大容量循环流化床电站锅炉技术的发展

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1、大容量循环流化床电站锅炉技术的发展作者：乎雄1陈伟刚2毛健雄30前言循环流化床锅炉作为一种固体燃料的清洁燃烧技术，自从1980年代开始发展以来，在20多年期间已经取得了巨大的进展，无论从容量上还是从蒸汽参数上看，可以说，循环流化床锅炉已进入大容量高参数的电站锅炉时代。在发展大容量高参数的循环流化床锅炉的过程中，福斯特惠勒公司起着先锋和领导的作用。在1990年代，福斯特惠勒的循环流化床锅炉就已发展到250丽c的超高压参数等级，并在1990年代末和2000年代初逮成了在波兰Bogatynia的Turow电厂的6台235-262MWe燃煤的循环流化床锅炉和在美国佛罗里达Jacks

2、onville的JEA电厂建成了2台300MWe可100%燃烧煤/石油焦的循环流化床锅炉，并在2002年和波兰的Lagisza电厂签订了提供一台容量为460MWe的超临循环流化床直流锅炉的合同。所有这些甩程碑式的发展成就，标志着循环流化床技术己真正发展到了一个崭新的大容量高参数电站锅炉的时代。循环流化床技术的关键设备是固体床料分离器。第一代循环流化床锅炉主要采用的是旋风筒式分离器，它有以厚的耐火材料为衬里的绝热型和用蒸汽或水进行冷却的吸热型两大类。典型的人容量带冇旋风筒型分离器的电站循环流化床锅炉是波兰Turow电厂的1，2和3号炉，其每台锅炉的容量是235MWe以及在美国

3、JEA电厂的2台300MWe循环流化床锅炉。与此同时，福斯特惠勒从1990年代初幵始开发出了第二代带有矩形旋风分离器的紧凑型循环流化床锅炉，这种紧凑型大容量循环流化床电站锅炉的典型代表是波兰Turow电厂的4,5和6号炉，每台锅炉的容量是262丽e。为了适应电站锅炉对于大容量，高效率，低排放的要求，在上述亚临界自然循环的循环流化床技术发展的棊础上，福斯特惠勒又开发出了超临循环流化床直流锅炉技术，在2002年与波兰的PKE电力公司签订提供一台容量为460MWe的超临循环流化床直流锅炉的合同是循环流化床技术发展史上的一个重大里程碑，它标志着循环流化床技术从亚临界跨入超临界的一个

4、起点。图1循环流化床锅炉技术发展的历程YEAROFINITIALOPERATION图1所示，为近30年来循环流化床锅炉在容量上的发展历程。图2为以分离器技术发展为标志的几代循环流化床技术的发展。孢坏苑k涞钠妒忮木的犮祅木进汽冷钔$iS禽INTPEX^SH的n改计典初水曲e汽冷扪®涔改分Pr^^nt9tiQntoCoAtq(7f15/0S)Th^rVorfrfInCFB74cftpotogy图2以分离器技术发展为标志的儿代循环流化床技术的发展带冇旋风简型分离器的人容量循环流化床电站锅炉冷如/不冷却的旋风筒式分离器铯妗E优点:-锏垃徇聿•啟氺低格点:-但河焱怍茬粮式奁：ft点:

5、-矽动忖叫莰-效多离格点:-JC其荩燃炎燃私•知石袖Preserrd(7onro：^/VS/OSjL«3rf«ng7?reWw/tfinCJ=BTechnology•-锏垃啟氺离图3冷却吸热式旋风筒分离器和不吸热的绝热旋风筒分离器的比较图3所示为冷却吸热式旋风筒分离器和不吸热的绝热旋风筒分离器的比较。福斯特惠勒公司已有5台以上容量在200MWe的带有旋风筒型分离器的大容量循环流化床电站锅炉投入运行，其中，最有代表性的是在美国JEA电厂的2'300MWe循环流化床锅炉。图4所示为美国JEA2'300MWc循环流化床锅炉。该锅炉的炉膛高度为35m，炉膛宽度为26m，炉膛深度为6

6、.7m，每台锅炉采用3个蒸汽冷却旋风筒分离器，分离器的直径为7.3m。该两台锅炉分别于2002年5和7建成投产的2'300MWe循环流化床锅炉位于美国佛罗里达州Jachsonville的JEA电厂，这是当前世界上已投入运行的容量最大的循环流化床锅炉，该两台锅炉的蒸汽流量分别为906/806t/h（过热/再热），蒸汽温度为540/540T（过热/再热）。其设计燃料是要能够100%的燃烧煤和石油焦，或可以任何比例混烧煤和石油焦。表1所示为该锅炉的设计燃料：表1美国JEA2'300MWe循环流化床锅炉的设计燃料燃料石油焦煤水分，%9.05.2灰分，％0.412.8硫分，％6.72

7、.8挥发分，％9.035.6高位热值，Kcal/kg77807050图4美国JEA电厂2X300MWe循环流化床锅炉表2为该2'300MWe循环流化床锅炉对排放值的要求。表2美国JEA电厂2X300MWe循环流化床锅炉要求的各项污染物的排放值

8、再染物名称单位所要求的排放值S02mg/Nm3185（24小时平均）NOxmg/Nm3111COmg/Nm3285固体颗粒mg/Nm314PM10mg/Nm314硫酸雾（h2so4）mg/Nm30.5氟化氢（HF）mg/Nm30.2铅mg/Nm30.033汞mg/Nm30.0