挥发分煤板状炉适用无烟煤。

16.生活用煤

包括居民生活用煤、服务行业、机关团体用煤、冬季采暖用煤、城乡小企业生产用煤，约占我国煤年产量的20%，每年用煤超过2×108t。

烧散煤热效率仅为10%，煤球为20%，蜂窝煤为30%，上点火蜂窝煤达40%～50%。上点火蜂窝煤对煤质的要求是:易燃、上火快，发热量高，硫低，火旺耐烧，使用方便，发热量Qnet，ar在23～25MJ/kg之间，Vdaf在15%～20%范围内，St，d＜0.5%，着火点低。

电厂锅炉用煤对煤质的要求

动力煤小知识

电厂锅炉用煤对煤质的要求

一、电厂锅炉按燃烧方式分类

1、层燃炉。层燃炉有炉箅（也叫炉排）、煤炭或其他固体燃料在炉箅上的燃烧层内燃烧。燃烧所用空气由炉箅下送入。穿过燃料层进行燃烧反应。部分未燃尽的可燃气体和被气流吹起的细粒燃料，仍可在燃料层上的炉膛空间中继续燃烧。

2、室燃烧。室燃烧炉中的燃料主要是在炉膛空间悬浮燃烧。这是电厂锅炉的主要燃烧方式。在燃烧煤粉的室燃炉中，由

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于排渣方式不同，又可分为固态排渣煤粉炉和液态排渣煤粉炉。

3、旋风炉。旋风炉是一个以圆柱形旋风筒作为主要燃烧室的炉子。气流在筒内高速旋转，煤粉气流沿圆筒切向送入或由筒的一端旋转送入。较细的煤粉在旋风筒内悬浮燃烧，较粗的煤粉则贴在筒壁上燃烧。筒内的高温和高速旋转气流使燃烧加速，并溶化灰渣，形成液态排渣。旋风筒有立式和卧式两种，可燃用粗煤粉和煤屑。

4、火炬层燃炉。用空气或机械播撒方式把煤炭抛入炉膛空间，然后落到炉箅上的燃烧方式称为火炬层燃。实际上有些细煤

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悄在炉膛中完全燃尽，较大颗粒可能在空间着火后再落到煤层上继续燃烧。大的煤块则在落到煤层上以后才开始着火燃烧。这种炉子往往配以链条炉箅，并且用于容量不大的锅炉。

5、沸腾炉。沸腾炉也称液态化燃烧炉，这是一项正在发展的新炉型。炉子底部为一多孔的布风板，空气以高速穿过孔眼，均匀进入布风板上床料层中，床层中的物料为固体颗粒和少量煤粒，当高速空气穿过时床料上下翻滚，形成“沸腾”状态。在沸腾过程中煤粒与空气有良好的接触混合，燃烧快，效率高。床层内安置以水和蒸汽（或空气）为冷却介质的埋管，把床层温度控制为700-1000。沸腾炉可在常

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压下工作，并正在研究在增压下工作的沸腾炉。由增压沸腾炉出来的高温燃气，除尘后可送入燃气轮机，而由埋管出来的蒸汽则送入汽轮机，这样就形成燃气—蒸汽联合循环。

6、循环流化床锅炉。循环流化床锅炉是在沸腾炉基础上发展起来的一种锅炉，其性能指标超过沸腾炉。循环流化床锅炉的特点是进一步细化煤粒，提高流化风速，在炉膛出口安装了高温分离器，便颗粒与气流分离，气流进入省煤器加热燃烧用空气，固体颗粒再送入炉膛流化燃烧，以此反复循环流化。

二、电厂锅炉对煤质的要求

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煤炭的种类和性质对电厂锅炉燃烧设备的结构、选型、受热面的布置以及运行的经济性和可靠性都有很大影响，因此，大中型的电厂锅炉都是根据一定的煤种设计的。对电厂锅炉热力工作影响大的指标主要有：干躁无灰基挥发分、收到基灰分、收到基水分、干躁基全硫、收到基低位发热量及灰熔融性。

1、挥发分(vd/%)。不同的电厂锅炉对挥发分都有具体的要求，设计使用低挥发分煤炭的锅炉，燃用高挥发分的煤炭，其安全性和经济性将受到较大影响。因此，电厂的煤炭要按设计的挥发分要求选择和供应。从炉型情况分析，层燃烧、室燃烧炉型对煤炭的挥发分要求更为严格，旋风炉

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、沸腾炉和循环流化床锅炉对煤种的要求较为宽松，可选用煤炭的挥发分区间较大，煤种适应性强，特别是新建的循环流化床锅炉，对挥发分要求更为宽松。

2、灰分（Ad/%）。灰分对燃烧的作用首先表现为：灰分高会使火焰传播速度减慢，燃点推迟，燃烧温度下降，燃烧稳定性变差，甚至造成灭火。同时灰分过高，还容易加剧设备的磨损，缩短设备使用寿命。灰分过低，在层燃烧时，由于灰渣太薄容易把炉箅烧坏。从灰分的适应性看，循环流化床锅炉对灰分适应性最强。

3、水分(Mt/%)。水分既是数量指标又是质量指标，煤的水分升高，发热量降低，

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锅炉排烟温度升高，影响发电锅炉的燃烧效率。在使用煤粉燃烧的锅炉中，入炉前对煤粉要经过干躁处理，以减少水分对发电锅炉燃烧带来的影响。

4、硫分(St,d/%)。硫燃烧后生成SO2 和SO3 ，它们极易与烟气中的水蒸气化合成H2SO4蒸气，对发电设备产生腐蚀作用， 同时，SO2和SO3 排放到空气中，大气环境造成严重污染。另外，高硫煤炭在存放过程中，容易发生变质自燃，影响煤炭的燃烧效果。

5发热量(Qnet,at)。煤的发热量是设计发电锅炉时的一个重要指标，煤的发热量低于设计指标，炉内温度水平降低，影响煤

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粉的燃点和燃尽，锅炉热效率下降，当发热量低到一定程度时，将引起燃烧不稳，灭火放炮，以至必须投油助燃。反之，煤的发热量高于设计水平，炉膛温度必然升高，烧灰大多软化、熔融，容易形成结渣。

6灰熔融性。层状燃烧方式对煤的灰熔融性要求不高，悬浮燃烧采用固态排渣方式，灰熔融性软化温度ST＜1350℃就有可能造成炉膛结渣，妨碍锅炉的连续安全运行。悬浮燃烧采用液态排渣方式，一般使用灰熔

链条炉排锅炉对煤炭质量的要求及煤质指标供参

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时间:2011-04-02 11:29来源:网络 作者:新疆煤炭 点击: 316次

链条炉排锅炉对煤炭质量的要求及煤质指标供参考 (1)水分 煤的水分对于燃烧的影响具有两重性。煤中适当的水分使碎屑和块煤粘在一起能使漏煤和飞灰减少。燃烧碎屑较多的煤时，保持炉前有一定的水分是必要的。对于细粉较多、易粘结的高发热值煤，加入适当的水分在运行上已经取得了良好的效果，还可使煤层不致过分结焦。同时由于水分蒸发能疏松煤层，使煤粒间空隙加大，减少通风阻力。在常压下，由水变成水蒸汽体积要增加1 650倍，因而水分从煤层中燕发出来，在煤层内要留下很多空隙，这有利于通风，有利

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于强化燃烧。但另一方面，由于煤中水分增加使干燥时间加长，水分蒸发要吸收热量，这对煤的着火是不利的。而且水分增加时，水蒸汽混合到口J^燃气体中，既增加了pJ^燃气体的热容量又降低了它的浓度，这对口J^燃气体燃烧也是不利的，因而使燃烧室温度下降。同时水分增加，烟气体积增加，使排烟损失也跟着增加。 煤中加入的水量应当根据煤的粒度组成而定，细粉越多，加水量就应增加，但要适量，同时要加得均匀，要有7~8h的渗透时间。 煤中水分还与煤的变质程度有关，对低煤化度煤如长焰煤、不粘煤等，它们挥发分高、焦炭的化学活性高，极易着火，往往一进入炉膛就会着火，这样易烧坏煤

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斗。为了防止烧坏煤斗，就要提高煤的水分，推迟着火时间。 对于高煤化度煤，特别是无烟煤、挥发分低，焦炭活性差，着火困难，为了减少蒸发煤中水分的热损失，应降低煤中水分。但降低煤中水分后，会增加漏煤和飞灰，因此，燃用无烟煤应尽量减少粒度小于6mm的含量。 如低煤化度煤和高煤化度煤按合适比例掺烧，则煤中水分取决于它们的粒度组成。 (2)粒度 煤的粒度对链条炉的工作影响很大，未经筛分的原煤在链条炉排上燃烧是十分不利昀。因为粒度不一，粉煤和末煤嵌于块煤之间，煤层容易堆得很结实，使热量不易传到煤层深处，同时十燥过程中的水蒸汽不易散发出来，因此煤层着火困

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难。另一方面，煤层中夹杂粉煤和末煤使火床阻力增加易于产生火口。颗粒度不均在煤中易产生机械分离，大块煤易集中在炉排的两边，使得炉排通风不均，火床上燃烧不均匀。另外，如粉煤量增高时，为了减少粉煤的损失，需要提高煤的水分，因而增加吸热量，使干燥时间延长，增加了可燃气体的热容量，并降低其浓度，不利于可燃气体燃烧，使燃烧室温度下降，使排烟损失增加等等。另一方面如大粒度煤量增加，由于大粒度煤不能烧透，而使机械未完全燃烧损失增加。可见，用于链条炉排的煤，在粒度方面，应是大小合适，粒度均匀，粉煤和大块煤越少越好。粒度最佳范围是6~ 25mm。小于6mm的

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粉煤含量越少越好，一般应少于30 010。 但从我国煤矿生产现状来看，大多数煤矿还没有合适的筛分系统和储运系统把大于25mm的块煤筛去同时使小于6mm的粉煤含量降下来，因此，目前不少煤矿还是以供应粒度为小于50mm的混煤为主。 从应用现状来看，一般对煤的发热量、灰分、挥发分、硫分都比较重视，而对煤的粒度组成重视不够。为了提高锅炉燃烧效率，节约煤炭，减少环境污染，应该采取措施，把小于6mm的粉煤筛出来供发电煤粉锅炉用，大于6mm的煤供链条炉排锅炉用。对于大于25mm的煤筛出来用对辊机破碎到小于25mm以下，尽量供应粒度合适的煤炭，做到物尽其用。煤炭经过筛选

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、破碎等加工后，可换来高效率、低消耗、低环境污染。因此，有的单位为了保证入炉煤有合适的粒度，建立了筛分破碎系统。 (3)发热量 一般地说，发热量降低使锅炉的效率和出力都下降。当煤的收到基低位发热量小于16.50MJ/kg(即4 000kcal/kg)时，在链条炉上燃用这种煤就困难了。因为发热量低的煤不是灰分大就是水分大，或者灰分水分都大，燃烧温度诋，使炉拱的温度和辐射的热量都低，导致煤着火困难。同时燃用低热值煤时，为保证炉内温度需增加燃煤量，则炉排的走行速度或煤层厚度相应要提高，这对于煤的着火和燃尽都是不利的。因此煤的收到基低位发热量应该大于16.5 MJ/kg。当

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收到基低位发热量大于21 .OOMJ/kg(即5 000kcal/kg)时锅炉效率和出力有明显的提高，对确定的煤炭来说，发热量和灰分有一定的对应关系。有可能产生这样的情况：当它的收到基低位发热量（Q。。胁，）大于16.50MJ/kg时，灰分(Ad)大于30%，这时应考虑以灰分为主，即只要灰分大于30%，最好不要使用。(4)灰分和灰熔融性 煤中灰分增加使可燃物含量减少，发热量降低，对煤的着火和燃烧带来不利的影响。当燃用高灰煤时，在焦炭周围复盖了过多的灰渣，阻碍焦炭和空气接触，也就阻碍了焦炭的燃烧，延长了燃烧时间，增加了不完全燃烧损失。根据大量实践和试验结果表明：灰分大于30 010时

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燃烧效率很差，而且煤中灰分越大使锅炉效率降低得就越多。

煤中灰分对锅炉热效率的影响

灰分(A。)，%

10～15

>15～20

>20～25

>25一30

>30～35

>35～40

>40～45

>45～50

灰分每增加1%使锅炉热效率的降低值%

0

0.16

0.34

0.52

0.72

0.92

1.12

1.34

对链条炉来讲煤的灰分也不宜低于10%，因灰分过少，炉排上的渣层过薄，可能使炉排片过热，对链条炉工作也是不利的。因此，合理的灰分( Ad)范围为10.0%~30.

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0%。从目前煤炭生产情况看，大多用于链条炉排锅炉的煤炭灰分均大于10%。但也有个别煤炭灰分低于10%。 在焦炭的燃烧过程中，由于有还原作用，在炉排上形成很浓的还原气氛（即含CO较多），有助于将灰渣中的氧化铁还原成氧化亚铁，使灰渣熔化温度也相应降低。因此烧灰分较高的煤很容易在炉排上结渣，破坏燃烧过程，严重的还可能堵塞炉排的通风间隙，造成炉条过热和烧坏。为了防止炉灰结渣，应使用灰熔点较高的煤。一般要求煤灰的软化温度(ST)大于1 250℃。当煤的灰分较低时，煤的灰熔点可以略低些。参照GB /T9143-1988《常压固定床煤气发生炉用煤质量标准》以及长期来大量燃用

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大同煤的经验，当Ad不大于18. OO%时，煤的灰熔融性软化温度(ST)可以低于1 250℃，但要大于1 150 0C。(5)挥发分 煤中挥发物的产率和质量对炉排上燃烧过程的发生和发展都有很大的影响。因为煤燃烧时，挥发分首先析出和空气混合并着火燃烧，这对焦炭的燃烧是很重要的。一般地说，挥发分愈高，愈容易着火，燃烧也好。挥发分低的煤，燃烧也困难。譬如，无烟煤挥发分低，而且要在比较高的温度下才能析出挥发分，因而使着火困难。着火愈困难，煤在炉排上燃烧和燃尽的时间就愈少，因而机械未完全燃烧损失乜就愈大。但对于炉膛容积热负荷比较高的炉子，由于炉膛容积相对较小，当燃用高挥

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发分煤时，易于产生化学不完全燃烧损失，烟囱容易冒黑烟。 (6)粘结性 粘结性强的煤由于受到炉内高温辐射作用，表面软化熔融，形成板状结焦，这种情况对链条炉来讲是很不利的。燃用这种煤时，在运行中要进行繁重的拨火操作。另外，由于火床结焦使通风不利，有时使燃烧不能连续进行。所以在链条炉上燃用粘结性强的煤是不适宜的。最好燃用中等粘结性以下的煤，根据对粘结指数的研究，当煤的粘结指数小于40时，可以保证煤受热后不结焦或轻度结焦。也可以用焦渣特征来鉴定煤的粘结性强弱，一般当焦渣特征小于等于5时都适用于链条炉。

循环流化床锅炉技术是近几十年来迅速发展起来的一项高效低污染清洁燃煤技术。现根据我国近几年来出版的关于循环流化床锅炉理论设计与运行中有关循环流化床锅炉的原理、特点、启动和运行等方面的情况介绍如下：

一、 循环流化床锅炉的工作原理：

（一） 流态化过程：

当流体向上流动流过颗粒床层时，其运行状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触面维持它的空间位置。相反地，在失去了以前的机械支承后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层面言，具有了许多类似流体的性质。这种状态就被称为流态化。颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。

流化床类似流体的性质主要有以下几点

（1）在任一高度的静止近似于在此高度以上单位床截面内固体

颗粒的重量。

（2）无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状；

（3）床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出；

（4）密度高于床层表观察的物体化床内会下沉，密度小的物体会浮在床面上；

（5）床内颗粒混合良好，颗粒均匀分散于床层中，称之为“散式”流态化。因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。而一般的气、固体态化，气体并不均匀地流过颗粒床层。一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒则被分成群体作湍流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，因此这种流态化称之为“聚式”流态化。

煤的燃烧过程是一个气、固流态化过程。

二、循环流化床的原理和特点：

循环流化床在不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态也不同。随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固体床、鼓泡流化床、湍流流化床和气力输送状态。循环流化床的上升阶段通常运行在快速流化床状态下，快速流化床流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的，此时，固体燃料被速度大于单颗燃料的终端速度的气流所流化，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。颗粒团向各个方向运动，而且不断形成和解体，在这种流体状态下气流还可携带一定数量的大颗粒，尽管其终端速度远大于截平均气速。这种气、固运行方式中，存在较大的气、固两相速度差，即相对速度，循环流化床由快速流化床（上升段）气、固燃料分离装置和固体燃料回送装置所组成。

循环流化床的特点可纳如下：

（1）不再有鼓泡流化床那样的界面，固体颗粒充满整个上升段空间。

（2）有强力的燃料返混，颗粒团不断形成和解体，并向各个方面运行。

（3）颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空隙率和颗粒循环流量有关。

（4）运行流化速度为鼓泡流化床的2-3倍。

（5）床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而变化。

（6）颗粒横向混合良好。

（7）强烈的颗粒返混，颗粒的外部循环和良好的横向混合，使得整个上升段内温度分布均匀。

（8）通过改变上升段内的存料量，燃料在床内的停留时间可在几分钟到数子时范围内调节。

（9）流化气体的整体性状呈塞状流。

（10）流化气体根据需要可在反应器的不同高度加入。

三、流化床燃料设备的主要类型：

流化床操作起初主要用在化工领域，自60年代开始，流化床被用于煤的燃料，并且很快成为三种主要燃料方式之一，即固定床燃料（层燃），流化床燃料和悬浮燃烧（煤粉燃烧）流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展，目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，愈来愈得到人们的重视。

流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉，和循环流化床锅炉，按工作条件分又可分为常压和增压流化床锅炉，这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉，常压循环流化床锅炉，增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。

（四）循环流化床锅炉的特点：

（1）循环流化床锅炉的工作条件：

项目 数值 项目 数值

温度（℃） 850-950 床层压降KPa 11-12

流化速度（m/s） 4-6 炉内颗粒浓度kg/m3 150-600炉膛底部

床料粒度（μm） 100-700 10-40炉膛上部

床料密度（kg/m3） 1800-2600 Ca/s 摩尔比 1.5-4

燃料粒度（mm） ＜12 壁面传 210-250

脱硫剂粒度（mm） 1左右

（2）循环流化床锅炉的特点：

循环流化床锅炉可分为两个部份，第一部份由炉膛（块速流化床）气，固物料分离设备，固体物料再循环设备，（旋风份离器）等组成，上述部分形成了一个固体物料循环回路。第二部份为对流烟道，布置有过热器，再热器，省煤器和空气予热器等。

典型循环流化床锅炉燃烧系统，燃烧所需的一、二次风分别从炉膛的底部和炉膛侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置水冷壁，用于吸收燃料所产生的部分热量，由气流带出炉膛的固体物料在气、固体分离装置中被收集并通过返料装置返回炉膛再燃烧

循环流化床燃烧锅炉的基本特点：可概括以下：

1、低温的动力控制燃烧：

循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运行的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程，同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，将这部分颗粒送回炉内再次参予燃烧过程，反复循环地组织燃烧。显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了，在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850℃左右，这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平（一般1300-1400℃），并低于一般煤的灰烤点（1200-1400℃），这就免去了灰熔化带来的种种烦恼。

这种低温燃烧方式好处较多，炉内结渣，及碱金属，析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须用很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化合物生成量低。并可与炉内组织廉价而高效的脱硫工艺。从燃烧反应动力学角度看，循环流化床锅炉内的燃烧反应控制在动力燃烧区（或过渡区）内。由于循环流化床锅炉内相对来说燃烧温度不高，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种状况下的燃烧速率主要取决于化学反应速率，也就决定于燃烧温度水平，面燃烧物理因素不再是控制燃烧速率的主导因素，循环流化床锅炉内燃料燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃烧率可达98-99%以上。

2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程：

循环流化床锅炉内的固体物料（包括燃料残炭，脱硫剂和惰性床料等）经由炉膛，分离器和返料装置所组成的外循环。同时，循环流化床锅炉内的物料参于炉内、外两种循环运行。整个燃烧过程的及脱硫过程都是在这两种形式的循环运行的动态过程中逐步完成的。

3、高强度的热量、质量和运行传递过程：

在循环流化床锅炉中，大量的固体物料化强烈湍流下通过炉膛，通过人为操作可改变物料循环量，并可改变炉内物料的分布规律，以适应不同的燃烧工况，在这种组织方式下，炉内的热量、质量和动量传递是十分强烈的，这就使整个炉膛高度的温度分布均匀，实践也充分证实际这一点。

4、循环流化床锅炉与其它炉型相比较：

一般固体燃料的燃烧可分为：层燃、流化床燃烧和紧浮燃烧，流化床燃烧又可分为鼓泡流化床和循环流化床燃烧。为了解循环流化床锅炉的优点以及需要进一步研究解决的问题，有必要对循环流化床锅炉与其他炉型炉进行比较。

（1）燃烧过程的比较：

特征 层燃炉 循环流化床 悬物燃烧炉

燃料颗粒平均直径（mm） ＜300 0.05-0.1 0.02-0.08

燃料室区域风速（m/s） 1-3 3-12 15-30

固体运行状态 静止 大部份向上，部分向下 向上

床层与受热面传热系数w.m2.k 50-150 100-250 50-100

磨损 小 中 较小

（2）脱硫过程的比较：

煤粉炉的喷钙脱硫是将钙基脱硫剂（如石灰石、白方石或消石灰）直接喷入炉内，在高温下脱硫剂大段烧进行如瓜反应：

500℃-900℃

CaCO3 CaO(S)+ CO2（g）

500℃-900℃

MgCO3•（OH2） CaO(S)+ MgO（S）+2 CO2（g）

500℃-900℃

Ca（OH2） Ca0(S)+ H2O（g）1

在通常燃烧温度下，燃烧过程在不到200ms的时间内就基本完成了（脱硫剂粒径为10μm左右），脱硫剂燃烧后形成多孔的氧化钙颗粒，一旦脱硫剂燃烧生成CaCO，它就和反应成硫酸钙

2CaO(S)+ SO2（g）+ O2（g） CaSO4（S）

据煤粉炉喷钙试验，最佳喷入温度为1100℃左右，石灰石料度在8-10μm之间脱硫效率较佳，脱硫剂的利用率一般为20%，脱硫效率为50%。而循环硫化床锅炉的燃烧脱硫过程是将脱硫剂（石灰或白方石）送入炉内，然后与燃烧生成的二氧化硫气体反应，达到脱硫目的。与煤粉炉一样，脱硫剂进入循环流化床锅炉后大段烧形成氧化钙，氧化钙再与二氧化硫气体反应。

在循环流化床锅炉中，由于独特的设计和运行条件，整个循环流化床锅炉的主循环回路运行在脱硫的最佳温度范围内（850-900℃）。同时由于固体物料在炉内、外循环（通过分离装置和回送装置）脱硫剂在炉内的停留时间大大延长，通常平均停留时间可达数十分钟。此外，炉内强烈的湍流混合也十分有利于循环流化床锅炉燃烧脱硫过程在Ca/S为1.5-2.5时，脱硫效率通常可达90%，脱硫剂利用率可达50%，将比煤粉脱硫效果提高一倍。

（3）各种形式锅炉主要技术经济指标的比较：

锅炉型号

主要技术经济指标 YG-35/39-M3

循环流化床炉 BG-35/39-M煤粉炉 L-35/39-W/I 链条炉

锅炉实际热效率（%） 87.8 87.96 50

燃料种类 贫煤 贫煤 贫煤

低位发热量（KJ/kg） 21736 22003 21736

锅炉耗煤量（kg/h） 4959 4883 8707

锅炉耗标煤（kg/h） 3684 3677 6468

辅机耗电总容量（KW） 470 587.1 362.3

辅机耗电总容量折标煤（kg） 100 235 145

总耗标煤（kg/h） 3872 4218 6613

每吨汽耗标煤（kg） 110.69 109.25 188.94

燃烧效率（%） 98-99 98-99 88.1

负荷调节范围 较大 小 大

对煤种变化的适应性 适应广 较单一煤种 单一煤种

操作维护水平 一般 高 简单

锅炉设备费(本体)(万元) 82.68 97 86.59

系统投资费（万元） 245 400 200.7

锅炉钢材耗量（吨） 157 165 186

二氧化硫排放量 加石灰石可脱硫 全部排放 全部排放

二氧化氮排放量 生成少 生成多 生成较多

飞灰排放量 较大 大 小

注：锅炉投资按90年代初估价

循环硫化床锅炉与其他型式锅炉比较

锅炉

特性 链条炉 煤粉炉 循环硫化床炉

床高或燃料燃烧区高度m 0.2 15-40 27-45

截面风速m/s 1.2 4-8 4-6

过剩空气系数 1.2-1.3 1.2-1.25 1.15-1.3

截面热负荷MW/M2 0.5-1.5 3-5 4-6

煤的粒度过mm 6-32 6以下 0.1以下

负荷调节比 4.1 3：4.1

燃烧效率% 85-90 95-99 99

NO2排放PPM 400-600 50-200 400-600

炉内脱硫效率 低 80-90

从上表可看出：循环硫化床锅炉明显优于其他型式的锅炉

五、循环硫化床锅炉的优点：

优点：由于循环硫化床锅炉独特的流体动力特性和结构，使其具备有许多独特的优点，以下分别加的简述。

1、燃料适应性：

这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅点床料的1%-3%，其它是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混凝土合，燃料被此速加热至高于看火温度，而同时床层温度没有明显降低，只要燃料热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量，循环流化床锅炉不需要辅助燃料而砂用任何原料。循环流化床锅炉既可用优质煤，也可烧用各种劣质煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油页岩、石油焦、炉渣树皮、废木料、垃圾等。

2、燃烧效率高：

循环流化床锅炉的燃烧效率要比链条炉高得可达97.5-99.5%，可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为下述特点：气、固混合良好，燃烧速率高，特别是对粗粉燃料，绝大部分未燃尽的燃料被再循环至炉膛再燃烧，同时，循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率。甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。

3、高效脱硫：

循环流化床锅炉的脱硫比其它炉型更加有效，典型的循环流化床锅炉脱硫可达90%。与燃烧过程不同，脱流反应进行得较为缓慢，为了使氧化钙（燃烧石灰石）充分转化为硫酸钙，烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂有充分长的接触时间和尽可能大的反应面积。当然，脱硫剂颗粒的内部并不能完全瓜，气体在燃烧区的平均停留时间为3-4秒钟，循环流化床锅炉中石灰石粒径通常为0.1-0.3mm，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉都比其他锅炉优越。

4、氮氧化物（NO2） 排放低：

氮氧化物排放低是循环硫化床锅炉一个非常吸引人的一个特点。运行经验表明，循环流化床锅炉的二氧化氮排放范围为50-150PPM或40-120mg/mJ。NO2排放低的原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NO2，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化NO2，并使部分已生成NO2得到还原。

5、其他污染物排放低：

循环流化床锅炉的其他污染物如：CO、HC1、HF等排放也很低。

6、燃烧强度高、炉膛截面积小

炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的主要优点之一。循环流化床锅炉的截面热负荷约为3.5-4.5MW/m2接近或高于煤粉炉

7、给煤点少：

循环流化床锅炉因炉膛截面积较大，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少，只需一个给煤点，也简化了给煤系统。

8、燃料预处理系统简单：

循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm，因此与煤粉炉相比，燃料的制粉系统相比大为简化。此外，循环流化床锅炉能直接燃用高水分煤（水分可达30%以上）。当燃用高水分煤时，也不需要专门的处理系统。

9、易于实现灰渣综合利用：

循环流化床锅炉因燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件，使得锅炉灰渣含碳量低，易于实现灰渣的综合利用。如灰渣作为水泥掺和料或做建筑材料，同时做温烧透也有利于稀有金属的提取。

10、负荷调节范围大，负荷调节快：

当负荷变化时，当需调节给煤量、空气量和物料循环量、负荷调节比可达（3-4）：1，此外，由于截面风速高和吸热高和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调节速率也很快，一般可达每分钟4%。

11、循环床内不布埋受热面管：

循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，不存在磨损问题，此外，启动，停炉，结焦处理时向短、同时长时间压火之后可直接启动。

12、投资和运行费用适中：

循环流化床锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉但比配制脱硫装置的煤粉炉低15-20%。

六、循环流化床锅炉尚待进一步研究的问题：

为使循环流化床锅炉的设计和运行达到优化的目的，充分发挥循环流化床的优点，尚需对下列几个方面进行深入研究。

1、循环物料的分离

循环流化床锅炉的分离装置接工作温度分为高温、中温和低温分离，接分离的作用形式又可分为旋风分离，惯性分离等。以目前循环流化床的运行情况来看，高温旋风分离器还是比较成熟的。但使用高灰燃料时的磨损问题尚未解决。而且分离的体积也十分庞大，基本上和炉膛直径相近。受旋风分离器最大尺寸的限制，大容量循环流化床锅炉必需配置多个分离器。由于旋风分离器内衬有较厚的防磨耐火材料，热惯性大，因此延长了锅炉启动时间。负荷变化动态特性变差，故采用惯性分离器是值得探讨的，因为惯性分离器设备经较简单，体积小，结构布置比较方便。流动阻力也相对较小。此外不应操付中，低温分离器。根据循环流化床锅炉的发展要求将设计、效率高、体积小、阻力低、磨损小和制造及运行方便的物料分离装置。

2、循环流化床的固体颗粒的浓度选取：

循环流化床内固体颗粒浓度对燃烧过程，脱硫过程和传热过程都有很大影响。但合适的循环流化床内固体颗粒浓度的确定却十分困难。目前各循环流化床各制造厂家所采用的炉内颗粒浓度的一个重要参数是循环倍率。国内的一些循环流化床锅炉的循环倍率通常在10以下，而国外的循环倍率常达到50，甚至更高。在分析循环流化床锅炉的工作过程时，不仅要考虑物料的内部循环，亦要考虑炉外循环，在高风速运行时，物料内循环更为显著。因此，合理的循环床内固体颗粒的浓度的选取对燃烧脱硫，传热、磨损、能耗等一系列因素都有影响。

3、炉内受热面布置和温度控制

为了保证循环流化床锅炉的炉内温度控制在一定范围内，在固体颗粒循环回路中必须吸一部分热量。目前炉内吸热主要有以下两种方法：一种是炉膛内布置水冷壁或隔墙；另一种是炉膛内布置部分受热面（如过热器等）在固体物料循环回路上再布置流化床换热器。这两种形式都可行的。但这两种方法，对床温控制方式是不同的，前者主要是靠调节返料量来调节床内固体颗粒浓度，以改变水冷壁的换热系数。从而改变炉内吸热量来控制床温，否者仅需调节进入流化床换热器和热接返回炉内固体物料量的比例，便可控制床温，相对比较灵活，特别适合于大容量循环流化床锅炉。

4、运行风速（或截面热负荷）的确定

循环流化床锅炉的运行风速是一个重要的参数。一般运行风速为4-10m/s/。运行风速提高会使炉子更为紧凑。截面热负荷相应增大，此时为了保证燃料和石灰石颗粒有足够的停留时间和布置足够的受热面，必须增加炉膛高度。这样不仅磨损增加，而且锅炉造价增加。风机功率会增大，厂用电也会相应增加。但风速过低则发挥不了循环流化床的优点，因此对各种燃料都应具有最佳的运行风速。

5、返料机构：

在循环流化床中，被分离下来的固体物料必须通过返料机构送回炉内。返料机构还应对返回的物料量进行灵活的调节，但由于返料机构中的温度很高，磨损较大，如采用一般机械阀门之类的调节装置，会很容易产生卡死，转动不灵等现象，目前循环流化床中一般采用非机械阀。（L阀）和流化床返料机构，一方面调节物料流量，另一方面防止燃料在燃烧室反串型分离器，造成短路。目前许多制造厂家对返料机构都是保密的。

6、循环流化床锅炉部件的磨损：

由于循环流化床锅炉内的高颗粒浓度和高运行风速，锅炉部件的磨损是比较严重的。磨损主要与风速、颗粒度以及流场的不均匀性有关，磨损与风速及浓度成正比。在设计时，一般应防止烟气走廊突缩突扩的形式。目前研究比较落弱。

7、低污染燃料：

循环流化床锅炉已获得迅速发展。一个重要的原因就是循环流化床的低污染燃料特性，在脱硫研究方面目前相对一致，但对于脱硫最佳温度，脱硫剂的高效利用方面尚有许多内容要研究。如降低NO2、床温、烟气再循环，注氨以及脱硫剂对NO2的影响等有待进一步研究。

9、尾部受热面的设计：

目前在循环流化床锅炉中，尾部烟道受热面的设计一般比较忽视，如何更加合理布置尾部烟道受热面尚待进一步研究。

10、除尘：

尾部烟道现在国内大部分采用电除尘。

七、循环流化床锅炉的发展：

国外：60年代就开始研究，是芬兰奥期龙公司，第一台为热功率15MW由燃油炉改造而成的商用循环流化床锅炉，后由美国巴特利多固体循环流化床锅炉及德国，瑞典、加拿大、意大利等国分别制造出各种型式的循环流化床锅炉，最大的为发电功率165MW配套的循环流化床锅炉同加拿大1993年制造。

90年代循环流化床锅炉应达到以下技术标准：

（1）燃烧效率100% ；

（2）电厂效率大于40%；

（3）SO2排放小于10PPM；

（4）NO2排放小于30PPM。

）。

一、机车和船舶用煤

机车和船舶相当于一个移动的锅炉，由于其通风强，烟筒短，所以对所使用的煤的粒度要求严格。细小的煤粉给入炉膛中，未来得及燃烧，即随煤烟飞走。特别是当机车锅炉进行强化燃烧时，粒度6毫米的末煤都能由烟道随烟飞出。为使煤均匀地散布在炉条上面，并且透气程度大致一样，也必须用块煤，最好是75~25毫米的中块，或者是25~6毫米的小块。

煤的灰分过高不仅影响机车锅炉效率，而且会加重炉膛的清理工作，所以要求机车用煤的灰分要小于25%。

机车用煤的挥发分不应过低，否则在火车上坡时不能迅速地增加锅炉火力，在火车进站停车时也不能使炉篦的热应力很快降低。人工添煤的机车，在煤的挥发分过高时，由于炉膛容积有限，添煤又是间歇性的，会使煤耗增加，造成损失。因此一般机车燃料是采用各种牌号煤配合使用。有的路局是用长焰煤掺入部分气煤配烧。水分对机车用煤的影响不大，有时在将煤铲入炉膛前还先掺入一些水，借以减少煤粉的飞扬损失。

工业汽锅中链条炉排汽锅的固体不完全燃烧热损失是指包括飞灰、炉渣和漏煤中未燃烬的残碳所酿成的热损失。为了尽量地削减这类热损失，提高汽锅的热效率，笔者对炉渣和飞灰酿成的热损失进行了系统的分析研究和再哄骗的索求，取得一定的成效。在此作个简要的介绍，以供同业及汽锅设计者参考。

一般链条炉排都设计有多个前进速度挡位，是为了知足负荷变化时，保证供汽压力恒定而调整给煤量的。走快挡时，煤块在炉膛内停留的时间响应削减，经常造成落红渣现象，若是能延长其在炉膛内的停留时间，炉渣中的含碳量一定有所削减。

飞灰中固体可燃物包括两个部门：一部门粒径较小的未燃烬煤粉随引风与燃烬的煤灰到达除尘器，最后流进灰池，这部门煤粉收集再哄骗较坚苦，一般只能是砖厂作填充料；另外一部门粒径较年夜的煤屑在对流管束处，因透风截面增年夜，风速低于其移动的临界风速而沉降；煤屑的运动惯性致使其与对流管束外壁碰撞而减速着落至对流管束下部。较年夜的煤屑采用两种方式断根：一种是吹灰器，即用蒸汽将其重新吹起流进除尘器；另外一种是锁气器，当其到达一定重量时，自动落进炉渣中。因煤研石及其他矿物资不容易着火膨化，比重年夜，故不能随风飞到这里。经收集分析，落到这里的煤屑，粒径均在1.5mm左右，因经高温烘烤，其挥发分几近耗尽，但含固定碳很高，占空气干燥（分析）基重量比为67.58%，是以，极有益用价值。

将收集后的煤屑若是混进原煤中，由炉排送进炉内燃烧，因粒度太小，不单影响透风，还因几近无挥发分，影响煤层着火，恶化燃烧状态，成效适得其反。

经频频研究实验，设计了一套再哄骗这类煤屑的系统，其工作流程示意以下：收集器→破坏机→风机→燃烧器→原水膜除尘器→原灰池。

今朝使用的武汉汽锅厂生产的WGC10/13-6型汽锅，其设计为用锁气器断根对流管束下部的煤屑，这给收集煤屑提供了一定的利便。只要将锁气器的出口用钢管联接起来，接到落渣口外的容器里，便组成了收集器。收集器将煤屑在汽锅低负荷时收集起来，容积年夜小可视每班可收集的煤屑量而定，设置高度以煤屑可自流到破坏机为好。破坏机将煤屑破坏到粒径为0～500μm的煤粉，使其合适煤粉炉对煤粉粒度的要求。风机将破坏后的煤粉输送到燃烧器。凭据气力输送的原理，斟酌每班的煤屑量及汽锅高峰负荷时间段的长短和管道阻力，选择合适的料气等到风机的风压、风量。燃烧器让煤粉在炉膛内形成一个合理的流线，以到达尽快预热、着火、充实燃烧的目的。实践讲明：煤粉在炉膛内的燃烧状态相似于煤粉汽锅中煤粉燃烧状态，基本完全燃烬，不再沉落于对流管束下，而随风进进除尘器。该系统燃烧煤粉仅200kg/h左右，原水膜除尘器足够可以使其顺遂流人灰池，完全没必要担忧排烟粉尘超标。另外，破坏机与风机、风机与燃烧器之间的毗连管道要选用阻力小、耐磨的材料，以尽量削减能耗和器材消耗。

经由过程接连两个多月的运行看，该系统运行效果较好。凭据今朝的供气量，平均每班可收集煤屑0.55t，经化验分析，其低位发烧值为23MJ/kg，折合尺度煤0.44t。每班高峰负荷时，全数将其破坏后送进前烘四周燃烧。实践证实，在其他条件（指负荷、风量、炉排速度、煤层厚度）不变的情况下，炉内燃烧状态较着改善，20min内炉温升高80～100℃，原煤提早着火。为了维持汽压恒定，炉排必需改用低速挡运行。两挡之间，炉排的前进速度差为1.71m/h，炉排宽为2.40m，煤层厚100mm不变，则：1.71×2.40×0.1=0.41m3时。讲明每少用快挡一小时，就可少输原煤0.41m3。凭据记实资料及炉前取煤样分析、计较。结论为：每班勤俭原煤的发烧总量跨越收集煤屑碎成煤粉完全燃烧的发烧总量。泛起这类成效的缘由是煤块在炉内由于燃烧状态的改善，提早着火，加上炉排减速后，响应延长了其在炉膛内的停留时间。挡渣器处取样抽查，炉渣含碳量较着削减，由原来的12.16%下降到6.24%。

统计成效讲明，运用该系统，炉渣和飞灰的固体热损失的削减，每班可勤俭折合尺度煤0. 52t。

该系统除收集器和燃烧器属于自行研制、花费少许的材料外，破坏机、风机及毗连管道总花费不到3000元。系统运行稳定、噪声小、操作简洁，除当令开机、关机外，不再增加司炉工的工作量。该系统能耗指标也很低，经频频测试，其运行时总线输人电流稳定为9.88A、功率身分为0.94、电压380V，每班只在高峰负荷时段2.5h内使用，每班耗电量为15.28kW•h，折合电价6.87元，加上装备折旧及易损件更换，每班总费用在14元之内。凭据当地煤炭市场价格，折合尺度煤每吨385元，扣除总费用，每班可创纯利186.20元。每一个工作日以三班算，每月按24个工作日算，全年可勤俭折合尺度煤449t，扣除全年各项费用，缔造效益折合人平易近币16.08万元。