2 飞灰含炭量的影响因素
目前，我省运行好的CFB锅炉飞灰含炭量也在15-20%，运行一般的在25%，运行差的和小容量的炉子在30%以上。这说明降低飞灰含炭量还有潜力可挖。以下从讨论飞灰含炭量的影响因素入手来分析可采用的措施。
2.1 福建无烟煤特性
福建无烟煤燃料挥发份很低，2 - 4%，着火温度大约高达900℃，床温必须控制在900℃以上，稳定燃烧温度一般950～1000℃；由于挥发份低，颗粒气孔率低，燃烧速度很低，燃烬时间长。因而飞灰中来不及燃烬炭的比率就高。
* 这里是指布风板至炉顶的高度，而不是指布风板至炉膛出口中心线。
表2可看出，随着燃料挥发份从46.65%(褐煤)降低到到5.98%（无烟煤），尽管炉膛高度相应从28.5m增加到30.2m，而且炉膛温度也由890℃上升到930℃，但飞灰含炭量仍然从6.91%提高到27.12%。这指出了燃料挥发份对220t/hCFB锅炉飞灰含炭量的决定性影响。
2.2 床层和炉膛温度
燃烧无烟煤的CFB锅炉飞灰含炭量高，说明许多细小颗粒来不及燃烬就离开炉膛。
提高床层和炉膛温度是加快碳和氧化学反应速度有效措施。根据阿伦尼乌斯理论，化学反应速度系数K：
上式中A为频率因子，E为活化能, 两者都随煤种而定；R是气体通用常数。故从上式可看出，化学反应速度系数K的增长是与绝对温度T的上升成指数关系，因此，随炉膛温度的增加，燃烬时间大大缩短。文献图[4]表明温度对燃烬时间显著影响。当然，床层和炉膛温度通常必须控制比该煤种灰的软化温度低50至100℃以下
福建省石狮热电厂等已总结了很好的经验，他们炉膛运行温度一般在950℃上下，根据煤的特性，有时甚至还达1000℃以上。
通过调整给煤量﹑返料量﹑流化气速及燃煤细度一般可以达到期望的炉内温度。若炉膛温度仍然调不上去，则可能是设计中存在问题，即炉内受热面布置过多。这可采用铺设“卫燃带”或去掉部分蒸发受热面来解决。
2.3 颗粒炉内停留时间
2.3.1 炉膛高度
飞灰含炭量的高低除了取决于高温炉膛外，还决定于煤粒子在高温炉膛内的停留时间。其主要影响因素是炉膛高度和流化气速。适当增加炉膛高度，这是延长微细粒子炉内停留时间重要措施之一。石狮热电厂75t/h锅炉的炉膛高度(布风板至炉膛蒸发屏下端)为18.1m，济锅220 t/h锅炉的炉膛高度近36 m，无锡锅炉厂为大田220 t/h锅炉设计的炉膛高度是35.65 m（见表3）。与表2省外的烟煤炉相比要高出5-6 m 。 这将为微细粒子在炉内燃烧取得更长的停留时间。
2.3.2 选择合适的流化气速（指炉膛热态烟气平均流速）
目前，我省CFB锅炉流化气速一般是这样选择：35t/h炉大约取 3m/s；75t/h炉取4 m/s；220t/h以上炉取4.4～5.5m/s 。
流化气速的选择与锅炉容量和煤种关系密切；气速高低影响到炉膛中上部颗粒浓度﹑回料量多少和磨损程度。显然，容量越小的锅炉，由于炉膛高度限制，只能选择低限的流化气速，以取得一定的停留时间。而容量大的炉子在高度上略有优势。
东锅75t/hCFB锅炉流化气速一般调整到3.8 ～ 4.2 m/s。这样按18.1m的炉膛高度，一次通过炉膛的那些细颗粒平均停留时间大约4. 5秒。这对于福建无烟煤是不够的，因而飞灰ｑ4仍然比较大；而在分离器被分离下来粗颗粒还能再次返回炉膛，停留时间随返回次数增加而成倍延长，尽管其燃烧反应活性呈下降趋势，燃烬程度仍然相对提高。对于那些根本就无法飞出炉膛的大颗粒，其停留时间很长，有达数十分钟，甚至达到数小时，因此作为大颗粒的灰渣，其含炭量就很低。其数值大约保持在2 %。
济南锅炉厂为安溪煤矸石电厂设计的220t/hCFB锅炉，由于燃料多灰，设计取低流化气速4.4 m/s，其炉膛高度近31.35m (这里指布风板至炉膛出口中心线)，一次通过炉膛的那些细颗粒平均停留时间超过7秒。
哈锅440t/hCFB锅炉为燃烧龙岩无烟煤而设计的，设计的流化气速约5 m/s，可保证炉膛上部有合适的颗粒浓度。
2.4 旋风分离器的分离效率
2.4.1 旋风分离器类型及效率
细微颗粒在炉内停留时间与旋风分离器效率关系很大，由于在炉内停留时间与该颗粒被分离下来的次数成对应倍数增长。因此，一个好的分离器，既能降低飞灰含炭量，又能降低飞灰份额。这正是国内外同行致力改善分离器设计和优化回料器配风动力。图2为CFB锅炉常用旋风分离器的分类图。按分离效率效率由高到低排列应是：蜗壳形﹑圆筒形﹑八边形﹑方形。
2.4.2 旋风分离进口尺寸（高宽比）对分离效率的影响
福建无烟煤微细颗粒多，同容量同样流化气速下，颗粒浓度更高。烟气流入旋风筒，众多颗粒在离心力驱动下向筒壁运动，在这过程中很多颗粒相互碰撞，趋向筒壁的动能被削弱，然后被主气流带走。这将影响分离效率。高宽比越低，相互碰撞越严重，影响越大。这也是大尺寸颗粒出现在静电除尘器的原因。文献[4]指出，静电除尘器下飞灰中大于105μm颗粒重量比达到71.6 %，与石狮热电厂的测试结果比较一致。为了降低高颗粒浓度对分离效率的影响，日本住友公司为厦门一客户220t/h锅炉的紧凑式水冷旋风分离器设计了狭长的进口断面（见图3），其进口断面高度为8002 mm。薄片气流贴壁进入旋风筒可减少由于颗粒相互碰撞导致二次飞扬，有利于提高分离效率。但该炉高度低是主要矛盾，因而燃烧福建无烟煤时机械不完全燃烧损失很大。
3 飞灰份额的影响因素
3.1 燃料粒度特性的影响：福建无烟煤细颗粒多，从0～8mm粒度的筛分比例中得知：0.2～0.4mm煤粒占22％左右，＜1mm的煤粒占50%左右，0～3mm的煤粒占70%左右。此外，在燃烧过程中细颗粒容易爆裂，造成飞灰份额大，一般在50 – 60 % ；燃料中微细颗粒炉内停留时间短，飞灰含炭量高；这两个因素导致q4就增大。由于煤种无法改变，人们只能通过完善设计和优化运行来降低飞灰份额。
3.2 燃料系统设计中特别要防止出现粒度合格燃料再破碎
表4 以50 %和60 %两种不同飞灰份额代入计算式（1-1）进行计算，证明飞灰份额从50 %提高到60 %时，机械不完全燃烧损失q4也从9.457%增加到11.250%。计算说明飞灰份额对q4的重要影响。
我省有些设计单位不熟悉CFB锅炉对燃煤粒度分布的要求，在燃料系统设计中没有考虑到破碎过细会提高飞灰份额。出现把所有原煤都送破碎的设计系统。这不仅降低锅炉热效率， 还导致锅炉烟尘排放浓度增加，甚至除尘器采用5电场时，其排放浓度还要超过50mg/m3。此外，由于福建无烟煤原煤中10mm以下约占90%，燃料应当先筛分，不合格再破碎，可大大降低燃料破碎电耗。
