概述
增压流化床联合循环是以一个增压的（1.0-1.6MPa）流化床燃烧室为主体，以蒸汽、燃气联合循环为特征的热力发电技术。
增压流化床燃烧方式的特点是：
①效率高。由于增压流化床锅炉不存在冷却烟气温度悬浮段，因此。它的烟气出口温度高于鼓泡型增压流化床锅炉的烟气出口温度。有利于提高燃气轮机的功率和效率。
②低排放。某中原因增压流化床锅炉的分级燃烧和未燃尽碳造成的还原性气氛，使它的NOX排放量更低，可以在不增加其他脱氨装置的情况下满足NOX排放要求。同时，由于流化床内无聊的循环，提高了脱硫剂的使用率，有利于进一步降低SO2的排放。
③负荷调节性能好。在增压循环流化床锅炉中，可以通过一、二次风配比改变炉膛传热，从而进行负荷调节，不需要改变炉膛内固体物料量。同时，增压循环流化床锅炉保温物料量和耐火防磨材料用量较少。因此，它的负荷调节速度较快，启、停时间较短。
④受热面磨损小。由于增压循环流化床密相区内无沉浸受热面，可以大大降低受热面的磨损。
⑤维修方便 增压循环流化床内采用屏式受热面，检查和维修都比较方便。
⑥占地面积小。增压循环流化床具有较高的面积热负荷，所占空间小增压鼓泡流化床。
⑦系统简单。由于增压循环流化床内的风和煤粉混合更加强烈，因此可以用更少的给煤点，从而简化了给煤系统。同时，增加循环流化床内需要床料处理系统进行床温控制，从而简化了物料系统，减少了压力壳尺寸。
流化床燃烧可以在常压下工作，也可以在增压下工作，后者称为增压流化床燃烧（PFBC）。增压流化床燃烧（PFBC）技术从原理上基本同常压流化床燃烧（AFBC）大体一致。采用增压（6～20个大气压）燃烧后，燃烧效率和脱硫效率得到进一步提高。燃烧室热负荷增大，改善了传热效率，锅炉容积紧凑。除了可在流化床锅炉中产生蒸汽使汽轮机做功外，从PFBC燃烧室（也就是PFBC锅炉）出来的增压烟气，经过高温除尘后，可进入燃气轮机膨胀做功。通过燃气/蒸汽联合循环发电，发电效率得到提高，目前可比相同蒸汽参数的单蒸汽循环发电提高3～4％。因此，采用增压流化床燃烧联合循环（PFBC-CC）发电能较大幅度地提高发电效率，并能减少由于燃煤对环境的污染。
技术原理
根据流化床的工作流速不同，又可分为增压鼓泡流化床（PBFB）和增压循环流化床（PCFB）两种类型。
在PBFB中，经过破碎的煤（尺寸最大为6mm）以及脱硫剂（石灰石或白云石，尺寸最大为3mm）加入流化床内，加压空气通过布风板进入燃烧室，从而使床层内的不同粒度的颗粒状床料处于悬浮状态，上下进行着激烈的翻滚，空气和加入的煤进行激烈的燃烧反应，床层反应温度控制在850℃-900℃范围内。燃烧产生的烟气中含的SO2和加入流化床内的石灰石反应生成CaSO4，该反应过程能除去烟气中90-95%的SO2。在流化床中，由于煤的浓度很低（床料中煤料仅占1-2%，主要由颗粒状的煤灰渣、脱硫剂等非可燃物组成），每一个颗粒燃料都能被赤热的惰性物料所包围，并且和助燃剂（空气）接触条件良好。因此燃烧过程中并不显著受煤质的影响。在常规锅炉中不易稳定燃烧的劣质煤，在流化床中也能够稳定燃烧，因此流化床锅炉可以使用范围宽广的各种燃料。尤其是增压床，它的床层工作深度可达3.5-4.0m，颗粒燃料和脱硫剂在床内的停留时间更长，反应气体在流化床内的停留时间也比常压流化床长城-6倍，因此能取得很高的燃烧和脱硫效率。燃烧产生的部分热量，通过安置在流化床内的埋管和水冷壁，使流经受热面的水得到加热，产生蒸汽，通过蒸汽透平膨胀作功发电。离开燃烧室的加压燃气，经过高温除尘后，进入燃气轮机膨胀作功，驱动空气增加需要的空气透平压缩机，多余的功发电向外输出电力。因为该电站是由燃气和蒸汽两部分系统组成的发电过程，称为加压流化床燃气蒸汽联合循环（PFBC-CC）发电。燃气轮机出力占总输出的20-25%，其余为蒸汽轮机出力。
PDFB的工作过程大体相同，只是燃烧室类型不同。在PBFB中，流化床的工作流速为1-1.2m/s。而PCFB燃烧室工作流速为2.5-3.5m/s，从燃烧室底部进入的流化空气为60%，40%作为二次空气在流化床浓相区以上的不同位置处喷入，以达到分级燃烧的目的。PCFB的优点是可以使燃烧室更加紧凑，在流化床的浓相区不设置受热面，避免了埋管磨损问题，加料点少，机械复杂性有所降低。由于飞灰的循环，使燃烧效率和脱硫效率可以更高，负荷调节能力也得以提高，但也带来装置高度更高，以及受热面布置困难等新问题。
目前得到商业应用的第一代PFBC-CC电站采用的是增压鼓泡流化床技术。
ABB P200型PFBC-CC电站系统
①－燃烧室 ②－压力壳体 ③－燃气轮机 ④－给煤 ⑤－灰排放
⑥－旋风分离器 ⑦－发电机 ⑧－省煤器 ⑨－蒸汽轮机 ⑩－冷凝器
①－燃烧室 ②－压力壳体 ③－燃气轮机 ④－给煤 ⑤－灰排放
⑥－旋风分离器 ⑦－发电机 ⑧－省煤器 ⑨－蒸汽轮机 ⑩－冷凝器
PCFBC-CC电站系统
①－PCFB锅炉 ②－高温过滤除尘器 ③－燃气轮机 ④－热回收装置
⑤－烟囱 ⑥蒸汽轮机 ⑦－冷凝器 ⑧－水处理 ⑨－冷却塔
①－PCFB锅炉 ②－高温过滤除尘器 ③－燃气轮机 ④－热回收装置
⑤－烟囱 ⑥蒸汽轮机 ⑦－冷凝器 ⑧－水处理 ⑨－冷却塔
增压循环流化床锅炉的结构和作用
增压流化床联合循环系统一般是将煤和脱硫剂制成水煤浆，用泵将其注入流化床燃烧室内（另一种方法是用压缩空气将破碎后的煤粉吹入流化床燃烧室内）；压缩空气经流化床底部压力风室，从布风板吹入炉膛，使燃料流化、燃烧，并在流化床燃烧室中部流入二次风使燃料燃尽。流化床内燃烧温度一般控制在850-950○ C。炉膛出口的高温高压烟气以除尘后驱动燃气轮机，使燃气轮机为压缩空气提供动力，带动发电机发电。同时，锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机，带动发电机发电。
增压循环流化床锅炉主体结构由压力壳及压力壳内的流化床燃烧室（炉膛）、旋风分离器、回料器等组成。为了减少压力壳尺寸和便于检修，将汽包和陶瓷过滤器设置在压力壳外。蒸发受热面由炉膛内的水冷壁组成，过热器和再热器布置在炉膛内，过热蒸汽采用两级喷水减温。由于不具备对再热蒸汽的其他调温手段，所以对再热蒸汽也用喷水减温。
增压循环流化床的节能改造技术
虽然增压流化床锅炉能实现汽轮机和燃气轮机联合循环，但是燃气轮机入口的烟气温度可达到1200~1350○ C，影响了燃气轮机性能的发挥。于是在燃气轮机入口处设置一个前置燃烧室，送入燃料将烟气增热，以便提高燃气轮机的入口温度。燃料的来源如果是采用现有的气体或液体燃料，则不能实现单一的燃煤联合循环发电系统；如果先将煤气部分气化，煤气送入前置燃烧室，剩余的半焦再送入流化床锅炉作为燃料，这样就实现了单一的燃煤联合循环发电。于是提出了增压部分气化联合循环工艺。也被称之为第二代增压流化床。与增压流化床锅炉出口烟气不同的是，气化器出口的煤气应先经过冷却器，然后再经过过滤。其原因是，其一，煤气在前置燃烧室中燃烧是利用其化学能，其显热相对小得多；其二，煤气冷却后体积缩小，故采用的陶瓷过滤器可以减小，同时减小陶瓷过滤器的膨胀压力。由陶瓷过滤器所收集的炭也可以送入增压流化床锅炉燃烧。与第一代增压流化床联合循环相比，第二代增压流化床联合循环燃气轮机发电的比例大大增加，从20%-25%增加到30%-50%。电厂的供电效率与第一代相比，第二代相对提高15%-20%。前置燃烧室的高温燃烧对降低CO、N2O和碳氢化合物的排放也有重要意义。
国内发展和应用现状
PFBC作为新型的洁净煤发电技术，由于具有高效、洁净、煤种适应性强、占地面积小、适合老电厂改造等诸多优点，越来越被关注，已被列入我国下一世纪能源发展的重点项目。
第一代PFBC-CC的技术已趋于成熟，它既能控制污染，又能使原有电站的效率提高3-5个百分点。针对我国电站的实际情况，用它来改造125MW燃煤炭电站是非常现实的。目前，我国已有125MW电站100多座，改造后电站的功率可增至150MW，发电效率增至37.1%-38.2%（视供煤炭方式为湿法还是下法而定）。此外，PFBC-CC国产化的条件比较好，完全有可能在引进国外技术后，以国产设备来改造大批我国125MW机组，在经济效益和环保效益方面都是很好的。
我国在1981年起在东南大学进行了PFBC的实验研究，建成了热功率为1MW的综合实验装置（NITPFBC），进行了长达500h的性能考核试验，到目前已成功地运行了700h，解决并掌握了多项关键技术，现已由实验室阶段进入中试阶段。
但总体来讲，我国对增压流化床锅炉、燃气轮机的设计制造、PFBC电站的成套系统设计现已进入商业应用阶段，这项技术日臻完善和成熟。为此，国家计委计划在大连台山和江苏贾汪分别建设两套PFBC-CC示范工程，结合PFBC示范电站的建设，采用技贸结合的方式，已大连台山电厂和徐州贾汪电厂为依托工程，通过总共不超过4套设备的进口，引进增压流化床联合循环发电设备的设计制造技术。困而，目前我们应该以建立150MW PFBC-CC为目标，来开展研制和引进PFBC-CC技术。
国外发展和应用现状
PFBC是由ABB CARBON公司与其许可证持有者和股东在全世界范围内提供的商业化技术，被公认为应用于发电和热电联产的具有竞争力的解决方案。而在欧洲、美国和日本建设的第一代PFBC电厂迄今为止已经运行了100000h，在性能和运行方面提出了宝贵的反馈信息。第一座360MW电厂（P800）在日本建设，1999年投入运行。
供应商信息
HOVAL瑞士集团公司
河北华倬锅炉集团有限公司
河南开封得胜锅炉股份有限公司
长春市鼎新锅炉制造有限责任公司
青岛嘉能海诺电力设备有限公司
济南热源循环流化床锅炉配件制造有限公司
太原锅炉集团有限公司工业锅炉厂
经典案例
我国贾汪中试电站
我国自1981年起在东南大学开始PFBC的实验研究，建成了热功率为1MW的综合实验装置（NITPFBC），“六五”期间进行了初步试验，到目前已成功地运行了700h，已由实验室阶段进入中式阶段，为我国今后的商业示范阶段打下良好的基础/。
中式电站以江苏贾汪电厂现有的12MW凝汽式机组为基础，新建1台60t/h增压流化床，燃气轮机发电功率为3MW，组成15MW燃气-蒸汽联合循环中式电站规模。
该中试电站不仅可实现燃气/蒸汽联合循环发电，具有比同样蒸汽参数的凝汽式常规燃煤电站提高发电效率3-4个百分点的能力，而且可在不增加其它专用设备的条件下，在锅炉内直接脱硫90%以上，较好地实现改善环境排放指标，具有良好的环保性能。成果主要有：首次在我国建成燃煤增压流化床联合循环试验电站，实现了燃气-蒸汽联合循环运行；首次在我国研制成功60吨/小时增压流化床锅炉，各项技术指标达到设计要求；攻克了PFBC-CC发电技术中的主要关键技术，并在工程试验规模中得到实施，如PFBC锅炉的增压燃烧和脱硫技术、埋管防磨技术、锅炉负荷调节技术，压力下煤和石灰石的添加以及灰渣排放和冷却技术，高温除尘技术等，基本达到了国外同类装置的水平；该中试电站的建成和试验成功，体现了我国在PFBC-CC发电技术方面有自身的知识产权，并为引进消化吸收商业规模PFBC-CC电站技术，实现国产化、大型化打下了扎实的基础；该中试电站可进一步成为我国洁净煤发电新技术的工程试验基地，通过攻关，在我国已形成了一支PFBC-CC发电技术方面的研究、设计、制造、安装、运行方面的技术队伍。
《国内外增压流化床联合循环电站的特点和分析》
瑞典的VARTAN电厂
瑞典的VARTAN电厂是第一座投入试运行的PFBC电厂，该厂采用两套P200模块连接到同一台汽轮机，可发电135MWe 和区域供热225 MWth 。从环境角度来看，VARTAN PFBC电厂显示了卓越的性能。一般SO2 和NOX 的排放量分别为20mg/MJ和25mg/MJ，或者在烟气流中含氧6%时为52mg/Nm3 和65mg/Nm3 。N2O、CO和尘粒的排放量也可达到很低。最长连续运行时间是1992年11月23日至1993年1月21日。
日本若松PFBC电站是一座71 MWe 的联合循环电站，由56.2 MWe 的蒸汽轮机和14.8 MWe 的燃气轮机组成。若松PFBC电站CTF系统至今已运行了4500h，采用两级旋风分离器系统运行了4900h。从发电效率和环境适应性来看，正式了PFBC系统的优越性和可靠性。
德国COTTBUS电站位于前东德，该PFBC电厂的P200模块和两台燃气尖峰负荷锅炉的最大出力为74 MWe 和220 MWe 。电厂亦配置了凝汽器和冷却塔，还装有两台燃油锅炉。
TIDD电站是美国第一座大规模PFBC示范电站，原TIDD电站由两台由两台110 MWe 常规燃煤发电机组组成，于20世纪40年代建成并在1976年停运。用PFBC系统取代原有锅炉并利用大部分电站原有的设备使1号机重新发电。示范电站主要添置几台改进的设备：燃烧室、省煤器、静电除尘器以及储煤和脱硫剂区。PFBC系统与原有常规蒸汽循环结合，产生参数为8.96MPa和496○ C的蒸汽55.4kg/s。毛发电约70 MWe 。
日本KARITA 机组是世界上最大的PFBC机组。其电厂由1个带有1台75MW PFBC燃机的P 800模块和1台290MW汽轮机组成联合循环。锅炉按超临界蒸汽参数设计，蒸汽将供至新的290MW再热式汽轮机。
《国内外增压流化床联合循环电站的特点和分析》
参考文献
http://club.k8008.com/showtopic-33169.html
