摘要： 高炉煤气的利用方式很多，目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目（包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧）。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化，并提出改造措施，对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进：教育大论文下载中心
关键词：高炉煤气；燃煤锅炉；掺烧
在钢铁企业的生产过程中，消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时，还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源，所产生的这类能源，除了满足钢铁生产自身的消耗外，剩余部分用于其他行业或民用。
高炉煤气是炼铁的副产品，是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气，无色无味、可燃，其主要可燃成分为CO，还有少量的H2，不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%，发热量不高，一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右，其理论燃烧温度约为1150℃，比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低，使得高炉煤气难以完全燃烧，且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳，燃烧温度低、速度慢，燃用困难，使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电，由于燃料成本低，系统简单，减少了燃料运输成本及基建费用，可以缓解企业用电紧张局面，减少CO对环境的污染，取得节能、增电、改善环境的双重效果，既能为企业创造可观的经济效益，又能创造综合社会效益。
根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式，本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。
1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响
1.1 对炉膛内燃烧特性的影响
燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时，由于高炉煤气的低位发热量很低（2760
-3720kJ/m3），而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg，因此，炉膛中的理论燃烧温度必定下降，导致煤粉燃烧的稳定性变差，煤粉颗粒的不完全燃烧量增多，从而增加飞灰含碳量，机械不完全燃烧损失增加，锅炉效率降低。另一方面，掺烧高炉煤气后，送入炉膛内的吸热性介质增多，烟气的热容量增大，火焰中心的温度水平下降，火焰中心位置上移，导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短，也造成煤粉的不完全燃烧，飞灰含碳量增加。第三，掺烧高炉煤气后，炉膛内烟气量增加（表1），炉膛内的烟气流速增加，从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间，也造成了煤粉的不完全燃烧。第四，掺烧高炉煤气后，高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合，减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率，导致燃烧不稳定，煤粉颗粒燃烧不完全，增加了飞灰含碳量。可见，掺烧高炉煤气后，飞灰的含碳量增加，锅炉效率降低。试验证明[1]，从飞灰含碳量的角度来看，如果不提高炉膛的温度水平，高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。
表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量
众所周知，固体的辐射能力远远大于气体，燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤，在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力，而且，高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O，CO2的辐射能力要低于H2O，因此，掺烧高炉煤气后，炉膛内火焰辐射能力减弱，更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后，炉膛内的热交换能力下降，对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉，如果锅炉结构不做调整，则锅炉的蒸发量下降。
1.2 对炉膛后烟道的传热特性影响
以对流换热为主的过热器系统，吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说，两者的炉膛出口烟温相差不大[2]，因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大，对流受热面的烟气流速增加，因此提高了传热系数，使得过热器吸热量增加，导致过热器出口温度过热。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，因而排烟温度升高，排烟热损失增加。
2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响
2.1 对炉膛内燃烧特性的影响
高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应，相反，还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量，使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料，理论燃烧温度（-1150℃）要远低于煤粉颗粒（1800℃-2000℃），但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播，使火焰的传播速度变慢（例如层流火焰传播速度仅为0.3-1.2m/s），因此，要保证燃烧的稳定性，必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分，燃烧时，火焰基本上不产生辐射能量，只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力，高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力，所以燃高炉煤气的锅炉，炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此，炉膛内水冷壁的吸热量降低，导致锅炉蒸发量减少。
2.2 对炉膛后烟道的传热特性的影响
由于高炉煤气中几乎不含有灰尘，所以，燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计，因此，对流受热面的污染系数ξ很低，只有0.0043，而对于燃煤锅炉，当烟气流速为10m/s时，污染系数ξ为0.019[3]，可见，燃烧高炉煤气后，对流受热面的热有效系数增大，使得对流受热面的吸热量增多。
高炉煤气中含有大量的惰性气体，产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量，因此流经对流受热面的烟气量增大，烟气流速增加，导致对流传热的传热系数变大，对流吸热量增大，因此，吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，排烟温度升高，排烟热损失增加。
3 掺烧高炉煤气后的改造措施
由以上的分析，为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题：炉膛温度下降；过热蒸汽温度升高；飞灰含碳量增加；排烟温度变大等，提出下面的解决方案。
3.1 改造燃烧器
高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部，当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时，这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话，则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后，炉膛中火焰的中心位置上移，造成煤粉燃烧不完全，排烟温度升高等问题，因此，可以采取让燃烧器位置尽量下移，燃烧器喷嘴向下倾斜等方法，降低火焰中心位置，增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器，如稳燃腔煤粉燃烧器[4]，加强煤粉颗粒的燃烧，减少飞灰含碳量，提高锅炉效率。
3.2 改造过热器
掺烧高炉煤气后，炉膛内辐射吸热量减少，对流吸热量增加，因此在实际允许的情况下，增加较多的屏式过热器，相应的减少对流过热器受热面，这样，可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能，避免过大的增加减温水量。
3.3 改造省煤器
掺烧高炉煤气后，炉膛内的辐射吸热量减少，直接影响了锅炉蒸发量下降，导致锅炉出力降低，另外，掺烧高炉煤气后，烟气量变大，排烟温度升高，因此，在炉后烟道内增加省煤器换热面积，采用沸腾式省煤器，要保证其沸腾度不超过20%，否则因省煤器内工质容积和流速增大，使省煤器的流动阻力大幅增大，影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积，提高了省煤器的吸热量，降低了过高的排烟温度，减小了排烟损失，提高了锅炉效率。
4 全烧高炉煤气后的改造措施
4.1 炉膛改造
燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大，炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热，改燃高炉煤气后，炉膛内辐射能量减少，过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降，加剧了高炉煤气燃烧的不稳定，因此，敷设卫燃带，降低燃烧区下部炉膛的吸热量，进一步提高燃烧区炉膛温度，改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后，减少了水冷壁的面积，锅炉蒸发量减少，为了保证锅炉的蒸发量，就必然要提高高炉煤气量，提高炉膛的热负荷，但是，高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度，导致过热蒸汽超温和排烟温度升高，锅炉效率下降，因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后，炉膛内的热交换能力显著下降，对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉，如果锅炉的结构不允许做较大的改动，蒸发量必定下降。
4.2 燃烧器改造
对于高炉煤气来讲，动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高，是一种比较合适的燃烧方式，但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活，且流道复杂，成本高，实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长，而且混合不好，燃烧不完全，不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式，这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏，在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作，调节范围宽广，在锅炉最低负荷至最高负荷时，燃烧器都能稳定工作。
燃烧器的布置主要考虑以下几点：火焰应处于炉膛几何中心区域，使火焰尽可能充满炉膛，使炉膛内热量得以均匀分配，受热面的负荷均匀，不会形成局部受热引起内应力增大，防止受热不均匀。对于布置高度，在不影响火焰扩散角的情况下，燃烧器低位布置，有利于增加煤气燃烧时间，保持炉温均匀。
4.3 过热器的改造
改燃高炉煤气后，烟气量增大引起过热蒸汽超温，可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力，来控制过热蒸汽的温度。
4.4 增加煤气预热装置
加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，另外一方面，可以增加入炉能量，提高燃烧温度，增强火焰的辐射能力，改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5]，高炉煤气温度每提高10℃，理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性，要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露，理论上只能采用分离式热管换热器。
4.5 省煤器的改造
改烧高炉煤气后，排烟温度升高，锅炉蒸发量下降，因此，增加省煤器面积，采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量，降低过高的排烟温度，减小排烟损失，提高锅炉效率。另一方面，高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低，故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量，而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少，这是提高锅炉出力的有效措施。
4.6 尾部烟道的改造
由于高炉煤气发热量低，惰性气体含量高，因此燃用高炉煤气时，锅炉的烟气量及阻力都讲增加，为此，一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。
4.7 燃气安全防爆措施
从安全方面考虑，有必要建立燃气锅炉燃烧系统，包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度，燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管，在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后，可以确保锅炉处在安全运行之中。
参考文献：
[1]湛志钢，煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉：华中科技大学，2004.
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[3]范从振，锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，1986.
[4]陈刚、张志国等，稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程，1994（12）.
[5]刘景生、王子兵，全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.
本书系统地阐述了燃油燃气锅炉结构设计的基本原理，并以图册的形式介绍了燃油燃气锅炉结构的演变过程及燃油燃气锅炉未来发展的新技术。全书共有全剖面的燃油燃气锅炉本体结构图200多幅，首次全部采用Autocad软件绘制，可供热能动力工程专业师生和从事锅炉设计、制造、检验、安装、运行、维修和安全监察的人员及相关专业的工程技术人员参考。本书目录如下：第1篇 燃油燃气锅炉结构设计原理第1章 绪论1.1 我国能源现状1.2 能源与环境1.3 能源消费与需求1.4 我国工业锅炉发展现状1.5 燃油燃气锅炉发展现状1.6 本书的写作缘由第2章 锅炉结构设计基础2.1 结构应力分析基础2.2 锅炉结构工艺设计基础第3章 燃油燃气锅炉结构设计3.1 锅炉结构的基本要求3.2 锅炉结构中的主要受压部件3.3 固定式锅炉和移动式锅炉3.4 锅壳式火管燃油燃气锅炉3.5 水管燃油燃气锅炉3.6 热水锅炉3.7 常压热水锅炉第4章 锅炉受热面及属性部件结构4.1 锅炉主要受热面结构4.2 锅炉辅助受热面结构4.3 锅炉附属部件结构第5章 特种燃油燃气锅炉5.1 组合模块式铸铁锅炉5.2 有机热载体锅炉5.3 热风加热炉5.4 相变换热锅炉5.5 壁挂式锅炉第6章 壁挂式锅炉第2篇 燃油燃气锅炉结构设计图集第7章 锅壳式燃油燃气锅炉本体图第8章 水管燃油燃气锅炉本体图第9章 典型锅壳式锅炉零部件图第10章 典型水管锅炉零部件图附录A 燃油燃气锅炉相关规范标准B 著名的锅炉相关网站燃油燃气锅炉专业词汇英中对照参考文献
一.燃气锅炉
锅炉蒸发量与锅炉热效率
1吨/时（t/h）≈60×104千卡（大卡）/时（kcal/h）
≈0.7兆瓦（MW）
二.循环流化床锅炉热效率计算
1 概述
河北热电有限责任公司新近投产了四台循环流化床锅炉，型号为DG410/9.81?9，其主要参数为蒸发量410t/h,主汽压力9.81MPa，主汽温度540℃，给水温度225℃，汽包压力11.08 MPa，床温896℃，给煤量46.93 t/h，石灰石量4.8 t/h，总空气量361000Nm3/h。DG410/9.81?9型循环流化床锅炉炉膛宽13716mm，深6705mm；前墙设4台给煤机，每台出力为36 t/h，左右各设有2台风水冷联合冷渣器；点火方式采用床下风道点火器点火，床下风道点火器设2台，出力为1650kg/h，床上油枪设4台，出力为500kg/h。锅炉结构如右图所示。
自2002年11月30日投入运行以来，经过运行人员不断的摸索，总结经验教训，锅炉的运行水平不断提高，现今已顺利通过调试期，进入试生产运行阶段。下面就简单讨论一下DG410/9.81?9型循环流化床锅炉的热效率计算。
2 问题提出及分析
2.1 为了研究循环流化床锅炉的热效率计算，首先要了解循环流化床锅炉与煤粉炉的差异。循环流化床锅炉与煤粉炉相比，存在以下几大不同：
(1) 燃烧及换热的机理的差异：循环流化床燃烧具有低温、强化燃烧的特点，它的基本原理是床料（8mm以下）在流化状态下进行燃烧。粗颗粒在密相区的床上燃烧，细颗粒在稀相区燃烧，被烟气夹带出炉膛的细颗粒采用旋风分离器收集下来，通过“J”阀返送回床内循环燃烧。由于燃烧机理的差异，传热过程也存在不同，它主要包括3个过程：气体对流传热、辐射传热和颗粒对流传热。其中由于气体中混有了固体颗粒，悬浮物的比定容热容必然比单纯是气体时大，因此颗粒对流传热占的比例较大。
(2) 设计结构的不同：根据燃烧及换热机理的差异，循环流化床锅炉与煤粉炉相比，以我公司为例，又增加了汽冷式旋风分离器、“J”阀回料器和风水冷联合冷渣器等配套设备。其中汽冷式旋风分离器和“J”阀回料器的主要作用是构成锅炉内部的物料循环；风水冷联合冷渣器的主要作用是通过冷渣器排出炉膛下部床上的物料，以维持合理的床层压差，保证物料在床上的正常流化。
(3) 脱硫过程的不同：循环流化床锅炉是将脱硫剂（石灰石）直接送入炉膛，煅烧出的氧化钙与燃烧产生的二氧化硫气体反应，生成的硫酸钙通过冷渣器排出炉膛，从而达到脱硫的目的。由于锅炉的正常床温正好是脱硫的最佳温度范围（850℃至900℃），同时由于物料在炉内的多次循环，又延长了脱硫剂在炉内的停留时间，使脱硫效率可达90%左右。
2.2 下面就以我公司DG410/9.81?9型循环流化床锅炉为例，来讨论它的热效率计算。
锅炉在稳定状态下，相对于1Kg燃煤的热平衡方程式如下：
Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (KJ/Kg) ,相应的百分比热平衡方程式为：
100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6 (%)
其中
(1) Qr是伴随1Kg燃煤输入锅炉的总热量，KJ/Kg。
Qr= Qar+hrm+hrs+Qwl
式中Qar??燃煤的低位发热量，KJ/Kg；是输入锅炉中热量的主要来源。
hrm??燃煤的物理显热量，KJ/Kg；燃煤温度一般低于30℃，这一项热量相对较小。
hrs??相对于1Kg燃煤的入炉石灰石的物理显热量，KJ/Kg；这一项热量相对更小。
Qwl??伴随1Kg燃煤输入锅炉的空气在炉外被加热的热量，KJ/Kg；如果一、二次风入口暖风器未投入，这一部分热量也可不计算在内。
(2) Q1是锅炉的有效利用热量，KJ/Kg；在反平衡热效率计算中，是利用其它热损失来求出它的。
(3) Q4是机械不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。
Q4= Qcc(MhzChz+MfhCfh+MdhCdh)/Mcoal
式中Qcc??灰渣中残余碳的发热量，KJ/Kg。
Mhz、Mfh、Mdh??分别为每小时锅炉冷渣器的排渣量、飞灰量和底灰量，t/h。
Chz、Cfh、Cdh??分别每小时锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰中残余碳含量占冷渣器的排渣、飞灰和底灰量的质量百分比，%。
Mcoal??锅炉每小时的入炉煤量，t/h。
q4= 100Q4/Qr（%）
(4) Q2是排烟热损失量，KJ/Kg。
Q2=(Hpy-Hlk)(1-q4/100)
式中Hpy??排烟焓值，由排烟温度θpy (℃)、排烟处的过量空气系数αpy（αpy =21.0/(21.0 - O2py)）和排烟容积比热容Cpy (KJ/(Nm3℃))计算得出，KJ/Kg。
Hlk??入炉冷空气焓值，由排烟处的过量空气系数αpy、冷空气容积比热容Clk (KJ/(Nm3℃))、冷空气的温度θlk (℃)和理论空气量Vo(Vo=0.0889(Car+0.375 Sar)+0.265Har-0.0333Oar, Nm3/ Kg)计算得出，KJ/Kg。
q2=100Q2/Qr（%）
(5) Q3是化学不完全燃烧热损失量，KJ/Kg。
Q3=236(Car+0.375Sar)(Mco/28)/(Mso2/64+Mnox/46)(1- q4/100)
式中Mco、Mso2、Mnox??分别为排烟烟气中CO、SO2、NOX所含的质量，mg/ Nm3。
q3=100Q3/Qr（%）
(6) Q5是锅炉散热损失量，KJ/Kg。
q5=(0.28*410.0)/H
式中H??锅炉的实际运行时的蒸发量，t/h。
(7) Q6是锅炉的灰渣物理热损失量，KJ/Kg。
Q6=(HhzMhz*100/(100-Chz)+HfhMfh*100/(100-Cfh)+ HdhMdh*100/(100-Cdh)) / Mcoal
式中Hhz、Hfh、Hdh??分别为锅炉冷渣器的排渣、飞灰和底灰的焓值，KJ/Kg，由各自对应的平均比热容和温度计算得出。
q6=100Q6/Qr（%）
(8) η是锅炉的反平衡热效率，%。
η=100-（q2+q3+q4+q5+q6）
3 结论
结合现场实际运行数据，计算的锅炉热效率与厂家提供的设计数据比较如下：（额定工况）
序号
项目
符号
单位
实际数据
设计数据
1
排烟热损失
q2
%
5.19
5.1
2
化学不完全燃烧热损失
q3
%
0.43
0.1
3
机械不完全燃烧热损失
q4
%
3.30
2.5
4
散热损失
q5
%
0.28
0.14
5
灰渣物理热损失
q6
%
0.77
0.70
6
反平衡热效率
η
%
90.03
91.46
根据实际运行数据与设计数据的差异，为了降低各项热损失指标，提高锅炉热效率，我们在以下几个方面做出了改进：
(1) 尽量降低排烟温度。在尾部受热面已经确定的情况下，根据需要适当增加尾部受热面的吹灰次数。通过吹灰，减少尾部受热面上的积灰程度，避免局部堵灰现象，以此加大尾部受热面的传热温压，降低排烟温度，减少排烟热损失。
(2) 根据循环流化床锅炉的燃烧机理，一定要保证床内物料的充分流化。最主要的两方面就是，首先要保证稳定的床压波动范围，根据入炉煤质的变化和石灰石量的投入多少，及时投入相应数量的冷渣器，避免床压上升过高；同时在床压下降到较低时，也要及时停运冷渣器进行吹扫。其次要保证一次流化风量大于最小流化风量，并根据床温情况，适当加大。只有保证了床内物料的充分流化，才能避免发生床内局部结焦、床温偏差大和局部产生流化死区等不良现象，使入炉煤在炉膛得到充分的燃烧，以此减少锅炉冷渣器排渣中残余碳的质量含量Chz，降低机械不完全燃烧热损失。
(3) 对冷渣器的可靠运行要足够重视。一方面，要保证冷渣器的可靠排渣，能够控制炉膛床压；另一方面，要控制冷渣器的运行参数，降低排渣温度，以此减少灰渣物理热损失。
(4) 对炉膛内一、二次风的配比做进一步调整。一次流化风在保证物料充分流化的同时，也要保证炉膛密相区有一定的燃烧份额，使密相区的实际过量空气系数接近1，在欠氧燃烧状态。二次风从炉膛密相区和稀相区的分界处进入，根据O2%控制燃烧所需的总风量，保证细颗粒在稀相区的充分燃烧。另外，一、二次风共同作用，保证物料在炉内的循环倍率，提高细颗粒再燃烧的机率，降低飞灰中的残余碳含量Cfh，进一步减少机械不完全燃烧热损失。
(5) 加强对锅炉外部保温材料的完善，发现缺陷及时检修，减少锅炉的散热损失。
参考文献：
[1] 岑可法，倪明江等。循环流化床锅炉理论设计与运行。北京：中国电力出版社，1997。
[2] 刘德昌主编。流化床燃烧技术的工业应用。北京：中国电力出版社，1998。
作者简介：
何勇超（1977?），男，助理工程师，大学学历，循环流化床锅炉主值班员，主要从事循环流化床锅炉的调试及运行工作
燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。
燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 字串6
燃气轮机用于发电的主要形式：
简单循环发电：由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统，也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率为43%。
前置循环热电联产或发电：由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机，效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。
联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。主要用于发电和热电联产，发电时的最高效率的联合循环系统是ABB公司GT26-1，效率为58.5%。
整体化循环：由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循环系统，也称为IGCC。主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用气体、液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作为城市煤气、电力、集中供热和集中制冷、以及建材、化工原料综合供应系统。目前，GE公司使用MS7001F技术组成的整体循环系统发电效率可达到42%。
核燃联合循环：由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成的发电循环系统。通过燃气轮机排出的烟气再热核反应堆输出的蒸汽，主要为提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。目前处于尝试阶段。
燃机辅助循环：在以煤、油等为燃料的后置循环发电汽轮机组中，使用小型燃气轮机作为电站辅助循环系统，为锅炉预热、鼓风，改善燃烧，提高效率，并将动力直接用于驱动给水泵。1947年美国第一台工业用途燃气轮机就是采用该种方式参与发电循环系统运行的。
燃气烟气联合循环：由燃气轮机和烟气轮机组成的循环系统，利用燃气轮机排放烟气中的剩余压力和热焓进一步推动烟气轮机发电。该系统与燃气蒸汽联合循环系统比较可完全不用水，但烟气轮机造价较高，还未能广泛使用。
燃气热泵联合循环：由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水和冷却水中的余热进行深度回收利用，或将动力直接推动热泵。这一工艺可用作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、直接供热或直接制冷使用，该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达150%，是未来能源利用的主要趋势之一。
燃料电池——燃气轮机联合循环： 美国能源部近日宣布开发出了世界第一个将燃料电池和燃气涡轮机结合在一起的发电设备，这种设备能更有效地产生电力并大大减少环境污染。据了解，这一设备的燃料电池由1152个陶瓷管构成，每个陶瓷管就像一块电池。电池以天然气为燃料，能放出高温高压的废气流，燃气涡轮机则用燃料电池产生的热废气流制第二轮电力。由于燃料电池中没有燃烧过程，只是通过化学分解天然气燃料来产生电力，因此可以大幅度减少污染。 设备不会产生二氧化硫，其反应产物中的氮氧化物含量不及目前天然气发电设备的2％，二氧化碳排放量则减少了15％。而且，只要有天然气和空气存在，燃料电池就能工作。新型发电设备的发电功率为220千瓦，能为200户人家提供电力。其发电效率达到55％，这意味着来自天然气燃料的能量中有55％转化成了电能，远远高于燃煤发电设备的35％发电效率，也高于燃气涡轮机50％的发电效率。
主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。
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燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。
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燃气轮机用于发电的主要形式：
简单循环发电：由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统，也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率为43%。
前置循环热电联产或发电：由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机，效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。
联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。主要用于发电和热电联产，发电时的最高效率的联合循环系统是ABB公司GT26-1，效率为58.5%。
整体化循环：由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循环系统，也称为IGCC。主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用气体、液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作为城市煤气、电力、集中供热和集中制冷、以及建材、化工原料综合供应系统。目前，GE公司使用MS7001F技术组成的整体循环系统发电效率可达到42%。
核燃联合循环：由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成的发电循环系统。通过燃气轮机排出的烟气再热核反应堆输出的蒸汽，主要为提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。目前处于尝试阶段。
燃机辅助循环：在以煤、油等为燃料的后置循环发电汽轮机组中，使用小型燃气轮机作为电站辅助循环系统，为锅炉预热、鼓风，改善燃烧，提高效率，并将动力直接用于驱动给水泵。1947年美国第一台工业用途燃气轮机就是采用该种方式参与发电循环系统运行的。
燃气烟气联合循环：由燃气轮机和烟气轮机组成的循环系统，利用燃气轮机排放烟气中的剩余压力和热焓进一步推动烟气轮机发电。该系统与燃气蒸汽联合循环系统比较可完全不用水，但烟气轮机造价较高，还未能广泛使用。
燃气热泵联合循环：由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水和冷却水中的余热进行深度回收利用，或将动力直接推动热泵。这一工艺可用作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、直接供热或直接制冷使用，该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达150%，是未来能源利用的主要趋势之一。
燃料电池——燃气轮机联合循环： 美国能源部近日宣布开发出了世界第一个将燃料电池和燃气涡轮机结合在一起的发电设备，这种设备能更有效地产生电力并大大减少环境污染。据了解，这一设备的燃料电池由1152个陶瓷管构成，每个陶瓷管就像一块电池。电池以天然气为燃料，能放出高温高压的废气流，燃气涡轮机则用燃料电池产生的热废气流制第二轮电力。由于燃料电池中没有燃烧过程，只是通过化学分解天然气燃料来产生电力，因此可以大幅度减少污染。 设备不会产生二氧化硫，其反应产物中的氮氧化物含量不及目前天然气发电设备的2％，二氧化碳排放量则减少了15％。而且，只要有天然气和空气存在，燃料电池就能工作。新型发电设备的发电功率为220千瓦，能为200户人家提供电力。其发电效率达到55％，这意味着来自天然气燃料的能量中有55％转化成了电能，远远高于燃煤发电设备的35％发电效率，也高于燃气涡轮机50％的发电效率。
