超临界循环流化床锅炉的研发

《超临界循环流化床锅炉的研发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据[摘超临界循环流化床锅炉的研发孙献斌西安热工研究院有限公司，陕西西安710032要]对超临界循环流化床(CFB)锅炉技术特点进行了分析，提出了超临界CFB锅炉设计时应重点研究的关键技术，如炉内二维传热特性、热流密度分布规律、垂直管屏水动力特性、分离器气固分配均匀性等。简要介绍了西安热工研究院有限公司超临界600MWCFB锅炉的设计方案。1超临界CFB锅炉的技术特点循环流化床(CFB)锅炉技术在过去的10多年中已达到了电站燃煤锅炉的容量水平，目前国际上已运行的CFB锅炉的最大容量为300MW，安装于美国佛罗里达州Jacksonville的JEA电厂，国内也已有7台采用国

2、外技术设计制造的300MWCFB锅炉投运，国产330MWCFB锅炉正在研发中[1j。超临界CFB锅炉同时兼备CFB锅炉清洁燃烧和超临界锅炉的优点，具有良好应用前景，是洁净煤发电技术的进一步选择。超临界CFB锅炉具有较高的机组发电效率，脱硫运行成本比煤粉炉尾部烟气脱硫(FGD)低50％以上，而投资与煤粉炉加FGD持平。在N0。排放方面，超临界CFB锅炉在不需要采用其它技术措施条件下，可将NO。排放值减至200mg／m3以下，低于国内目前采用超细粉再燃技术的600MW机组燃用褐煤的煤粉炉的NO：排放最低值243mg／m3。另外，和具有高发电效率的先进的整体煤气化联合循环(IGCC

3、)发电技术相比，在电厂的复杂性、可靠性、投资成本等方面，超II缶界CFB锅炉也具有明显的优势。由于CFB锅炉炉内截面热负荷(～3．5MW／m2)和燃烧温度(850℃～900℃)较低，且沿炉高分布均匀，炉内热流密度低于煤粉炉，热流密度较高区域对应于工质温度最低的炉膛下部(图1)E23，水冷壁管内出现膜态沸腾(DNB)和蒸干(DRO)现象的可能性大为减小，因此，可以采用较小的质量流量((500～700)kg／(m2·s))和较为简单的一次上升垂直管。水冷壁的工质采用低质量流速流动方式时，可降低垂直管屏内的压力损失，减小辅机的能量消耗。已有的研究表明，低质量流速的流动具有的低阻力特

4、性，可使工质在楮低负荷的亚临界区具有自然循环特性。銮超临界参数锅炉的技术关键是水冷壁，CFB锅炉薷水冷壁由于灰颗粒的冲刷而较为清洁，无积灰和结渣，餐具有较好的传热性能，有利于避免发生两类传热危机。～螺旋管管圈与垂直管屏水冷壁为目前的主流技术，为一避免CFB锅炉炉内边壁下降颗粒流对管壁的磨损，要并求管子的布置要平行于烟气和固体物料的流动方向，至因此超临界CFB锅炉的水冷壁须采用垂直管屏结构。。：；收稿日期：2007—03—29作者简介：孙献斌(1963一)，男，西安热工研究院有限公司首席研究员，主要从事循环流化床锅炉大型化技术开发、设计及其工程应用研究。E-mail：sunxi

5、anbin@tpri．corn．cn二O八万方数据100200300400500热流密度／(KW·111。2)图1CFB锅炉与煤粉锅炉炉内热流密度比较2超临界CFB锅炉的研究发展目前，法国阿尔斯通(Alstom)公司和美国福斯特惠勒(FW)公司正在致力于超临界CFB锅炉的研究开发，FW公司于2002年12月30日与波兰PKE电力公司签订了在波兰Lagisza电厂建造1台460MW超临界CFB锅炉的合同，这也是世界上首台超临界CFB锅炉(图2)。该台超临界CFB锅炉在排放方面应能完全满足欧盟大型燃煤电厂排放指导性标准的要求。锅炉燃用热值为(18～23)MJ／kg、含硫量为0．6

6、0．4～1．4％、灰分为lo％---25％的烟煤，其煤耗比常规汽包锅炉低5％，机组效率将达到42．7％。图2正在建设的波兰Lagisza460MW超临界CFB锅炉Lagisza电厂460MW超临界CFB锅炉采用模块化设计方法，锅炉为紧凑式设计，水冷壁采用垂直管屏布置，并布置整体式流化床换热器(INTREXTM)，其内布置过热器，以维持合适的炉膛温度，抑制污染物的排放。尾部烟道布置回转式空气预热器。该台锅炉预计2009年投运。表1波兰Lagisza电厂460MW超临界CFB锅炉设计参数名称数值锅炉蒸发量D／t·h矗1过热蒸汽压力户。，／MPa过热蒸汽温度Tg，／℃再热蒸汽流量D

7、：，／t·h一1再热蒸汽出口压力pm／MPa再热蒸汽出口温度T,a／'c锅炉热效率班l／％机组发电效率目／％SOz排放值cs0^／mg·1"11～3NOL排放值CN％／mg·m-3CO排放值Cco／mg·m_3粉尘排放值CflI／mg·m_3目前，西安热工研究院有限公司(TPRI)、清华大学、浙江大学及国内几家大型锅炉厂等正在进行超临界CFB锅炉前期研究工作，并已相继提出了600MW超临界CFB锅炉的概念设计。TPRI在总结开发210MW及330MWCFB锅炉经验的基础上，已完成了600Mw超临界CFB