循环流化床锅炉因其燃料适应性广、燃烧效率高、清洁燃烧、适合环保要求等优点而得到广泛推广。但是，由于循环流化床锅炉在国内的研发起步比较晚，设计、运行方面的技术不太成熟，如磨损严重、灰渣含碳量高等问题，仍制约着锅炉的安全、经济运行。对循环流化床锅炉燃烧原理、循环流化床锅炉炉渣含碳量高的原因和应对措施、循环流化床锅炉飞灰含碳量高的原因和应对措施以及运行使用效果进行了综合分析与阐述。
循环流化床锅炉灰渣含碳量锅炉热效率
循环流化床锅炉是一种煤清洁燃烧设备，它的研发和应用代表锅炉行业发展进程中的一次重大突破。与传统锅炉设备相比，循环流化床锅炉的优点显而易见，它燃料适应性强，燃烧效率高，高效脱硫，氮氧化物（NOx）、CO、HCl、HF等污染物的排放量少，给煤点少，燃烧预处理系统简单，燃烧后的灰渣还可以综合利用，负荷调节范围大、调节快，无需在床内布设埋管受热面，燃烧强度高，投资和运行成本低廉。
一、循环流化床锅炉的特点
由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。循环流化床锅炉的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到低NOx排放、90%的脱硫效率和较高的燃烧效率。而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下（850℃～900℃）进行的，从而可使循环流化床锅炉达到98%～99%的燃烧效率。在钙与燃料中的硫摩尔比为115～215的情况下可以达到90%以上的脱硫效率。由于循环流化床锅炉是低温燃烧，而且燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，所以可以方便地组织分级燃烧，因而可以有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。由于炉内气、固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行的，不需在床内布置埋管受热面，因而完全避免了埋管的磨损问题。而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来，大大减少了尾部烟道中烟气的粉尘浓度，减少了尾部受热面的磨损。
二、循环流化床锅炉燃烧原理
循环流化床锅炉运行中，煤粒的燃烧是一个非常复杂的过程。经过宽筛分、破碎的煤粒被送入炉膛后，与900℃左右的物料强烈混合，当煤粒被加热升温到一定温度时开始析出挥发份。对于细微颗粒，挥发份析出很快，着火快，故燃尽时间很短。一般细颗粒煤从给煤口进入炉床，到从炉膛出口飞出炉膛，一个过程就可燃尽，不需要循环返送炉内再燃烧。但对于那些较大颗粒，如平均直径3mm的煤粒，需要近15s的时间才能析出全部的挥发份，因此着火慢得多。且由于大粒径煤粒基本沉集于炉膛下部，加上密相区氧量又不足，因此大粒径煤粒一次循环是很难燃尽的，故要求其在炉内的停留时间要长的多。
三、循环流化床锅炉灰渣含碳量高的原因
循环流化床锅炉运行中若风煤配比不当、排渣不均，都有可能把未燃尽的碳粒排掉，造成炉渣含碳量升高。碳颗粒的燃尽时间与床温、颗粒直径有关。床温升高，燃尽时间缩短；碳颗粒直径加大，燃尽时间延长。煤粒在循环流化床锅炉燃烧过程中，一般直径为20um以下的焦炭粒子，由于其燃尽时间小于粒子在燃烧室内一次通过的停留时间，故这些粒子的燃尽度是很高的，它们对飞灰含碳量的影响可以忽略不计。对直径为50～100um的焦炭粒子，分离器的收集效率不高，大部分颗粒被引风机抽走，导致焦炭粒子在燃烧室内的停留时间小于其燃尽时间，造成飞灰含碳量升高。而对直径200um左右的焦炭粒子，分离器可全部收回实现其循环燃烧，故其对飞灰含碳量的影响也可以忽略不计。飞灰含碳量高的其他原因，如燃烧室温度偏低，燃烧室内氧量分布不均匀、炉膛负压较大等，均会造成飞灰含碳量增加。
四、降低灰渣含碳量应采取的措施
1、合理控制入炉煤的粒径。循环流化床锅炉的燃料颗粒度直接影响到炉内物料流态化的合理组织，没有良好的流态化过程就根本无法保证锅炉的正常低温燃烧过程的进行，也就谈不到其他的一些循环流化床性能保证和整套机组的经济性。循环流化床锅炉对入炉煤粒径的大小要求范围比较大，但入炉煤粗细份额大小影响到灰渣的含碳量，入炉煤粒径太大，受热面的磨损加快，缩短运行周期，增加检修次数。
2、合理控制锅炉床温。循环流化床锅炉床温应根据燃烧的稳定性、运行的经济性及安全性等要求综合确定。循环流化床锅炉燃烧从旋风分离器出来的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃烧温度在800℃以上，床温最好控制在910℃--950℃之间，物料经过稀相区二次风口后，使稀相区温度高于800℃；在这一温度区间，由于灰的变形温度一般高于1050℃，不会产生结焦现象，能够保证锅炉安全、稳定运行。
3、合理控制一、二次风配比。流化床锅炉料层流化需要基本的最低流化风量来保证，这就要求其一次风率要高一些，使燃尽和循环返料所需的二次风率受到限制，不利于飞灰含碳量的降低，一次风经空气预热器预热后通过风室布风板上的风帽进入燃烧室，主要是使炉膛物料流化和密相区欠氧燃烧，一次风量的大小，应根据床温、稀密相区燃烧份额、受热面磨损情况、经济性综合确定；二次风主要是加强炉内物料扰动和混合，补充锅炉燃烧所需的氧量，从而决定了煤粒在炉内分布的均匀性和燃烧情况。二次风的大小应根据床温、过量空气系数、经济性综合确定。一、二次风合理配比，不但保证循环流化床锅炉高效低污染燃烧，还可保证循环流化床锅炉安全运行，防止受热面磨损。循环流化床锅炉的一次风和二次风配比值一般为6：4、5：5。
4、合理控制锅炉的料层差压。料层差压对循环流化床锅炉渣的含碳量的高低有很大影响。在锅炉运行燃烧调整时，应尽量提高料层差压（130T/H流化床锅炉一般维持在9KPa左右），使炉渣在炉内停留的时间相对延长，燃烧充分。同时必须保证在一次风量一定的情况下，尽量保持高料层差压，使炉渣在炉内停留的时间延长，对降低炉渣的含碳量很明显。
五、结束语
循环流化床锅炉灰渣含碳量的高低，直接反映出锅炉的燃烧效率，进而影响到企业的经济效益。因此，有效地降低循环流化床锅炉灰渣含碳量，提高锅炉的燃烧效率以及热效率，不仅能为企业带来可观的经济效益，而且还能大大降低对环境的污染。