300MW循環流化床鍋爐技術分析

徐國明

摘要: 針對300MW循環流化床鍋爐的結構、調試、特點闡述大型循環流化床鍋爐在不同溫度熱煙氣烘爐、鍋爐點火吹管工作同時進行的烘爐技術分析及發展趨勢。

關鍵詞：300MW循環流化床；鍋爐；優點；發展趨勢；

中圖分類號: TK223文獻標識碼：A

引言

中國不僅是一個生產煤的國家也一個燃煤的大國，根據中國的國情，中國在未來很長一段時間也主要能源以煤炭為主，這是我們長期的基本國情，但隨著中國電力工業的不斷發展和人們需求的不斷提高，中國的煤炭消費總量將繼續通過燃燒煤炭來發電在短期內是不會改變。但燃煤會帶來環境污染和生態破壞，據統計，二氧化硫排放量為中國的總金額突破20萬噸，居世界第一位，其中二氧化碳排放量來自煤炭燃燒85 ％ ，帶來我們嚴重危害。因此，循環流化床燃燒技術，這是一種比較成熟的，高效率，低污染清潔技術，可以適應不同煤的來源，濃度較低的污染物排放，具有良好的負載調節性能，對煤的利用率大大的提高。目前，中國的未來很重視環境，較大的燃燒煤發電廠負荷調節范圍增大，多種的煤源以及環保和燃煤之間的矛盾，使我國將首選高效低污染的循環流化床鍋爐作為新型燃煤技術。

1、鍋爐的概述

它的結構簡單，緊湊，與傳統的粉煤爐型差不多，鍋爐由燃燒設備、煤炭設備，床點火裝置、分離并返回給料裝置、冷卻系統、過熱器、省煤器、空氣預熱器、鋼結構主體、平臺扶梯、爐壁等組成。布風板和密相區爐內部采用高強度耐磨可塑料; 水冷壁外墻采用敷管爐墻結構，外加外護板。高溫旋風分離器，水平煙道和尾部煙道爐壁使用輕型爐墻、護板結構。根據循環流化床鍋爐，爐室、高溫旋風分離器部位使用高強度耐磨塑料，高強度耐磨磚，以確保鍋爐運行安全可靠的運行。

2、鍋爐啟動調試

（1）鍋爐調試重要性：鍋爐啟動調試是全面檢驗主機及其配套設備的設計、制造、安裝、調試和生產準備工作的質量的重要環節，是保證今后鍋爐安全、可靠、經濟運行的一個重要程序。通過啟動調試應達到如下目的：檢驗鍋爐、輔機、控制系統等設備的安裝質量；確保管道內表面清潔、管道內無雜物；初步了解鍋爐和主要輔機等設備的運行特性；檢驗鍋爐控制系統、保護系統的合理性和可靠性；初步檢驗鍋爐和輔機滿負荷運行能力；發現鍋爐和輔機等存在的重要缺陷，以便及時采取有效的措施；同時也培訓了有關運行人員對設備性能的了解及運行的初步調整，為試生產和商業運行打好基。

（2）鍋爐整體啟動前的準備：鍋爐整體啟動試運前，應已完成各系統主要設備的分部調試外，還須完成鍋爐的水壓試驗，烘爐，冷態空氣動力特性試驗，清洗鍋爐本體，蒸汽管道吹掃，鍋爐點火試驗，鍋爐安全閥整定，輔機聯鎖保護試驗，鍋爐主保護試驗等主要工作。冷態啟動前，通常按調試大綱、運行規程及鍋爐使用說明書，對鍋爐本體及其汽水系統、煙風系統、燃燒系統，有關的輔機、熱控、化學水處理設備以及現場環境等進行全面檢查，以滿足 鍋爐安全啟動條件。

3、循環硫化床鍋爐的優點：

? 優點：由于循環硫化床鍋爐獨特的流體動力特性和結構，使其具備有許多獨特的優點，以下分別加的簡述。

? 1、燃料適應性：這是循環流化床鍋爐主要特性優點之一。在循環流化床鍋爐中按重量計，燃料僅占床料的1%-3%，其它是不可燃的固體顆粒，如脫硫劑、灰渣或砂。循環流化床鍋爐的特殊流體動力特性使得氣、固和固與固體燃料混合非常好，因此燃料進入爐膛后很快與大量床料混合，燃料被此速加熱至高于看火溫度，而同時床層溫度沒有明顯降低，只要燃料熱值大于加熱燃料本身和燃料所需的空氣至著火溫度所需的熱量。循環流化床鍋爐既可用優質煤，也可燒用各種劣質煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油頁巖、石油焦、爐渣樹皮、廢木料、垃圾等。

? 2、燃燒效率高：循環流化床鍋爐的燃燒效率要比鏈條爐高得可達97.5-99.5%，可與煤粉爐相媲美。循環流化床鍋爐燃燒效率高是因為下述特點：氣、固混合良好，燃燒速率高，特別是對粗粉燃料，絕大部分未燃盡的燃料被經過高溫旋風分離器再循環至爐膛再燃燒，同時，循環流化床鍋爐能在較寬的運行變化范圍內保持較高的燃燒效率，甚至燃用細粉含量高的燃料時也是如此。

?3、高效脫硫：循環流化床鍋爐的脫硫比其它爐型更加有效，典型的循環流化床鍋爐脫硫可達90%。與燃燒過程不同，脫硫反應進行得較為緩慢，為了使氧化鈣（燃燒石灰石）充分轉化為硫酸鈣，煙氣中的二氧化硫氣體必須與脫硫劑有充分長的接觸時間和盡可能大的反應面積。當然，脫硫劑顆粒的內部并不能完全反應，氣體在燃燒區的平均停留時間為3-4秒鐘，循環流化床鍋爐中石灰石粒徑通常為0.1-0.3mm，無論是脫硫劑的利用率還是二氧化硫的脫除率，循環流化床鍋爐都比其他鍋爐優越。

4、氮氧化物（NOX）排放低：氮氧化物排放低是循環硫化床鍋爐一個非常吸引人的一個特點。運行經驗表明，循環流化床鍋爐的二氧化氮排放范圍為50-150PPM或40-120mg/mJ。NOX排放低的原因：一是低溫燃燒，此時空氣中的氮一般不會生成NOX，二是分段燃燒，抑制燃料中的氮轉化NOX，并使部分已生成NOX得到還原。

5、循環流化床鍋爐的發展

2003 年按照國家科委的要求，國內三大鍋爐制造廠家和七大設計院聯合引進法國ALSTOM 公司Velizy 200 MW～350 MW 等級的循環流化床（Circulating Fluid Bed,CFB）鍋爐技術。CFB 鍋爐的主要特點有：外置式換熱器的運用、π 型爐膛和擴展水冷壁受熱面的應用、高效旋風分離器的設計和大口徑鐘罩式風帽的應用等。經過制造廠和設計院對引進技術的推廣應用，四川白馬電站于2005 年12 月整套機組啟動并網發電，相繼在開遠、秦皇島、小龍潭、蒙西、等機組投產運行，在借鑒引進技術的基礎上，三大鍋爐制造廠總結分析引進技術的成功經驗和工程中存在的不足并進行改進，形成具有自主知識產權的300MW CFB 鍋爐技術，結合與中科院聯合設計的200MWCFB 鍋爐的實驗研究結果進行放大設計，提出以燃燒低質、高灰分的劣質燃料，特別是以煤矸石為主，以節能為重點的針對性設計方案。在充分發揮CFB 鍋爐燃燒技術優越性的前提下，力求系統簡單可靠，降低廠用電耗。在CFB 鍋爐設計時充分考慮防磨損技術措施，以提高CFB 鍋爐可靠性，提升CFB 鍋爐在運行時的經濟效益和環保效益，發揮CFB 鍋爐對燃料適應性強、可燃燒低熱值燃料、鍋爐負荷適應性好、蓄熱能力強、運行穩定、爐內脫硫、脫硝和脫硫工藝系統簡單、二氧化硫和氮氧化物排放量達到國家標準、與煤粉爐相比可減少脫硫和脫硝系統的投資和運行成本的優勢。目前已投運的粵電云浮電廠300 MW CFB 鍋爐運行穩定，整臺機組運行達到了設計要求，運行人員熟悉掌握了CFB 鍋爐的運行特點，經過現場對CFB 鍋爐的改進和提高，機組的可靠性和經濟效益大幅度提升。

6、結束語

循環流化床鍋爐燃料適用范圍廣，特別適用各種劣質燃料，包括選煤廠副產品、工業廢料、生活垃圾、各種低熱值污泥、生物廢渣、以及多種混合燃料等。不同的循環流化床鍋爐對燃料適應性差別也很大，直接影響到鍋爐運行的穩定性、可靠性、經濟性。所以鍋爐啟動調試是全面檢驗主機及其配套設備的設計、制造、安裝、調試和生產準備工作的質量的重要環節，是保證今后鍋爐安全、可靠、經濟運行的一個重要程序。

參考文獻

[1] P．巴蘇，S．A．弗雷澤．循環流化床鍋爐的設計與運行．北京：科學出版社．1994，

[2] 黨黎軍．循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行．北京：中國電力出版社．2002，

[3] 盧嘯風．大型循環流化床鍋爐設備與運行．北京：中國電力出版2006．

[4] 付萍．循環流化床鍋爐特性分析及其參數優化[碩士論文]．河北：華北電力大學.2005.