循環流化床鍋爐的發展過程及趨向

吳勇

（云南大唐國際紅河發電有限責任公司，云南 開遠 661600）

1 引言

目前，我國正面臨著嚴峻的能源緊缺問題。外循環流化床鍋爐技術的出現，為最大限度的利用能源，減少資源矛盾起到了很好的效果和作用。外循環流化床鍋爐技術不僅能夠提高鍋爐的發電效率，還能夠節約煤炭資源，也能夠降低運行的成本，更能夠提高環境保護的水平[1]。外循環流化床鍋爐技術的發展與我國正在推進的綠色節能理念、低碳理念等相符合，因而未來必然有著良好的發展前景[2]。因此，本研究通過對已有文獻的檢索和研究，對外循環流化床鍋爐技術的發展過程和趨向進行了研究。

2 循環流化床鍋爐相關理論概述

循環流化床鍋爐是在循環流化床鍋爐中適應循環流化床潔凈燃燒技術的一種產品，這種產品的優勢在于高效節能以及低污染。循環流化床鍋爐的特點主要表現在以下幾方面：第一，在鍋爐的爐膛內部，存在大量的物料。物料在循環的過程中，產生高傳熱系數，進而促使鍋爐熱負荷額調節范圍增大。同時，循環流化床鍋爐技術還具有較強的燃料適應性，并能夠有效改善鍋爐燃燒的能源結構。第二，循環流化床鍋爐技術還具有較高的燃燒效率，不僅能夠充分燃燒劣質燃料，還具有較好的環保性能[3]。

3 循環流化床鍋爐在國內外的發展過程

3.1 循環流化床鍋爐在國外的發展過程

在國外，循環流化床鍋爐技術始于20世紀60年代，是在鼓泡流化床鍋爐的基礎上發展的。20世紀70年代，第一臺循環流化床鍋爐技術在芬蘭被建造，在建造的過程中，主要是商用。該鍋爐在燃用泥煤的過程中，熱功率為15MW，采用的主要是鍋爐外高溫旋風分離器。1981年美國第一臺循環流化床鍋爐技術問世。1982年德國第一臺循環流化床鍋爐問世，主要用于生產蒸汽和供熱。1984年瑞典與美國合作，共同生產了循環流化床鍋爐。隨著時代的發展和社會的進步，循環流化床鍋爐技術也獲得了很大的發展。國外在研究的過程中，更為注重循環流化床鍋爐容量的增大和蒸汽參數的提高。

3.2 循環流化床鍋爐在國內的發展過程

在我國，循環流化床鍋爐技術的發展也起源于20世紀60年代后期，發展的基礎也是鼓泡流化床鍋爐。自20世紀60年代后期開始，我國的鼓泡流化床鍋爐的研究和產品開發逐漸受到關注和重視，研發出的產品被廣泛投入到市場中，蒸汽量已從4t/h發展到130t/h。在20世紀80年代，約有3000多臺鼓泡流化床鍋爐已經投運到市場中。20世紀90年代中期，我國研發了蒸發量為130t/h的流化床鍋爐，自此我國邁入了中容量循環流化床鍋爐研發階段。在這一階段，循環流化床鍋爐的蒸汽參數為3.82Mpa，溫度為450℃。然而，在這一階段，我國研發的循環流化床鍋爐還處于簡單的自然循環鍋爐階段，還有很大的研發空間。在20世紀90年代后期，我國引進國外技術，為發展大型循環流化床電鍋爐提供了經驗。在時代和科技的發展下，循環流化床鍋爐燃燒技術被提出，并獲得廣泛的應用。20世紀末，為更好地解決燃煤發電所引發的環境問題，我國加大了對循環流化床鍋爐技術的進一步研究。在這一階段，我國研發了高壓、高溫循環流化床鍋爐。進入21世紀，我國在這方面的研究依然在不斷的加強和完善，并取得了一定的成績。其中，蒸汽量、蒸汽參數已經達到了1025t/h、17.4/3.72Mpa、540℃。在新時期，在綠色節能理念下，我國對該項技術的研究依然要給予不斷的關注和重視。有研究學者在超臨界循環硫化床鍋爐技術研究中，600MW循環流化床鍋爐大容量也已經研制出，并被廣泛應用到研究和試驗中。總之，隨著時代的發展和技術的進步，循環流化床鍋爐技術還會不斷的發展。通過對已有文獻的研究和檢索，不同的研究學者均從不同的角度對循環流化床鍋爐技術進行了研究，有的研究學者從節能的角度進行研究，有的研究學者從擴大容量的角度進行研究。在容量方面，已經達到600MW。由此可見，我國在循環流化床鍋爐技術發展的過程中，也已經取得了很大的成績。

4 循環流化床鍋爐的發展趨向

在國內外工業規模逐漸擴大的過程中，工業企業對工業鍋爐容量提出了更高的要求。與此同時，人們對于工業鍋爐的蒸汽參數也提出了一定的要求。循環流化床鍋爐技術的未來發展趨向也必然體現在這兩個方面。這主要是由于隨著人們生活水平的提高，人們對電網容量的需求也呈現出逐漸增加的趨勢。在這一背景下，電廠發電機組的高功率也必須獲得飛速的增長。而循環流化床鍋爐容量的擴大就是一種必然。目前，最大的單臺煤粉燃燒電站鍋爐可配1300MW發電機組。為在未來的市場競爭中占據重要的地位，循環流化床鍋爐技術必須開發配300MW以上等級的大容量鍋爐。目前，經過多年的研究和開發，我國研發的最大超臨界參數循環流化床鍋爐和蒸汽參數分別已經達到了800MW、31MPa、605/620℃。隨著技術的進步，循環流化床鍋爐技術未來在這兩方面的研究力度和強度也必然會逐漸加大。循環流化床鍋爐技術是一項比較成熟的商業化技術，在我國潔凈煤發電的過程中占有很高的地位，并發揮著日益顯著的作用。隨著我國綠色節能理念的不斷深入和推進，循環流化床鍋爐已經成為現階段我國最實用的燃煤設備。在這一理念下，循環流化床鍋爐的應用范圍也逐漸增加。循環流化床鍋爐在實際的應用過程中，其優勢主要體現在較高的燃料適應性以及穩定性上。然而，目前在我國煤炭能源日益緊缺的情況下，在采用煤供電的過程中，部分煤電站會使用劣質煤料，進而導致熱效率下降，煤耗增加等等，這與節能理念嚴重悖離。為進一步推動綠色節能理念，提高循環流化床鍋爐技術的研究深度和力度是十分必要的。為進一步加大這方面的研究力度和深度，在綠色節能理念下，研究循環流化床鍋爐發展過程和趨向是十分的關鍵和重要的。

5 結語

綜上所述，通過對循環流化床鍋爐發展過程和趨向的研究，本研究主要得出以下四個方面的結論。

①循環流化床鍋爐技術在發展的過程中，無論是在國內，還是在國外，均是在20世紀80年代發展起來的，且發展的基礎是鼓泡流化床。

②經過多年的發展，循環流化床鍋爐技術由于自身具有諸多的優勢，因而獲得了飛速的發展。目前，循環流化床鍋爐技術已經發展到可配300MW等級發電機組的水平。同時，關于循環流化床鍋爐技術的研究還在進行和完善。

③循環流化床鍋爐技術的發展方向是提高蒸汽參數和增加容量，這點與煤粉鍋爐是一致的。在增大容量的過程中，應注重新構件的開發。

④在市場競爭的過程中，循環流化床鍋爐技術未來的發展趨向必然走向更加高效、節能、經濟和安全。總之，循環流化床鍋爐技術發展趨向是非常良好的。