1、CFB鍋爐分離器設計
國外的CFB鍋爐較多采用旋風分離器。目前投運時間較長的法國Provence電站250 MW CFB鍋爐采用了4只并聯旋風分離器，分離器的直徑達到7m;波蘭Turow電站的1、2、3號鍋爐220 MW CFB鍋爐采用了2只并聯旋風分離器，分離器的直徑達到了10m。國內CFB鍋爐上用的高溫旋風分離器的分離效率，經優化設計之后可達99.2%以上。
中國科學院工程熱物理研究所在對旋風分離器進行長期大量試驗分析的基礎上，開發了新型、高效、低阻力的渦殼式汽冷旋風分離器（己獲得國家專利），該項技術也是首次在容量等級為220t/h CFB鍋爐上應用。汽冷旋風分離器由上、下環形集箱和膜式壁管組成，并可作為受熱面的一部分，具有如下優點：
(1)分離器內壁耐火防磨層薄，僅為60 mm，外側可采用輕型保溫結構，這樣鍋爐的熱慣性小、起停快、變負荷速率增大。
(2)內壁耐火防磨層具有良好的導熱性能，而且不易開裂和脫落，可大大減少維修量。
(3)可有效吸收熱量，分離器內的煙氣溫度可以控制在較低的水平，并可較好防止循環物料的高溫粘結，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
2、220 t/h CFB鍋爐設計特點
2.1主要參數及燃料特性
鍋爐主要設計參數見表1。該爐計劃燃用洛陽當地無煙煤，燃煤粒度(0～13)mm，其中d50≈1 mm，煤質元素分析見表2。
2.2 總體結構
220 t／hCFB鍋爐的總體布置見圖1。鍋爐為單汽包自然循環、全懸吊膜式水冷壁結構。爐膛布風板到爐頂的總高度為32 m，爐膛橫截面積為52rr12。爐膛內布置有4片過熱蒸汽屏和2片水冷蒸發屏。爐底部采用內嵌逆流柱型風帽，可有效地防止布風板漏渣。防磨層高度為8m，其獨特的垂直讓管結構，可防止物料貼壁流造成的水冷壁磨損。
為了加強二次風在爐內的摻混作用，采用了前后墻布置的大直徑、高流速的二次風布置。此外，為提高燃用無煙煤的燃燒效率，爐膛設計燃燒溫度為930℃。
兩只汽冷旋風分離器布置在爐膛和尾部煙道之間。旋風分離器筒體采用膜式汽冷壁結構，管內流動介質來自鍋筒的飽和蒸汽。分離器下部各有一個返料器，將分離下來的循環物料送回爐膛。
高、低溫過熱器、省煤器和空氣預熱器依次布置在尾部煙道之中，其中轉向室到低溫過熱器的尾部煙道部分采用過熱器包覆墻設計。鍋筒中心線標高41 m，爐膛頂棚管標高37.6 m，運轉層標高8.O m，鍋爐寬度（兩側柱距離）23.O m，鍋爐深度（Zl與24距離）25.1 m。
2.3汽水系統
給水進入省煤器進口集箱后，經過水平布置的三級膜式省煤器，匯集到出口集箱，再通過省煤器吊掛管進人匯集集箱，由引出管引入汽包。
鍋爐采用自然循環，汽包內的鍋水由3根集中下降管分配到爐膛的膜式水冷壁進口集箱，經膜式水冷壁加熱后汽水混合物經上集箱、汽水引出管引入汽包進行汽水分離。分離出來的飽和蒸汽從汽包頂部的蒸汽連接管引至汽冷旋風分離器管內，然后依次經過包墻過熱器、低溫過熱器、一級減溫器、屏式過熱器、二級減溫器和高溫過熱器進入主蒸汽管道。
2.4煙風流程
鍋爐采用平衡通風，爐膛出口處煙氣壓力控制為-100 Pa。一次風經空氣預熱器升溫后分為兩路：第一路由風道引入爐底一次風室，經布風板上布置的風帽進入爐膛；第二路由風道引至爐前加煤管，隨給煤一起進入爐膛。二次風經空氣預熱器升溫后由二次風風道引到爐前的二次風箱，從二次風箱引出支管，經噴口進入爐膛。
2.5 排渣方式
底渣通過布風板上的3個放渣管排出爐膛，其中2根放渣管直接與2個滾筒式冷渣器相連，冷渣器將高溫底渣冷卻后排到輸渣系統。
2.6 啟動裝置
鍋爐采用兩只床下油點火燃燒器、高能點火器及火焰檢測裝置，它們均布置在水冷風室的后墻。點火燃燒器所需的助燃空氣為一次風，生成的900℃左右的熱煙氣從爐底均勻通過布風板進入爐膛，可將床內物料加熱到600℃左右。
3、運行情況
洛陽華潤熱電有限公司2臺220t／h CFB鍋爐運行期間燃用過當地生產的各種煤，熱值范圍是(14～25) MJ/kg，均能穩定燃燒。經過經濟性比較后選用山西晉城的無煙煤，其熱值是22 MJlkg。
2臺鍋爐白天帶2×55 MW負荷，夜間因調峰需要降到2×40 MW左右。鍋爐正式運行一年多，爐膛和汽冷旋風分離器沒有出現過磨損爆管事故。鍋爐運行參數穩定，只要煤種不發生變化，可以不做運行調整。
由于采用了高效旋風分離器，分離效率高，循環灰量較大，滿負荷時爐膛的懸浮段差壓始終在1000 Pa以上。飛灰粒度分布見圖2，其中d50=24um。
鍋爐爐膛、旋風分離器和返料器各點溫度與設計值基本吻合，滿負荷時都在(930--940)℃之間，典型的煙氣溫度分布曲線見圖3。
鍋爐尾部煙道的高、低溫過熱器積灰嚴重，導致出口蒸汽溫度偏離設計值較多。投運初期，減溫器噴水流量總共為10t/h，隨著運行時間的延長，噴水量逐漸減為0，汽溫也逐漸降低到(530～535)℃甚至更低。省煤器和空氣預熱器也出現積灰現象，導致排煙溫度升高。運行初期的排煙溫度是132℃，后來逐漸升到160℃以上。
該鍋爐原布置有普通的聲波吹灰器，但清灰效果不佳，后改裝為旋笛式聲波除灰器。通過不斷的運行調整，目前鍋爐可保持減溫水量為2 t/h左右，排煙溫度也可完全控制在140℃以下，基本能夠滿足用戶的要求。
要從根本上解決積灰問題，較好的辦法是提高尾部受熱面的煙氣流速，并適當地增加過熱器的面積，這些改進在新的產品上已經實施。表3顯示了220 t/hCFB鍋爐尾部受熱面煙氣流速改進前后對比。
4、性能試驗
2004年11月29日～12月1日，上海發電設備成套設計研究所對2號爐進行了性能試驗，結果如下：
(1)燃用晉城無煙煤時，鍋爐具有110%額定負荷的能力，額定工況下鍋爐熱效率為91.15%，蒸汽參數能達到設計值，飛灰含碳量為8.3%，底渣含碳量為2.9%。
(2)燃用測試煤種時，SOp排放濃度為743 mg/m3（未脫硫工況，6%02干煙氣），低于國家排放標準限值，加入石灰石后，SO2排放濃度遠低于國家排放標準限值；N2排放濃度為77.5 mg/m3（6%02干煙氣）。
(3)鍋爐負荷調節范圍寬，起動方便，煤種適應性強。燃用晉城無煙煤時，燃燒特性好，飛灰含碳量較低。
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