第四节循环滾化床烧拶术的发展前景 19 研究热点问题之 眷循环流化床锅炉大型化的发展和250MWe再热循环流化木锅炉的顺利运行,[阿」 多家循环流化床锅炉发展商均隈开∫超临界循环流化床锅炉的硏究ε原则上,循坏流化床攵 超临界均是成熟技术,二者的结合相对技术风险不大,并且结合后生户的技术尔合了循坏流 化床低成本污染控制及高供电效率两个优势,因此,其商业前途卜分光明。许多公可硏究的 共同结论是 (1)超临界循环沇化床锅炉在国外燃料价格、材料成本和制造水平上,有巨大的密业 蔣力.是个异军突起的新方案 (2}超临界循环流化床锅炉技术实现难度低于超临界煤粉炉,由于燃烧室内热负尙低, 有叮能以相对简单的本生炉垂直管方案构成燃烧家受热面,而且,低质量流带来的低阻力 叮能使其在低负荷亚临界区具有自然循环性质。 为了能够成功地实现超怖界循环流化床直流锅炉的设计,必须县有以下的技术水平: )对整个循环流化床锅炉燃烧过程的理解和经验。 2)对整个常规锅炉燃烧过程的理解和经验 3)对整个强制循环过程的理解。 4)对幣个直流蒸汽循环的理解 为了解决循环流化床直流锅炉的设计问题,必须研究解决循环流化床锅炉炉朦里的热流 率的间题;鼓泡流化床换热器中埋管过热器一再热器的运行和性能特点;锅炉负荷快速变化 时的吸热率变化规律,以选择合适的工质质量流率和启动系统;启动泵的性能要求:烧分 析,临界热流率,偏离核态沸腾,在任何负荷时相对流动不稳定性以及内螺纹管和光管的比 较和选择等。超临界机组的煤耗比同容量同温度的亚临界机组可降低2%,随着两次再热的 利用和超临界机组的发展,可进一步降低5%~10%以上,不仅提高了经济效益,还有利于 煤炭资源的储备和空气污染的减轻。 日前,世界上ABCE公司、sein公司和Fw公司正在进行超临界循环流化床锅炉的研 究开发。其中,FW公司以其100多台运行的循环流化床锅炉、数千台自然循环煤粉炉和30 余台超临界直流锅炉的经验,以及本生直管变压运行直流锅炉专利技术的许可证为基础,研 究开发出了超临界循环流化床直流锅炉技术。以下以FW公司的4MWe循环流化床锅炉为 例,介绍超临界循环流化床锅炉。 FW公可选择的蒸汽参数是26MPa。循环流化床锅炉从最低负荷至满负荷时,采用滑压 运行至26MP,锅炉负荷从亚临界向超临界的转折点大约在75%的负荷时。为f防止对炉膛 水冷壁受热面的磨损,循环流化床直流锅炉炉膛的水冷壁不宜采用螺旋盘管布置,须为直管 布置。和煤粉炉炉膛内温度和热涴分布很不均匀不同,循环流化床锅炉炉膛内的温度和热沇 分布均匀,因而采用直管布置时就不存在热输入不均匀的问题。炉膛采用本生直管布置的超 临界自流锅炉技术具有进行滑压运行的能力。 循环流化床直流锅炉可以设计成两种运行方式:定压运行和滑压运行。定压运行是指在 整个锅护的运行范围内用汽轮机主汽门维持定压运行,并一直利用超临界压力。滑压运行可 改计成超临界或亚临界,此时锅炉的压力由汽轮机决定。在负荷为25%-30%MCR的低负
第一章循环流化床燃烧锅炉概述 何时、滑运行的锅炉以定压方式运行 卡 闻门打开 此时压力由锅炉主汽门控制。图1-15为 这两种运行方式压力随负荷变化的情况 在低负荷时,滑压运行和定压运行 汽轮机设计裕量 相比具有以卜的优点 在低负荷时可降低整个厂用电耗 蒸汽流量(° 改善电厂热耗;因为在整个负荷范围內 蒸汽温度可实际保持不变,从而可在负 卡 主蒸汽 荷变化时减少汽轮机的热应力;因为在 临界压力区 较低压力时蒸汽的比容较大,因而在低 负荷时可改善在过热器和再热器中蒸汽 11 的流量分配;在低负荷时降低锅炉的 汽轮机设计裕量…°力水平可延长电厂压力部件的使用寿命 叮增加再热器的调节范围;可减少外面 蒹汽流量。。 的管道阀门,并月启动程序较简单 图1-16为带有启动系统的循环流化 图小15直流锅炉定压和滑压运行时压力与负荷关系 床直流锅炉汽水系统流程图。给水从炉 (a)定压机组;(b)滑压,超临界直流锅炉 膛四面墙的底部进入炉膛,然后向上流 动至布置在炉膛顶部的出口联箱。炉膛 水冷壁在底部为光管以降低流动阻力,在中间为内螺纹管以防止在最低蒸汽流量的区域产生 膜态沸腾。在启动的第一阶段,水一蒸汽混合物流入整体式分离器,分离出的蒸汽流向过热 器进行暖管。而分离出的水则流向冷凝器、除氧器、疏水扩容器或流至炉膛底部作循环之 用。锅炉给煤量的增加将提高蒸汽的压力,一直到汽轮机所需的压力为止。在启动的第二阶 段,锅炉仍然继续增加给煤量以提高蒸汽压力,分离出的蒸汽进入过热器以对其冷却以保护 过热器,直到汽轮机冲转。在汽轮机冲转之前,蒸汽通过高压旁路使过热器旁路汽轮机。 高压旁路的蒸汽流入再热器将其冷却。从再热器出来的热再热蒸汽绕过汽轮机的中压/低压 旁路至冷凝器。当蒸汽可以进入汽轮机时,高压和低压旁路系统被关闭,此后锅炉转入直流 方式运行,即通过改变给煤量来调节最终蒸汽温度,但此时要充分向过热器喷水。由于是直 流方式和滑压运行,可在较低的负荷下维持最终的主蒸汽和再热蒸汽温度。 超临界循环流化床直流锅炉可以采用旋风筒分离器也可采用紧凑型分离器,但直流锅炉 技术和紧凑型循环流化床锅炉及 INTREX换热器的结合可恰好利用这些技术的优点。图117 为一台容量为40MWe的超临界紧凑型循环流化床直流锅炉的设计简图。由于位于循环流化 床锅炉炉摩内的所有关键压力部件均处于较低而均匀的温度和热流率下,这更有利于超临界 循环流化床直流锅炉安全可靠的运行。我们相信,在循环流化床锅炉固有的燃料适应性广和 低的污染物排放的优点的基础上,再加上超临界参数直流锅炉,就会使循环流化床锅炉成为 真正高效低污染的现代电站锅炉技术,它必将有疒阔的发展前景
第四节循环流化床燃烧夜术的发展鸢景 21 末级过热器 主汽 TRIX·换热器 高压汽机旁路区 二级过热器 NIR!-换热器 再热器 启动阀门 级 对流管束 再热 热再热菜汽 分离器炉墙 初缓过热器 Z品 启动藤汽 悬吊管 去冷凝器 省棋器 高压加热器 图1-16滑压运行的超临界循环床直流锅炉汽水系统流程图 旋祸曾 新赛型分高 INTREX-换热器 INTREX-换热爵 N!REX-换热器 INTREX-换热器 图1-17kW的400MWe超临界循环床直流锅炉简图
第一章循环化床燃锅妒場述 第五节我国循环流化床燃烧技术的发展 我树在循环沇化床燃煤技术发展方进展较快。自20世纪80年代以来,清华大学 哈Ⅰ大,中科院等科研单位与锅炉厂合作硏制廾发了·系列中小型循环流化床锅知。所 发展的炉型亦因我国特定的环境,注重低成本、低能耗。众多科研单位沿用鼓泡流化床 锅炉的经验,开发了第批國内技术9.72~20.83kg/s的循环流化宋锅炉。主要有清华大 学与四川锅炉厂合作的平旧流分离循环流化床锅炉;巾科院与无锡锅炉厂、杭州锅炉! 合作生宀的叶窗加一级低温旋风筒补偿分离循环流化床锅炉;清华大学与梧州锅炉 合作生宀的∵旋涡分离循环流化床锅妒;哈工大与北京锅炉厂合作生产的带闻管、半循 环流化床锅妒;北锅引进德囻B&w公司的中温旋风分离器塔式布置循环流化床锅炉;中 科院与济南锅炉厂合作生产的类似于奥斯龙公司的热旋风筒分离循坏流化床锅炉;清华 大学与四川锅炉厂合作研制的水冷方形分离循环流化床锅炉;哈尔滨锅炉厂自行研制的 类似于奥斯龙技术的循环流化床锅炉;东方锅炉厂设计制造的类似于德国 Babcock的Cir cofluid中温旋风筒循环流化床锅炉。 莶于当时对循环流化床锅炉的基本原理认识不足,以及相关辅机系统不配套,第 批生产的循环流化床锅炉普遍存在出力不足、磨损严重、锅炉密封不良等问题,经 过多年来的运行实践,一些炉型已经不再生产。目前在20.83~36.1kg/s等级范围内 的市场占;有率比较高的主要有济南锅炉「¨热旋风筒分离循环流化床锅炉、四川锅炉厂 和无锡锅炉厂的水冷方形分离循环流化床锅炉以及一些北锅的中温旋风分离塔式布置 循环流化床锅炉。 我国已经在循环流化床燃烧技术上取得了长足进步。在20.83-36,1lkg/s容量等级上自 主开发具有独立知识产权的循环流化床燃烧技术基本上占领了国内市场。同时,我国在开发 新-代水冷方形分离器循环流化床锅炉方面与世界循环流化床技术的新进展取得同步地位 在循环流化床仿真机的研制方面达到了世界领先水平。 我国锅炉行业采用自主开发和引进技术两条路线。鉴于电力系统对大型循环流化床锅炉 的需要,电力系统加快了引进循环流化床锅炉的工作。国内大型锅炉厂也采用技术引进,或 合作生产方式,生产了一批61.1kg/s等级以上的循环流化床锅炉,取得了大型循环流化床 锅炉生产的实际经验。 日前36.11kg/s已经有近30台投入运行。图1-18为秦皇岛北山发电厂36.1lkg/s水冷方 形分离循环流化床锅炉。具有完全自主知识产权的国产61,1ky/s和11.89kg/s示范丁程正 在进行。正在迸行引进30MwW大型循环流化床锅炉示范工程
五节教国环化殊岁技木友 THTTT n w wos 图118为.1/水冷方形分离循环床锅炉