300MW循环流化床锅炉技术分析

徐国明

摘要: 针对300MW循环流化床锅炉的结构、调试、特点阐述大型循环流化床锅炉在不同温度热烟气烘炉、锅炉点火吹管工作同时进行的烘炉技术分析及发展趋势。

关键词：300MW循环流化床；锅炉；优点；发展趋势；

中图分类号: TK223文献标识码：A

引言

中国不仅是一个生产煤的国家也一个燃煤的大国，根据中国的国情，中国在未来很长一段时间也主要能源以煤炭为主，这是我们长期的基本国情，但随着中国电力工业的不断发展和人们需求的不断提高，中国的煤炭消费总量将继续通过燃烧煤炭来发电在短期内是不会改变。但燃煤会带来环境污染和生态破坏，据统计，二氧化硫排放量为中国的总金额突破20万吨，居世界第一位，其中二氧化碳排放量来自煤炭燃烧85 ％ ，带来我们严重危害。因此，循环流化床燃烧技术，这是一种比较成熟的，高效率，低污染清洁技术，可以适应不同煤的来源，浓度较低的污染物排放，具有良好的负载调节性能，对煤的利用率大大的提高。目前，中国的未来很重视环境，较大的燃烧煤发电厂负荷调节范围增大，多种的煤源以及环保和燃煤之间的矛盾，使我国将首选高效低污染的循环流化床锅炉作为新型燃煤技术。

1、锅炉的概述

它的结构简单，紧凑，与传统的粉煤炉型差不多，锅炉由燃烧设备、煤炭设备，床点火装置、分离并返回给料装置、冷却系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢结构主体、平台扶梯、炉壁等组成。布风板和密相区炉内部采用高强度耐磨可塑料; 水冷壁外墙采用敷管炉墙结构，外加外护板。高温旋风分离器，水平烟道和尾部烟道炉壁使用轻型炉墙、护板结构。根据循环流化床锅炉，炉室、高温旋风分离器部位使用高强度耐磨塑料，高强度耐磨砖，以确保锅炉运行安全可靠的运行。

2、锅炉启动调试

（1）锅炉调试重要性：锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节，是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。通过启动调试应达到如下目的：检验锅炉、辅机、控制系统等设备的安装质量；确保管道内表面清洁、管道内无杂物；初步了解锅炉和主要辅机等设备的运行特性；检验锅炉控制系统、保护系统的合理性和可靠性；初步检验锅炉和辅机满负荷运行能力；发现锅炉和辅机等存在的重要缺陷，以便及时采取有效的措施；同时也培训了有关运行人员对设备性能的了解及运行的初步调整，为试生产和商业运行打好基。

（2）锅炉整体启动前的准备：锅炉整体启动试运前，应已完成各系统主要设备的分部调试外，还须完成锅炉的水压试验，烘炉，冷态空气动力特性试验，清洗锅炉本体，蒸汽管道吹扫，锅炉点火试验，锅炉安全阀整定，辅机联锁保护试验，锅炉主保护试验等主要工作。冷态启动前，通常按调试大纲、运行规程及锅炉使用说明书，对锅炉本体及其汽水系统、烟风系统、燃烧系统，有关的辅机、热控、化学水处理设备以及现场环境等进行全面检查，以满足 锅炉安全启动条件。

3、循环硫化床锅炉的优点：

  优点：由于循环硫化床锅炉独特的流体动力特性和结构，使其具备有许多独特的优点，以下分别加的简述。

  1、燃料适应性：这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1%-3%，其它是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被此速加热至高于看火温度，而同时床层温度没有明显降低，只要燃料热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量。循环流化床锅炉既可用优质煤，也可烧用各种劣质煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油頁岩、石油焦、炉渣树皮、废木料、垃圾等。

  2、燃烧效率高：循环流化床锅炉的燃烧效率要比链条炉高得可达97.5-99.5%，可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为下述特点：气、固混合良好，燃烧速率高，特别是对粗粉燃料，绝大部分未燃尽的燃料被经过高温旋风分离器再循环至炉膛再燃烧，同时，循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率，甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。

 3、高效脱硫：循环流化床锅炉的脱硫比其它炉型更加有效，典型的循环流化床锅炉脱硫可达90%。与燃烧过程不同，脱硫反应进行得较为缓慢，为了使氧化钙（燃烧石灰石）充分转化为硫酸钙，烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂有充分长的接触时间和尽可能大的反应面积。当然，脱硫剂颗粒的内部并不能完全反应，气体在燃烧区的平均停留时间为3-4秒钟，循环流化床锅炉中石灰石粒径通常为0.1-0.3mm，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉都比其他锅炉优越。

4、氮氧化物（NOX）排放低：氮氧化物排放低是循环硫化床锅炉一个非常吸引人的一个特点。运行经验表明，循环流化床锅炉的二氧化氮排放范围为50-150PPM或40-120mg/mJ。NOX排放低的原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NOX，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化NOX，并使部分已生成NOX得到还原。

5、循环流化床锅炉的发展

2003 年按照国家科委的要求，国内三大锅炉制造厂家和七大设计院联合引进法国ALSTOM 公司Velizy 200 MW～350 MW 等级的循环流化床（Circulating Fluid Bed,CFB）锅炉技术。CFB 锅炉的主要特点有：外置式换热器的运用、π 型炉膛和扩展水冷壁受热面的应用、高效旋风分离器的设计和大口径钟罩式风帽的应用等。经过制造厂和设计院对引进技术的推广应用，四川白马电站于2005 年12 月整套机组启动并网发电，相继在开远、秦皇岛、小龙潭、蒙西、等机组投产运行，在借鉴引进技术的基础上，三大锅炉制造厂总结分析引进技术的成功经验和工程中存在的不足并进行改进，形成具有自主知识产权的300MW CFB 锅炉技术，结合与中科院联合设计的200MWCFB 锅炉的实验研究结果进行放大设计，提出以燃烧低质、高灰分的劣质燃料，特别是以煤矸石为主，以节能为重点的针对性设计方案。在充分发挥CFB 锅炉燃烧技术优越性的前提下，力求系统简单可靠，降低厂用电耗。在CFB 锅炉设计时充分考虑防磨损技术措施，以提高CFB 锅炉可靠性，提升CFB 锅炉在运行时的经济效益和环保效益，发挥CFB 锅炉对燃料适应性强、可燃烧低热值燃料、锅炉负荷适应性好、蓄热能力强、运行稳定、炉内脱硫、脱硝和脱硫工艺系统简单、二氧化硫和氮氧化物排放量达到国家标准、与煤粉炉相比可减少脱硫和脱硝系统的投资和运行成本的优势。目前已投运的粤电云浮电厂300 MW CFB 锅炉运行稳定，整台机组运行达到了设计要求，运行人员熟悉掌握了CFB 锅炉的运行特点，经过现场对CFB 锅炉的改进和提高，机组的可靠性和经济效益大幅度提升。

6、结束语

循环流化床锅炉燃料适用范围广，特别适用各种劣质燃料，包括选煤厂副产品、工业废料、生活垃圾、各种低热值污泥、生物废渣、以及多种混合燃料等。不同的循环流化床锅炉对燃料适应性差别也很大，直接影响到锅炉运行的稳定性、可靠性、经济性。所以锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节，是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。

参考文献

[1] P．巴苏，S．A．弗雷泽．循环流化床锅炉的设计与运行．北京：科学出版社．1994，

[2] 党黎军．循环流化床锅炉的启动调试与安全运行．北京：中国电力出版社．2002，

[3] 盧啸风．大型循环流化床锅炉设备与运行．北京：中国电力出版2006．

[4] 付萍．循环流化床锅炉特性分析及其参数优化[硕士论文]．河北：华北电力大学.2005.