自上世紀(jì)60年代初起，流化床技術(shù)開(kāi)始用于鍋爐的燃燒，到上世紀(jì)80年代中期我國(guó)已擁有三千多臺(tái)流化床鍋爐，且均采用鼓泡流化床(BFB)燃燒技術(shù)。由于該技術(shù)效率低、飛灰含碳量高、埋管磨損嚴(yán)重、容量不易擴(kuò)大、脫硫率低和粉塵排放濃度高等，在90年代后逐漸被更先進(jìn)的循環(huán)流化床( CFB)燃燒技術(shù)取代，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)幾乎已沒(méi)有了鼓泡流化床鍋爐。但是，在國(guó)外尤其在歐洲和北美地區(qū)，鼓泡床燃燒不但依然存在，而且不斷創(chuàng)新發(fā)展。對(duì)于日益擴(kuò)大的分布式供電和供熱體系，鼓泡床在資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面占有明顯的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為生物質(zhì)和其它廢棄物燃燒的首選。
近年來(lái)，美國(guó)FW（包括原芬蘭Alhstrom）和B&W公司，奧地利能源與環(huán)境(AEE)公司，瑞典Go-taverken和Wartsila Biopower公司，芬蘭UPM -Kymmene、Kvaerner Power、Enprima、Fortum和Os-mo Kaulamo Engineering( OKE)公司等，均有不少鼓泡床鍋爐用于生物質(zhì)燃燒和多種燃料混燒的新的業(yè)績(jī)，容量已擴(kuò)大到200 t/h以上。
1.BFB鍋爐燃用生物質(zhì)時(shí)的特點(diǎn)
流化床燃燒生物質(zhì)的一大問(wèn)題是床料的團(tuán)聚和對(duì)爐內(nèi)受熱面的灰污。由于生物質(zhì)的灰中，鉀和鈉等堿金屬氧化物的含量較高，十分容易與床砂生成低熔點(diǎn)的共晶體（Naz0·2S102和K20·4S102），致使砂粒相互粘結(jié)形成大的顆粒團(tuán)，沉積在床底，破壞流化狀態(tài)。有些生物質(zhì)的灰中含硅較多，如稻麥稈等，會(huì)引起受熱面的灰污。還有些生物質(zhì)或廢棄物含有較多的氯化物，會(huì)導(dǎo)致受熱面金屬的高溫腐蝕。這些原來(lái)被認(rèn)為是導(dǎo)致BFB鍋爐遭淘汰的主要缺陷，通過(guò)在技術(shù)上采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策已基本可以解決。
(1)燃燒效率低，飛灰含碳量高。生物質(zhì)固定碳含量低（可燃揮發(fā)分高），不需要很長(zhǎng)的燃盡時(shí)間，而且含灰量通常小于3%，飛灰中未燃盡碳的損失很小。采用較低的床速或爐內(nèi)簡(jiǎn)易分離裝置，可使燃燒效率接近或達(dá)到CFB的水平。
(2)爐墻和埋管磨損嚴(yán)重。現(xiàn)在的BFB鍋爐設(shè)計(jì)取消埋管受熱面或?qū)⑵湓O(shè)在低速副床內(nèi)，采用加防磨措施的厚壁管和高強(qiáng)度的耐火混凝土澆鑄料，可減輕磨損。
(3)脫硫效率低。生物質(zhì)中含硫極低(通常為0.05%～0.3%)，必要時(shí)加入石灰石粉可使脫硫效率達(dá)到50%～60%．滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
(4)床面積熱負(fù)荷較小，不易大型化。目前一般主張BFB鍋爐的最大容量在50 MW左右，在此范圍內(nèi)，不會(huì)引起加料／排料口布置困難和床內(nèi)燃燒不均等問(wèn)題。
(5)排塵濃度高。實(shí)際上BFB鍋爐的原始排塵濃度比CFB鍋爐小得多，因?yàn)槠浠掖蟛糠忠栽男问綇臓t底排出，而CFB鍋爐的灰大多以飛灰的形式從煙道排出。關(guān)鍵在于過(guò)去中小型機(jī)組沒(méi)有配置高效的靜電或布袋除塵器。
2 .BFB與CFB鍋爐的比較
在煤的燃燒上，尤其是大型機(jī)組，CFB鍋爐因?yàn)橛泻芨叩娜紵兔摿蛐�，其�?yōu)勢(shì)十分明顯，但對(duì)中小型機(jī)組，特別是燃用生物質(zhì)和其它廢棄物時(shí)，BFB鍋爐應(yīng)為首選，其原因如下。
(1)新人爐的燃料僅占熾熱床料的1%～3%．巨大的熱容量可使加入床內(nèi)的燃料很快著火。BFB鍋爐床層內(nèi)物料的密度和熱容量比CFB鍋爐大得多，因而燃料適應(yīng)性比CFB鍋爐好，更適應(yīng)多種燃料的混和燃燒和替代。
(2)BFB鍋爐可燃用粒度范圍更寬、熱值更低的各種燃料，如0～50 mm，熱值5—10MJ/kg。
(3)BFB鍋爐出口煙氣的原始含塵濃度比CFB鍋
爐低30%～50%．且顆粒較粗，對(duì)除塵器的要求較低。
(4)BFB鍋爐燃燒效率可達(dá)99%．鍋爐效率85%以上，達(dá)到或接近CFB鍋爐的水平。另外，由于鼓風(fēng)壓頭較低，沒(méi)有旋風(fēng)分離器和返料高壓風(fēng)機(jī)，動(dòng)力消耗比CFB鍋爐低20%以上。
(5)BFB鍋爐起停和運(yùn)行操作更簡(jiǎn)便，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較CFB鍋爐大。
(6)BFB鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，投資和運(yùn)行成本較低，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益較高。3 BFB鍋爐技術(shù)的新發(fā)展
針對(duì)生物質(zhì)和其它廢棄物的燃燒特點(diǎn)，BFB鍋爐在以下幾個(gè)方面取得了顯著進(jìn)展。
(1)開(kāi)底式布風(fēng)裝置。為了應(yīng)對(duì)生物質(zhì)燃燒易造成床料團(tuán)聚的問(wèn)題，設(shè)計(jì)采用開(kāi)底式布風(fēng)裝置。該裝置全部或部分取消布風(fēng)板，以密集矩陣式風(fēng)帽的小孔噴出高速氣流形成流化空氣墊，托住床料并使之成鼓泡流化狀態(tài)。若床料顆粒發(fā)生團(tuán)聚，過(guò)大的顆粒就從風(fēng)帽間的空隙中落人灰倉(cāng)，以保證連續(xù)正常的流化狀態(tài)。
(2)非硅床料。這種床料不含硅，可以避免因鉀鈉引起的團(tuán)聚。據(jù)芬蘭OKE公司介紹．目前已試驗(yàn)成功多種材料，大都來(lái)自冶金廢渣。也可根據(jù)燃料特性專門(mén)研制此類床料。
(3)多種燃料混燒，生物質(zhì)和廢物來(lái)源廣泛，種類繁多，成分多變，性能各異，一般燃燒方式無(wú)法應(yīng)對(duì)。鼓泡床通常設(shè)計(jì)為幾種燃料混燒，同時(shí)也考慮替代燃料的可能性，燃料適應(yīng)性較好。設(shè)計(jì)的主要燃料有：各種秸稈、樹(shù)皮、廢木屑、造紙污泥、市政污泥、垃圾及垃圾衍生燃料(RDF)等；摻燒燃料有：各種煤（主要是劣質(zhì)的泥煤、褐煤和焦粉等），重油和廢油，天然氣和低熱值燃?xì)�，工業(yè)廢料，如廢輪胎、食品及制藥廢渣等。
(4)新型風(fēng)帽。為防止高溫腐蝕和便于維修，已開(kāi)發(fā)出多種風(fēng)帽，如分體式、定向側(cè)吹式，以及幾種風(fēng)帽組合式。分體式風(fēng)帽由帽體和帽蓋組合而成，帽蓋的材料能承受磨損和高溫腐蝕，且易于更換，帽體的冷卻效果較好，可用一般耐熱鑄鐵或鑄鋼。
(5)舊爐改造。為適應(yīng)能源和環(huán)境政策的改變，不少用戶將其燃煤或燃油鍋爐改為主燒或摻燒生物質(zhì)和廢棄物的BFB鍋爐。
4 國(guó)外BFB鍋爐應(yīng)用實(shí)例
(1)意大利Ravenna城1999年安裝了一臺(tái)年燒
的合格沙粒用氣力輸送回砂倉(cāng)內(nèi)循環(huán)利用。
鍋爐的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是采用底部支撐結(jié)構(gòu)，即不設(shè)鋼架，全部重量由兩根下降管、多個(gè)集箱和爐膛及對(duì)流煙道的膜式水冷壁支撐，鋼耗減少1/3左右�？紤]生物質(zhì)中含Cl較高，對(duì)過(guò)熱器和風(fēng)帽可能產(chǎn)生高溫腐蝕，選材上給予了充分注意。
由于采用較低的燃燒溫度、分級(jí)送風(fēng)和煙氣再循環(huán)等措施，該鍋爐NO,排放遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在單燒生物質(zhì)時(shí)，原始S02排放濃度不高，加之在爐內(nèi)添加石灰石粉脫硫，以及尾部布袋除塵器的脫硫作用，S02排放也容易滿足要求。當(dāng)摻燒煤和其它高硫燃料時(shí)，如廢輪胎，重油等，則需考慮專門(mén)的脫硫裝置。另外，本設(shè)計(jì)采用布袋除塵器，效率達(dá)99.9%，能滿足嚴(yán)格的粉塵排放要求。
三門(mén)峽富通新能源銷售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料飼料的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們也生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐。
