大型循环流化床炉火电机组发展动态

电力18讯：    1. 循环流化床锅炉趋于高参数、大容量

现代电站锅炉发展的趋势是高参数、大容量。煤粉燃烧锅炉在这方面已经迈过了超临界和超超临界两个门槛。循环流化床锅炉(CFB)正向高参数，大容量目标挺进，必将在未来电站锅炉中占有一席之地。作为公认的最具发展前景的“洁净”煤燃烧技术，循环流化床是一种兼顾环保与经济性并且得到广泛验证的新技术，大型流化床锅炉已进入商业市场，已投运最大的CFB锅炉为法国普罗旺斯250MW锅炉。国外制造公司认为，目前制造600MW循环流化床锅炉在技术上是有把握的，其中的一个重要方向是超临界参数循环流化床锅炉技术。

当前世界上已有近千台CFB锅炉投入运行，国外约有60台100MW以上容量的循环流化床锅炉，其中已经投运的有40余台。共37家公司生产流化床锅炉，其中27家生产CFB炉。循环流化床锅炉检验规程和安全规程已经列入美国ASME标准，这是其技术成熟和标准化的重要标志。它的国际发展趋势是继续开发300MW级以上大型电站循环流化床锅炉。

美国能源部制定了支持美国制造商的重要的清洁煤技术计划，法国国家也有类似的计划，还有若干国家的R＆D计划支持有关的研究发展工作，包括欧洲委员会（EC）的支持工作。国外研究表明，采用超临界蒸汽参数的循环流化床锅炉的发电热效率可以达到43.2%，这和传统的燃气蒸汽联合循环发电热效率相比已毫不逊色，但其成本却大大降低。因此，国际上普遍认为，在未来20～30年内常压循环流化床发电技术将会有很大的市场。据英国贸工部估计，到2020年，世界上以燃煤为主的循环流化床锅炉容量将达到150000MW左右，其中中国为125000MW，北美17000MW，印度6000MW，日本3000MW。

法国电力公司(EDF)认为象中国、印度以及许多东南亚和东欧国家在强劲的经济发展中迫切需要增加发电量，但是这些国家面临一个十分困难的抉择，一方面他们拥有大量等级很差或比较差的煤炭资源；而另一方面面临着越来越大的环保压力。而循环流化床技术最适合于满足此种情况。开发这种技术可以使EDF在拓展全球发电业务的竞争中处于有利地位。所以自从1985年以来就一直致力于采用CFB技术更新和改进现有常规电厂。

2.循环床锅炉大型化的技术发展趋势

(1)容量扩大

目前，世界上单台循环流化床锅炉机组的容量最大已达到250MW，300MW容量等级的机组马上很快也要投入商业运行。目前技术成熟的炉膛单元的容量为125MW，增加炉宽可以合成到250MW；采用加中间隔墙方式，合成为三炉室炉膛时，容量即达到300MW规模。但是，如果想进一步扩大锅炉机组容量到400～600MW，则炉膛单元的容量应200MW才行。

(2)提高燃烧效率

对于难燃煤种，总的技术趋势是将床温提高到900℃，增加炉膛有效高度，延长一次停留时间，适当提高循环倍率。

(3)研制新型分离器及布置方式

对于分离器的研究，最主要的任务是优化分离器的布置方式，同时开发紧凑型分离装置，即非圆截面，可与水冷壁整装的新型分离器。

(4)回送装置型式趋同

循环流化床锅炉的循环物料回送装置也称回料阀、返料阀等，是循环床的关键部件之一。既要使物料稳定持续的返回炉膛，又要隔绝炉膛与分离器间的压差。在循环流化床开发初期，回送装置种类繁多，目前则以U阀为主，尽管各个制造厂商冠以不同的名称，实际多为U阀之变种。

(5)控制N2O生成

N2O低温燃烧时生成率高，而高温燃烧时解离率高。燃烧氮转化生成N2O的过程主要发生在密相区初始燃烧阶段。因而采用密相区徽欠氧燃烧方式，可提高N2O还原为氮气的解离率，从而控制N2O生成。

(6)发展超临界参数循环流化床锅炉

据掌握的资料，各个循环流化床生产制造厂家均未生产过超临界参数的循环流化床锅炉。未来5～10年内，300～600MW容量等级的循环流化床锅炉将从生产车间走向商业运行，为进一步提高机组效率，循环流化床锅炉有向超临界参数发展的需要。

(7)应用新的防磨和耐火材料

内置翼墙和管屏的防磨覆层材料的性能直接关系到循环流化床锅炉运行的可靠性和可用率水平以及运行维修成本等，密相区和分离器内壁的耐火材料衬层同样也需要有良好的抗腐蚀性能。与其这方面的需求会促进相应材料技术的发展。新材料的应用会大大改善大型循环流化床锅炉的负荷调节幅度和调节能力。