【正文】 130t/h 以上的 CFB 鍋爐業(yè)績列于表 13~15。第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀12在“八五” 、 “九五”期間與成員單位一起消化吸收大型煤粉爐引進(jìn)技術(shù)，結(jié)合中國國情，創(chuàng)新編制了大型煤粉鍋爐燃燒設(shè)備性能設(shè)計方法和大型煤粉鍋爐爐膛燃燒器性能設(shè)計規(guī)范。目前正在進(jìn)行完全自主知識產(chǎn)權(quán)的 1025t/h CFB鍋爐和超臨界 600MWe CFB 鍋爐。TPRI 和濟南鍋爐廠聯(lián)合開發(fā)了 220t/h 高溫分離型 CFB 鍋爐。 上海鍋爐廠有限公司20 世紀(jì) 90 年代起，上海鍋爐廠有限公司與日本石川島播磨重工(IHI)、三井造船(MES)、美國 Foster Wheeler、芬蘭 Ahlstrom、瑞典 Kvaerner 等公司合作，分包設(shè)計制造了多種容量(30～517t/h)的近 30 臺 CFB 鍋爐；與中科院院熱物理研究所和日本三井造船株式會社三方合作，制造了 10 多臺 CFB 鍋爐。在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)科研成果，東鍋還在研制具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)200MWe、300MWe CFB 鍋爐。 ③ FAKOP 是 FWEOY(AHLSTROM)設(shè)在波蘭的許可證制造廠。 wilcox 公司內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐的主要特點是，采用兩級分離系統(tǒng)，一級分離系統(tǒng)采用撞擊式槽型分離器，布置在爐膛出口，實現(xiàn)內(nèi)循環(huán)；二級分離循環(huán)系統(tǒng)采用多管式旋風(fēng)分離器布置在省煤器的下部，形成外循環(huán)。C/580176。該鍋爐的爐膛高度為 35m，爐膛寬度為 26m, 爐膛深度為 ，每臺鍋爐采用 3 個蒸汽冷卻旋風(fēng)筒分離器，分離器的直徑為 ，如圖 13 所示。AHLSTROM 公司還為 Turow 電廠設(shè)計了 3 臺 235 MWe CFB 鍋爐，分別在 1998 年和 2022 年投運，該項目證明不采用外置式換熱器機組容量也可以達(dá)到 200 MWe 以上。我國引進(jìn)的 300MWe 循環(huán)流化床鍋爐就是基于 Gardenne 電廠的技術(shù)。Gardanne 電廠 250MWe循環(huán)流化床鍋爐的主蒸汽流量為表 11 Gardanne 電廠燃料分析成分 單位 Gardanne 煤 其它煤 摻燒油渣Mar % 11~14 12 Aar % 35 7~14 Sar % ~ 3 MJ/kg 灰中 CaO 含量% 57 5灰中 SO2 含量% 14入爐煤顆粒度 mm 0~10(d50=1)第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀2，蒸汽壓力為 ，主蒸汽溫度為 567℃，再熱蒸汽溫度為 566℃，排煙溫度為 140℃。ALSTOMStein 公司充分利用外置式換熱器的優(yōu)越性，主要致力于 CFB 鍋爐的大型化工作。尤其是最近十年，機組大型化發(fā)展取得了突破性的進(jìn)展。Gardanne(Provence)電站是世界上第一座 250 MWe CFB 鍋爐電站，1995 年順利投運標(biāo)志著大型化 CFB 鍋爐技術(shù)已經(jīng)成熟。該電站外觀圖見圖 11。隨著 ALSTOM 公司內(nèi)部的技術(shù)融合，該項技術(shù)應(yīng)該有更廣闊的前景。因此決定采用循環(huán)流化床鍋爐利用原來煤粉爐的位置對該電廠進(jìn)行改造。 圖 13 美國 JEA 電廠 2300MWeCFB 鍋爐為解決圓筒絕熱旋風(fēng)分離器給鍋爐整體布置帶來的困難，奧斯龍公司提出了緊湊式布置的概念，即將圓筒型改為方形，使其形狀與方形的爐膛與尾部煙道相匹配，從而簡化鍋爐的布置，節(jié)省鋼耗量。圖 15 所示為這臺鍋爐的立體效果圖，它是緊湊型布置的 CFB 鍋爐。 不同煤種在 CFB 鍋爐中的應(yīng)用除了積極開展 CFB 鍋爐大型化的研究外，還充分利用 CFB 鍋爐煤種適應(yīng)性廣的特點，努力開發(fā)使用不同性質(zhì)燃料的循環(huán)流化床鍋爐。超臨界 600MWeCFB 鍋爐正在高校與制造廠醞釀之中，并已完成了方案設(shè)計。1999 年 7 月引進(jìn) Alstom(原德國 EVT)公司 220～410 t/h 級( 包括中間再熱)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)。與中國科學(xué)院合作，為內(nèi)蒙古鄂爾多斯電廠設(shè)計 4 臺 690 t/h 鍋爐。TPRI 和東方鍋爐(集團)股份有限公司合作設(shè)計了 420t/h 再熱型CFB 鍋爐配 125MWe 汽輪發(fā)電機組配套，并設(shè)計了國產(chǎn) 300MWe CFB 鍋爐。 浙江大學(xué)浙大于 90 年代中后期與南通萬達(dá)鍋爐廠密切合作，開發(fā)有 35～130t/h CFB 鍋爐系列產(chǎn)品，至今己有數(shù)十臺產(chǎn)品進(jìn)入市場，使用情況良好。 國內(nèi)外一些主要生產(chǎn) CFB 鍋爐公司的技術(shù)特點隨著歷史的發(fā)展各公司實行技術(shù)引進(jìn)及公司兼并，到目前為止國外從原來的魯奇公司和奧斯龍公司發(fā)展成主要兩家大公司，即美國 FW 公司和法國阿爾斯通公司。 Kinston EGF 美國 木 屑 樹 皮 80 1997 1998 KVAERNE 總 包4 MaptaphutCOCOGroup12 泰國 煤 432 1997 1999 FW 總包5 鎮(zhèn)海煉油化工公司12 浙江 石油焦 220 1998 1999 FW 總包6 Macmillan Bloedel 加拿大 煤 272 1997 1998 FW 總包7 望亭電廠 江蘇 煤 75 1997 19988 SumitimoOsakaCementKochi 日本 煤 230 1998 1999 FWKK 總包9 窯街礦務(wù)局電廠123 甘肅 劣質(zhì)煤 130 1998 199910 遼源熱力能源公司 吉林 劣質(zhì)煤 75 1999 2022 MES 總包11 天石電力有限公司12 山西 劣質(zhì)煤 130 1999 202212 松源發(fā)電公司1 2 湖北 劣質(zhì)煤 130 2022 202213 上海石油化工公司12 上海 焦油 310 2022 2022 FW 總包14 豐原生物化學(xué)公司1 2 3 安徽 煤 130 2022 03/115 美國南伊利諾斯州電廠 美國 煤 517 2022 03/3 FW 總包16 山西雙池煤矸石電廠 山西 貧煤 22017 山東里彥電廠12 山東 煙煤 465 03/2 03/8 中間再熱18 濟寧運河發(fā)電公司12 山東 煙煤 440 03/4 03/9 中間再熱19 華能濟寧電廠12 山東 煙煤 440 03/1 03/7 中間再熱20 東糖集團有限公司 12 廣東 貧煤 440 03/6 03/12 中間再熱21 河南豫聯(lián) 1 2 河南 無煙煤 440 03/5 03/10 中間再熱22 梅縣 B 廠 5 廣東 無煙煤 440 03/12 04/7 中間再熱23 景德鎮(zhèn)發(fā)電公司 江西 煙煤 475 04/2 04/12 中間再熱24 梅縣 B 廠 6 廣東 煙煤 440 中間再熱25 東糖集團有限公司 2 廣東 煙煤 490 中間再熱26 眾泰發(fā)電公司 1 4 山東 煙煤 480 中間再熱27 平朔煤矸石發(fā)電廠 12 山西 混煤 1065 中間再熱28 浙江華東鋁業(yè)公司 12 浙江 煙煤 440 中間再熱29 小龍?zhí)栋l(fā)電廠三期 12 云南 褐煤 1025 中間再熱30 蒙西電廠 12 內(nèi)蒙古 煤矸石 1062 中間再熱31 格瑞特電廠 12 山西 煤矸石 480 中間再熱第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀19 CFB 鍋爐大型化與高參數(shù)化超臨界循環(huán)流化床鍋爐 超臨界循環(huán)流化床鍋爐的必要性自從 20 世紀(jì) 80 年代，該技術(shù)商業(yè)化過程中顯示出其優(yōu)良的環(huán)境排放特性，其污染控制成本是目前其它技術(shù)無法匹敵的，但在達(dá)到較高的供電效率方面并未具有明顯的優(yōu)越性，因此提高蒸汽的壓力和溫度并增加其容量已成廣泛的共識。超臨界循環(huán)流化床鍋爐(SCCFB)兼?zhèn)淞?CFB 燃燒技術(shù)和 SC蒸汽循環(huán)的優(yōu)點。 圖 17　Stein 的 600MWe 超臨界循環(huán)流化床鍋爐方案　ABBCE 的 SCCFB 設(shè)計ABBCE 在幾年前就開始了超臨界循環(huán)流化床鍋爐的研究，如垂直水冷壁的超臨界下滑壓運行特性、爐膛的循環(huán)系統(tǒng)和材料問題、滑壓運行的超臨界循環(huán)流化床鍋爐的可行性等，討論了熱流分布、熱負(fù)荷分配、輔機電耗、啟動過程。6 只汽冷旋風(fēng)分離器被布置在鍋爐的兩側(cè)，分離下來的高溫物料一部分經(jīng)分流進(jìn)入布置有過熱器或再熱器的外置式換熱器。旋風(fēng)分離器的內(nèi)徑為 ，每個旋風(fēng)分離器與 1 臺非機械閥控制型外置式換熱器相連，其中 2 臺布置再熱器，4 臺布置過熱器。第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀22　清華的 SCCFB 研究清華大學(xué)詳細(xì)地分析了超臨界循環(huán)流化床鍋爐用于火力發(fā)電的電站機組的經(jīng)濟性，探討了發(fā)展超臨界循環(huán)流化床鍋爐的有關(guān)問題，并完成了 600MWe 和800MWe 循環(huán)流化床鍋爐的概念設(shè)計以及水冷壁水動力問題、壁溫等設(shè)計計算。在 800MWe 方案中，根據(jù)蒸汽參數(shù)與機組效率之間的關(guān)系、國外超臨界技術(shù)發(fā)展經(jīng)驗，以及新型耐熱鋼的性能、價格及其在我國的應(yīng)用狀況，主蒸汽壓力采用 25MPa，溫度選定600oC，采用一次再熱，以簡化系統(tǒng)，減少材料消耗，降低成本。由于換熱床風(fēng)量較小，同時換熱床床溫較低，因此換熱床內(nèi)不會發(fā)生燃燒現(xiàn)象。 圖 111　800MW 超臨界 CFB 鍋爐結(jié)構(gòu)布置總圖尾部豎井的上部采用雙煙道，分別布置低溫段再熱器和Ⅰ級過熱器，煙道包墻以及煙道內(nèi)的受熱面吊掛管均采用省煤器出口的工質(zhì)冷卻。圖 112 所示為其為法國電力公司委托進(jìn)行 600MWe 超臨界直流鍋爐的研究設(shè)計的立體效果圖，其蒸汽參數(shù)為310bar、 593176。n 是西班牙最大的電力公司，擁有西班牙全國 40%的電力安裝容量。C，冷凝器采用 18176。nen, Jouni Miettinen, et al. Threedimensional Modeling and Model Validation of 第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀27Circulating Fluidized Bed Combustion. In: Sarma V Pisupat ed. Proceedings of 17th International Conference on FBC, Florida: ASME, 2022: No. 48[10] .Stephen J Goidich, Song Wu, Zhen Fan, ey al. Design Aspects of the UltraSupercritical CFB Boiler. International Pittsburgh Coal Conference, September 1215, 2022, Pittsburgh PA, USA第一章 國內(nèi)外 CFB 鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................................1 國外 CFB 鍋爐的發(fā)展 ..............................................................................................................1 德國魯奇型(Lurgi)循環(huán)流化床鍋爐及 Alstom 公司的擴展 ..........................................1 奧斯龍(AHLSTROM)型及 Foster Wheeler 公司循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展 ....................2 美國 Babcock amp。C)CFB 鍋爐參 考 文 獻(xiàn)[1] 馮俊凱, 岳光溪, 呂俊復(fù). 循環(huán)流化床燃燒鍋爐. 電力工業(yè)出版社, 2022[2] Bursi J M, Lafanechere L, Jestin L. Basic Design Studies for a 600MWe CFB Boiler (270bar, 2600oC). Circulating Fluidized Technology, ed. J Werther, W252。研究內(nèi)容包括蒸汽循環(huán)的優(yōu)化、CFB800 鍋爐的詳細(xì)設(shè)計、超超臨界直流蒸發(fā)受熱面的詳細(xì)設(shè)計、鍋爐排放性能的優(yōu)化、超超臨界 CFB 電廠動力學(xué)特性的研究、經(jīng)濟可行性分析等。美國的能源部和美國 FW 共同資助，進(jìn)行參數(shù)分別為(1) 400MWe/、(2) 600MWe/、(3) 600MWe/?！W 的 SCCFB 設(shè)計研究開發(fā)為了開發(fā)超臨界 CFB 技術(shù)，現(xiàn) 圖 112 FW 為法國電力公司研究設(shè)計的超臨界循環(huán)流化床直流鍋爐 600MWe(176。爐膛、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、雙路回料閥、換熱床等組成主循環(huán)回路，在主循環(huán)回路中，一次風(fēng)流化床料，煤顆粒進(jìn)入床料中被加熱，發(fā)生碎裂、熱解、燃燒并形成局部的還原性氣氛；同時，加入的石灰石發(fā)生分解反應(yīng)后進(jìn)行換運行氣氛下的脫硫反應(yīng)。為加快啟動速度，節(jié)省啟動燃油，采用了床上和床下結(jié)合的啟動方式。沿?zé)煔饬鞒谭较虿贾糜孝蠹夁^熱器、末級再熱器、I 級過熱器、初級再熱器、省煤器和空預(yù)器。高溫過熱器和低溫再熱器位于尾部煙道內(nèi)。爐膛下部為褲衩管結(jié)構(gòu)。通過水冷機械調(diào)節(jié)閥的分配，一部分流入換熱床，在床中被低速流化，向床中埋管傳熱，受到一定冷卻