超临界CFB锅炉选型专题报告

1、超临界 CFB 锅炉选型专题报告 目目 录录1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司.11.1 哈锅循环流化床锅炉发展概述 .11.2 哈锅大容量超临界循环流化床锅炉的发展 .11.3 自主开发 350MW 超临界 CFB 锅炉方案.21.4 哈锅 350MW 等级超临界 CFB 业绩表 .92 上海锅炉厂有公司上海锅炉厂有公司.92.1 上锅循环流化床发展历程 .92.2 上锅 350MW 超临界 CFB 锅炉技术特点 .112.3 上锅 350MW 等级超临界 CFB 业绩表 .173 东方锅炉股份有限公司东方锅炉股份有限公司.173.1 循环流化床锅炉产品介绍 .173.2

2、东方锅炉 350MW 超临界 CFB 锅炉的技术特点.173.3 超临界 CFB 锅炉业绩.22超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 1 页【内容摘要】经咨询，国内三大动力厂通过引进-消化吸收-自主研发的技术路线，均具有生产制造 350MW 超临界 CFB 锅炉的能力，并均具有订货业绩。其中，哈锅350MW 等级超临界 CFB 为 13 个项目，上锅 350MW 等级超临界 CFB 业绩为 10 个项目，东方锅炉 350MW 超临界等级 CFB 锅炉业绩为 22 个项目。1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司1.1 哈锅循环流化床锅炉发展概述哈锅循环流化床锅炉发展概述哈尔滨锅炉厂有

3、限责任公司（简称哈锅）以设计制造 50MW1000MW 火力发电锅炉为主导产品，并设计制造锅炉和汽轮机辅机、电站阀门、石化容器、核电设备、工业锅炉以及军工等产品。也是国内较早开发、研制循环流化床锅炉的企业之一。从上世纪八十年代开始，公司采取如下几种不同方式发展循环流化床燃烧技术，积极开发循环流化床锅炉产品。与国外拥有成熟技术的锅炉设计制造商（美国 PPC、ALSTOM 公司、奥地利AE 公司）合作；引进 ALSTOM（原德国 EVT）公司 220t/h-410t/h 级（包括中间再热）循环流化床锅炉技术；引进美国燃烧动力公司（CPC）的细粒子循环流化床锅炉技术；与国内研究流化床燃烧的高校及科研

4、院所合作；引进 ALSTOM 公司 200350MW 等级亚临界循环流化床锅炉技术；与华能热工研究院联合开发国产 100MW、200MW 和 330MW 等级循环流化床锅炉；自主研发国产 135MW、150MW、200MW、300MW 等级循环流化床锅炉；自主研发 350MW、600MW 等级超临界循环流化床锅炉。1.2 哈锅大容量超临界循环流化床锅炉的发展哈锅大容量超临界循环流化床锅炉的发展哈锅一直以来就高度重视新产品的开发工作，特别是在超临界技术方面的开发，早在 20 世纪 60 年代就着手进行超临界锅炉技术的研究，并自行设计制造了我国第一台 12t/h 超临界复合循环试验锅炉。近十多年来

5、，哈锅与国内多所高等院校及研究所合作完成了多项超临界锅炉关键技术的开发研究，如螺旋管圈水冷壁传热特性的研究、垂直管圈水冷壁水动力研究、汽机旁路系统的设计研究、超临界锅炉启动特性、并完成了垂直管圈变压运行超临界锅炉方案。1）600MW 等级超临界循环流化床锅炉发展等级超临界循环流化床锅炉发展超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 2 页哈锅是国内最早提出开发超临界流化床锅炉的厂家，在十五期间，哈锅就与清华大学联合，对有关超临界循环流化床锅炉主要关键问题进行了深入详细的探索研究，形成了我国自己的超临界循环流化床锅炉设计思路，完成了 600MWe 超临界循环流化床锅炉概念设计和关键技术的研发工作。所研发

6、的方案形成了我国独立知识产权的超临界循环流化床技术，项目已经通过验收。2）350MW 等级超临界循环流化床锅炉发展等级超临界循环流化床锅炉发展为了满足国内用户的不同需求，同时打破国外技术的技术垄断，开拓哈锅多元化市场。哈锅在开发 600MW 超临界 CFB 锅炉的同时，自主研发了 350MW 超临界 CFB锅炉。为了避免开发风险，哈锅本着可行、可靠的原则；尽量应用现有成熟技术以降低风险；以自主开发为主，采用强强联合的方式来开发 350MW 超临界循环流化床锅炉技术。1.3 自主开发自主开发 350MW 超临界超临界 CFB 锅炉方案锅炉方案1.3.1 整体布置方案锅炉主要由单炉膛、3 个高效汽

7、冷旋风分离器、3 个双路回料阀、尾部对流烟道采用双烟道结构、6 台滚筒冷渣器和一台回转式预热器等部分组成。超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 3 页图图 1-1 锅炉整体布置图锅炉整体布置图单炉膛、单布风板结构，炉膛内蒸发受热面采用垂直管圈一次上升膜式水冷壁结构。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。炉膛内布置高温屏式再热器和二级过热器，以增加过热器系统和再热器系统的辐射受热面积，使过热汽温和再热汽温具有良好的调节特性。炉膛、分离器、回料阀构成了循环流化床锅炉的核心部分物料热循环回路，煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应，产生的烟气分别进入三个分离器

8、，进行超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 4 页气固两相分离，经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道。尾部采用双烟道结构，上部被中隔墙过热器分为前烟道和后烟道，前烟道中布置有低温再热器及省煤器，后烟道中布置有高温过热器、低温过热器及省煤器，上部烟道为膜式包墙过热器所包覆，下部为单烟道，布置有空气预热器，省煤器采用光管省煤器顺列布置，空气预热器采用四分仓回转式预热器。过热蒸汽温度主要通过煤水比调节，各级过热器出口温度控制通过布置在过热器之间两级喷水减温器来调节，减温器分别布置在低温过热器与中温过热器、中温过热器与末级过热器之间，减温水来自锅炉给水，高加前。再热蒸汽温度以尾部烟道烟气挡板作为主要调温手

9、段，通过调节烟气挡板的开度，改变流经低温再热器侧的烟气量，达到调温目的。两级再热器之间的连接管道上布置有喷水减温器用于微调，低温再热器进口管道上布置有事故喷水减温器，用于紧急状况下控制再热器进口汽温。燃烧室与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接处设置性能优异的非金属膨胀节，解决由热位移引起的三维膨胀问题，各受热面穿墙部位均采用国内、外成熟的密封技术设计，确保锅炉的良好密封。循环流化床燃烧用风分级送入燃烧室，以降低 NOx 的生成量，除从布风板送入的一次风外，还从燃烧室下部锥段分二层不同高度引入二次风。脱硫剂采用石灰石，以气力输

10、送方式送入炉前二次风口。锅炉启动采用床上启动燃烧器和床下启动燃烧器结合的启动方式，以节省启动用油。床下布置有四只启动燃烧器（热烟发生器） ，床上布置八只启动燃烧器。锅炉除在燃烧室、分离器、回料阀等有关部位设置非金属耐火防磨材料外，还在尾部对流受热面、燃烧室等有关部位采取了金属材料防磨措施，以有效保障锅炉安全连续运行。锅炉启动系统采用不带泵启动系统。锅炉采用支吊结合的固定方式，冷渣器和空气予热器为支撑结构，回料阀为支吊结合，其余均为悬吊结构。1.3.2 汽水系统本方案为超临界直流循环流化床锅炉，最小直流负荷为 30%B-MCR 负荷，给水直接送入尾部对流烟道内的省煤器内，经省煤器预热后送入水冷壁

11、下部入口集箱，在水超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 5 页冷壁系统中加热成过热蒸汽后送入 3 个汽水分离器内，然后引入过热系统中。从分离器出来的过热蒸汽首先引入汽冷分离器，然后经连接管引入到尾部对流烟道的包墙过热器，然后经连接管引入到尾部低温过热器，从低温过热器出来的过热蒸汽进入中温过热器，最后引入到炉膛内的屏式高温过热器，在高温过热器内加热到额定温度后引出锅炉，进入汽轮机高压缸。在低温过热器与中温过热器之间，中温过热器与高温过热器之间分别布置有减温器，减温器共二组，减温器的水来自锅炉给水。图图 1-2 锅炉整体布置图锅炉整体布置图再热蒸汽系统分两级布置，高温再热器布置在炉膛内，低温再热器布

12、置在尾部竖井前烟道，再热汽温采用尾部烟道挡板调温，为了保证锅炉的安全稳定运行，在再热器入口设有事故喷水减温器。1.3.3 烟风系统锅炉采用并联配风系统，共设有两台一次风机，两台二次风机，三台高压风机，两台石灰石输送风机和两台引风机。一次风由两台风机供给，进入回转式空气预热器内加热后，通过一次热风道，经床下启动燃烧器，进入水冷风室内，再由布风板进入炉内，保证炉内物料的流化，并将部分小颗粒物料提升起来。还有一部分一次风作为墙式给煤口的拨煤风进入炉内。二次风由两台二次风机供给，一部分二次热风送到前墙给煤管线上，作为给煤密封风；其余均由二次热风道送到炉前，再由多只二次风管分两层不同高度进入炉内，超临界

13、 CFB 锅炉选型专题报告第 6 页起到补充燃烧和输送床料的作用，并实现分级送风，降低 NOx 排放。另外从二次热风道引出一部分送到石灰石管线上，作为石灰石密封风和冷却风。三台高压流化风机（两运一备）为回料阀提供流化风。石灰石风机为石灰石输送提供介质。另外，锅炉还配有两台引风机。烟气及其携带的固体粒子离开炉膛，通过布置在炉膛水冷壁后部的分离器进口烟道进入旋风分离器，在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来，烟气流通过中心筒引出，由分离器出口烟道引至尾部烟道，从两侧墙上部烟窗进入双烟道向下流动，冲刷布置其中的水平对流受热面管组，将热量传递给受热面，而后烟气流经空预器进入除尘器，最后，由引风机

14、抽进烟囱，排入大气。锅炉采用平衡通风方式，压力平衡点设在炉膛出口。图图 1-3 锅炉整体布置图锅炉整体布置图1.3.4 给煤系统锅炉采用前墙 8 点给煤，炉前煤斗里的煤经 8 条给煤线（100%备用）送至位于炉前的方形给煤口中，同时加入密封风和播煤风，防止烟气反窜，提高燃料在炉内的播散度。如下图：超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 7 页图图 1-4 给煤示意图给煤示意图1.3.5 排渣系统锅炉采用 7 只滚筒冷渣器，布置在水冷风室下方，锅炉排渣口布置在炉膛后侧。采用这种布置方式，既有利于底渣输送系统的布置，又可避免给煤直接从冷渣器短路，有利于降低底渣含碳量。冷渣器布置图见下图。图图 1-5

15、冷渣器布置图冷渣器布置图1.3.6 石灰石系统石灰石添加系统：通过气力输送方式从石灰石粉仓分 10 点送入前墙二次风口，并通入正压密封风，以达到石灰石在循环物料中的均匀分布。超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 8 页从石灰石粉仓到炉膛的石灰石添加系统由两个气力输送回路组成，每个回路配有5 个给料点。位于二次风口中的枪能实现高速喷入石灰石，以达到石灰石和循环物料的均匀混合。石灰石流量通过旋转阀来自动调节，旋转阀与给煤量连锁。控制系统可以把 SO2的含量同要求的值相比较，以修正石灰石的流量。1.3.7 点火系统为加快启动速度，节省启动燃油，采用了床下点火辅助以床上点火、床上和床下结合的启动方式。床

16、下布置有 4 只启动燃烧器，床上布置 16 只启动燃烧器。启动燃烧器采用内回油式机械雾化，每个燃烧器都配有火焰检测器和看火孔，用来监视观察油枪着火情况，确保启动过程的安全性。床下启动燃烧器布置在水冷布风板下面一次风室前的风道内，主要由风箱接口、非金属补偿器、热烟气发生器、一次风入口和油点火装置组成。风箱接口、非金属补偿器、热烟气发生器、一次风入口等内砌筑有耐火和保温材料；预燃室内仅敷设有耐火材料、其外部敷设有保温材料。每个床下启动燃烧器用一个耐高温非金属补偿器与水冷风箱相连接。点火装置主要由机械雾化油枪、高能点火器及其进退机构组成。油枪为固定式，高能点火器将油点着后由伸缩机构带动向外退出。床下

17、启动燃烧器的第一级配风为点火风，经点火风口和稳燃器进入预燃室内，用来满足油枪点火初期燃烧的需要，点火风量根据油枪负荷调节；第二级风为混合风，经预燃室内、外筒之间的风道进入预燃室内，与油燃烧所产生的高温烟气混合，将油燃烧产生的高温烟气降到所需的温度；部分混合风作为根部风，位于预燃室后部、邻近预燃室内壁处与预燃室轴线平行吹入预燃器，其作用是为了防止油枪点燃时炽热的油火焰贴壁，使预燃室内筒壁过热。第三级为一次风漏风。锅炉正常运行时所配的一次风也设置在热烟气发生器中，启动期间应要将其关闭；启动成功后只通一次风。床上启动燃烧器布置在水冷壁锥段，布风板以上 2500mm 处，由支架支撑。床上启动燃烧器布置

18、在二次风口区，与床下启动燃烧器一起构成床上床下的联合启动方式，以缩短锅炉启动时间。启动燃烧器总容量约为 35%B-MCR，启动燃用 0#轻柴油，床上启动床枪与床下启动燃烧器一样，亦可用于锅炉低负荷稳燃用。1.3.8 启动系统锅炉采用大气扩容式启动系统，其系统相对简单、运行操作方便、容易实现自动超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 9 页控制，且维修工作量少。1.3.9 加料系统在锅炉启动前，应向炉内添加物料，由于 350MW CFB 锅炉所需床料量较大，因此设计有物料添加系统。启动床料添加系统采用机械方式，斗式提升机将物料运送至高位布置的床料沙仓，通过床料沙仓底部的落料管给料到锅炉炉膛。1.4

19、哈锅哈锅 350MW 等级超临界等级超临界 CFB 业绩表业绩表序号电厂名称炉号产品型号容量（MW）设计燃料投运时间112大同煤矿集团朔南电厂2HG-1189/25.4- L.MG350煤泥+矸石正在安装314中煤平朔安太堡2HG-1190/25.4-L.MN350煤泥+矸石正在执行516国电内蒙古上海庙2HG-1210/25.4-L.MN350洗中煤+煤泥正在设计718同煤阳高热电厂2HG-1207/25.5- L.MG350煤泥+矸石正在设计9110华电锦兴2HG-1215/25.5-L.MG350煤泥+矸石正在配合11112华润宁武2HG-1219/25.4-L.MG350煤泥+矸石正在

20、配合13蒙古国巴格诺尔电厂1350正在设计2 上海锅炉厂有限公司上海锅炉厂有限公司2.1 上锅循环流化床发展历程上锅循环流化床发展历程在循环流化床锅炉的开发上，上海锅炉厂有限公司经过“自行研制” 、 “借鉴积累” 、“中中外强强联合” 、 “创新” 、 “完全自主开发”等阶段。通过自主开发和技术引进，我公司已开发出 75 t/h、130 t/h 、220t/h 、410t/h 、440t/h 、620t/h 、690t/h ，1025t/h，1178t/h 等级的循环流化床锅炉系列产品。据不完全统计，100MW 及以下等级 CFB 锅炉超过 40 台、135150MW 等级 CFB 锅炉超过

21、40 台、200300MW 等级 CFB 锅炉超过 30 台，这些项目中超过九成已经投入商业运行，为开发大容量高参数等级 CFB 锅炉技术与产品积累了宝贵的工程经验。上海锅炉厂有限公司生产的首台引进技术型 300MW 等级 CFB 锅炉于 2006 年 12 月 21 日通过 168 试运行，首台自主开发型 300MW 等级 CFB 锅炉于 2010 年 7 月 6 日通过 168 试运行，这些均标志着超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 10 页上海锅炉厂有限公司的循环流化床锅炉产品及技术已处于国内先进行列。 上海锅炉厂有限公司是国内最早进行流化床燃烧技术开发研究的厂家之一，其发展历程主要经历

22、了以下几个阶段：1）第一阶段（70 年代初期90 年代初期）自行研制阶段从上世纪 70 年代起，上锅开始研制鼓泡床锅炉，厂内建立冷态试验台，对沸腾床炉内传热、埋管的传热、防磨、布风以及启动点火进行了大量的机理性研究，并针对湖南溢阳 35t/h 燃烧煤矸石的鼓泡床流化床进行了科技攻关，获得国家科技进步二等奖，该锅炉从 1983 年投入运行至今，状况良好，为我国尝试利用鼓泡床流化床燃烧废弃的矸石燃料发电进行了前沿性探索，在以后的研究过程中，上海锅炉厂又为广大用户提供了 75t/h、130t/h 鼓泡床流化床锅炉，如：广东阳山电厂、鸡西煤矿物局等一批带百叶窗分离技术的 130t/h BFB 锅炉，在

23、当时都是世界上最大容量的 BFB 锅炉，证明上海锅炉厂沸腾床技术的研究上处于世界领先地位。 2）第二阶段（90 年代初期90 年末期）合作开发阶段与中科院工程热物理所以及日本三井造船等国际知名企业合作开发了 75t/h、130t/h 以及 220t/h 等级的 CFB 锅炉产品，并承担了国家原经贸委示范工程窑街矿物局煤矸石发电厂 130t/hCFB 的开发设计，并获得国家原经贸委示新产品开发二等奖，130t/h CFB 锅炉的开发成功加速了上海锅炉厂循环流化床锅炉技术的发展。广泛参与 CFB 技术的国际合作，熟悉和掌握了 CFB 技术的发展趋势和关键的设计制造技术；为我公司 CFB 成功走向市

24、场和为以后的引进大型 CFB 锅炉技术奠定了基础。3）50200MW 等级 CFB 锅炉技术引进阶段 上海锅炉厂有限公司于 2001 年引进 ALSTOM 公司（原美国 CE 公司）的50200MW 等级 CFB 锅炉岛成套技术，目前仍然是国内唯一一家整套引进锅炉岛技术的企业。技术引进的内容包括 FLEXTECH 循环流化床锅炉的设计、制造、质量控制、仪表和控制、安装、调试和性能试验，以及将来的技术改进等内容。 锅炉容量包括无再热系统的锅炉能产生 210670t/h 过热蒸汽，再热锅炉涉及50MW 到 200MW 级负荷范围。燃料适应于无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、低热值和高灰份矸石、垃圾、废木头

25、和石油焦等。 转让技术范围为整个锅炉岛，包括锅炉本体、煤和石灰石的制备和输送系统、除灰除渣系统、烟风系统（包括送、引风机） 、仪表控制系统、运行调试方法等。转让的技术资料包括计算程序、设计图纸、性能设计标准、机械设计标准、DCS 设计手册、超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 11 页运行调试手册、制造质量手册等。以该引进技术承接了山东济宁、运河、广东梅县、山西格瑞特、印度京德等十多个CFB 项目，并且均以投入商业运行，运行情况良好。 4）200350MW 等级 CFB 锅炉技术引进阶段 为了加速我国 CFB 锅炉的大型化，高参数化，建设大型 CFB 锅炉电站，充分利用煤矸石、泥煤、劣质煤资料，

26、减小燃煤电站对大气污染的国家能源发展战略，国家科委、国家发改委于 2003 年联合锅炉最具有实力的 3 大锅炉制造厂和国内 7 大设计院联合引进法国 ALSTOM 公司 200350MW 等级的循环流化床锅炉技术。上海锅炉厂有限公司作为主要的技术引进单位之一，积极将引进技术运用于实际工程，先后承接了国电开远小龙潭 2300MWCFB 电厂、蒙西 2300MWCFB 发电厂、平朔2300MWCFB 发电厂以及辽宁调兵山 2300MWCFB 发电厂，共 8 台 300MWCFB锅炉，在国内同行中业绩最多。通过众多引进技术型 300MWCFB 锅炉的实际工程应用，积累了丰富的设计与制造经验。5）完全

27、自主开发阶段为了响应国家重大装备制造业实现国产自主化的发展策略，上海电气将自主知识产权的开发工作作为了企业发展的重大战略之一。上海锅炉厂有限公司结合众多的工程设计经验，目前已经完成了 135MW200MW 等级、300MW 等级亚临界、350MW 等级超临界、600660MW 等级超临界 CFB 锅炉的自主知识产权的开发工作。其中上锅自主型 200MW 等级 CFB 锅炉已经出口哥伦比亚，自主型 300MW 等级亚临界 CFB 锅炉已有 8 台投入商业运行，自主型 350MW 等级超临界 CFB 锅炉已经通过水压试验，预计 10 月份投入商业运行。2.2 上锅上锅 350MW 超临界超临界 C

28、FB 锅炉技术特点锅炉技术特点上海锅炉厂有限公司的 CFB 锅炉，采用单炉膛、汽冷式旋风分离器、无外置式热交换器，尾部双烟道烟气挡板调温的总体方案。2.2.1 炉膛密相区与稀相区的过渡区域的防磨损处理方法针对耐磨材料与光管交界处普遍存在磨损的特点，采用具有专利技术的防磨结构，该结构如下图我们在本次技术开发中，采用具下图所示：超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 12 页图 2-1 锅炉过渡区防磨措施在一般的 CFB 锅炉炉膛设计中该结构如图中的（1）所示，循环流化床燃烧方式固有的特点上是以向上流动为主，大颗粒床料在局部区域上下翻澄上部区域，由于存在大量的内循环流动，由于炉膛四周以及炉内受热面的存

29、在物料沿四周向下流动，因此在水冷壁的某一区域的上部物料向下流动上流动，存在一个速度流向转换的过渡区域壁磨损，这个涡流区域的高度随着炉膛截面烟气流速的增大而增高行中锅炉负荷不同，存在涡流的高度不一样度区域存在，在这一区域的上部小，D50 通常在 100-300um 范围内浮力和向上的摩擦力，对于单个颗粒锅炉炉膛设计中，密相区耐磨材料与光管交界通常采用让管的结构，根据循环流化床锅炉的运行经验，在交界的区域环循环流化床燃烧方式固有的特点，下部区域由于固体的颗粒浓度高，大颗粒床料在局部区域上下翻澄，等体的颗粒流是向上流动由于存在大量的内循环，内循环主要的表现形式是中间物料随烟气整体向上由于炉膛四周以及

30、炉内受热面的存在，在以上受热面边界层的影响下因此在水冷壁的某一区域的上部物料向下流动，存在一个速度流向转换的过渡区域，在速度转换的过程中形成涡流这个涡流区域的高度随着炉膛截面烟气流速的增大而增高，由于锅炉在实际运存在涡流的高度不一样，因此在实际运行的锅炉中在这一区域的上部，颗粒沿边壁区域向下流动，由于上部颗粒的粒径非常范围内，因此沿炉膛四周向下流动的颗粒的重量等于向上的对于单个颗粒，按照理论，颗粒向下的流速小于颗粒的临界流化密相区耐磨材料与光管交界通常采用让管的结构，在交界的区域，由于循，下部密相区基本等体的颗粒流是向上流动，在内循环主要的超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 13 页表现形式是

31、中间物料随烟气整体向上在以上受热面边界层的影响下，内循环的，而下部物料则向在速度转换的过程中形成涡流，造成水冷由于锅炉在实际运因此在实际运行的锅炉中，涡流在某一高由于上部颗粒的粒径非常因此沿炉膛四周向下流动的颗粒的重量等于向上的颗粒向下的流速小于颗粒的临界流化速度，由于循环流化床颗粒团的存在根据实际运行的经验表明：只要炉膛的上部区域水冷壁不存在明显的凸出部分由于循环流化床颗粒团的存在，因此该速度要远远大于单个颗粒的临界流化速度只要炉膛的上部区域水冷壁不存在明显的凸出部分度要远远大于单个颗粒的临界流化速度，只要炉膛的上部区域水冷壁不存在明显的凸出部分，水冷壁的磨损是非常轻微的。因此对于炉膛水冷壁

32、而言，最重要的是防止过渡区域涡流对水冷壁的磨损，为了有效防止过渡区域磨损，采用如图 2-1（2）所示的结构，该结构下部采用防磨浇注料主动形成一个向下倾斜的台阶，其主要作用是利用该结构主动产生一个涡流区，控制涡流产生在倾斜台阶的区域，避免上部光管部分的磨损，炉膛密相区与稀相区过渡段除采用以上专利防磨技术外，耐磨材料敷设的高度从布风板以上 10m 的区域，高于常规 150MW CFB 锅炉的 7.6m。在炉膛烟气流速的选取上，根据我国燃烧劣质煤的特点，进行了适当的降低，沿烟气流程上，根据 CFB 锅炉的磨损特点也进行了调整。2.2.2 流化风帽循环流化床流化风帽的合理结构形式直接决定流化床锅炉物料

33、流化的质量，从而影响锅炉点火、运行、锅炉的燃烧、负荷特性以及锅炉的安全经济运行。循环流化床锅炉风帽的形式和种类非常多，但在实际运行中表现出来的效果并不令人满意，主要表现在大部分风帽在运行过程中发生磨损、漏床料、堵塞或风帽的阻力特性不佳影响锅炉的均匀流化，目前市场上典型的风帽结构有以下几种：超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 14 页图 2-2 风帽示意图综合目前循环流化床锅炉各种风帽的结构特点和运行效果漏渣和“T” 型风帽不易堵塞和磨损的优点结合起来，推荐采用新型“T” 型钟罩流化风帽，这种风帽具有阻力降适中、防止漏渣、堵渣、磨损轻以及布风均匀等优点。2.2.3 采用床上床下联合点火启动点火方

34、式在循环流化床锅炉技术的发展过程中，采用怎样的启动点火方式一直是从事循环流化床锅炉工作者所研究和争论的话题，总结目前循环流化床锅炉启动点火方式有 3 种：床下点火、床上点火和床上床下联合点火。究竟采用何种点火方式是安全可靠、经济合理的，我们还需要根据锅炉的容量、煤种以及工程的具体情况来进行合理的选取，不能一概而论。由于床上床下传热原理的不同，在整个点火启动的过程中不同阶段优势与劣势表现的也不尽相同。在点火初期，床下点火的升温速度和效果明显好于床上点火，这是因为此时为了节约物料和风量一般床料流化起来的高度都不会很高，如选用床上油枪将有相当一部分床料在油枪以下流化，不能直接接触到火焰，影响传热效果

35、。相反，此时床下燃烧器加热的热风却可以加热全部的床料，并且由于风量不是很大，热量损失也极小。可是随着负荷的升高，床料流化的高度逐渐升高，风量也逐渐增大，此时床上油枪就有了更大的优势。原因是当床料流化起来后降高于床上油枪，使整个火焰超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 15 页全部埋在床料之中以辐射的形式直接加热床料，而如果此时依然选择床下燃烧器加热空气再通过对流加热床料，一方面是传热系数小传热慢，另一方面是烟气带走了大量热量。综上所述，根据传热原理不同，在不同的启动阶段合理选择不同的方式是更为合理、安全和节约的途径，而床上床下联合点火方式在大型循环流化床锅炉发展过程中更加具有优势。上海锅炉厂传统

36、床上床下联合点火的业绩有小龙潭、蒙西等 300MW 等级 CFB 锅炉 8 台的运行经验，鉴于传统的床上床下联合点火方式具有以下缺点：床下风道燃烧器阻力偏大，风机电耗高；风道燃烧器容量偏大，因雾化质量问题易发事故；床枪不配点火器和火检，安全和稳定性都较差。我公司首台自主开发的广东云浮电厂 2 台 300MW 亚临界 CFB 锅炉，采用了新型的床上床下联合启动的方式。与传统的床上床下联合点火方式不同，云浮工程在床上没有采用床枪，而是采用了配有点火器和火检的能够独立点火床上油枪。床下风道燃烧器的容量也比传统的风道燃烧器容量小很多。这种配制方法，充分利用了床上床下点火传热原理的优势，同时可以弥补传统

37、联合点火的缺点： 降低了风道燃烧器的容量可以改善风道燃烧器的雾化效果、提高安全性； 床上油枪可以独立使用，安全性也更高。推荐采用床上床下联合点火方式。2.2.4 前后墙联合给煤技术对于大型循环流化床锅炉的给煤系统的选取，我们认为要根据工程燃煤情况和工程所处的地理条件来定，对于燃烧低热值的燃料，锅炉燃料消耗量大，同时对于300MW 以上的 CFB 锅炉，炉膛宽度较大，每台炉给煤口的数量多，在实际运行过程中由于各种因数的影响，每个给煤口给入的燃料量偏差非常大，为了降低给煤对炉膛燃烧的影响，我们推荐采用前后墙联合给料。另外对于多雨湿度高的地区，给料系统容易发生堵煤现象，在这种情况下我们也推荐采用前后

38、墙联合给煤。对于大型循环流化床锅炉来说，前后联合给料，虽然在系统设计上较为复杂，但联合给煤利于循环流化床锅炉的燃烧、脱硫和脱销。在 300MW 以上的 CFB 锅炉，我们推荐采用以前后墙联合给料系统。 该项技术已经我公司朔州 2350MW 超临界 CFB 项目上得到应用，该项目给煤方式如下图所示：超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 16 页2.2.5 高温过热器（再热器）以屏的方式布置在炉膛内 根据目前的材料和工艺水平，SA213 -T91 以及 SA213 -TP347HFG 等材料膜式拼排工艺的成熟，CFB 锅炉炉内布置高温级过热器和再热器受热面成为今后 CFB 锅炉发展的趋势。2.2.6

39、 采用汽冷式旋风分离器目前，对于 CFB 锅炉的旋风分离器常用的形式有几种：绝热式、水冷式和汽冷式。绝热式旋风分离器具有结构简单、制造方便等优点，但是其内衬的耐火耐磨材料耗量巨大，对于 150MW200MW 等级的 CFB 锅炉，分离器耐火耐磨材料耗量约为1000 吨，而对于水冷或者汽冷式分离器，其内衬的耐火耐磨材料耗量仅为 500 吨左右，整个的分离器载荷也会减少很多。另一方面，绝热式分离器通常由于施工、耐火材料安装或者运行等因素容易使外表面超温，从而增加了锅炉的辐射热损失。上锅在亚临界以及亚临界以下压力等级的 CFB 锅炉中均采用水冷式旋风分离，在350MW 和 600660MW 等级超临

40、界 CFB 锅炉中采用的是汽冷式旋风分离器。采用冷却式的分离器可以明显的减轻的耐火耐磨材料耗量，有效的改善分离器外壁超温现象，减少炉膛和分离系统的胀差。自然循环的锅炉中，采用水冷式旋风分离器可以充分利用自然循环特性，利用密度差的驱动使分离器中的水在不消耗水泵压头的情况下上升。在直流炉中，采用汽冷式旋风分离器而非水冷式，是考虑到直流炉水动力的安全可靠性，利用过热蒸汽起到冷却作用。超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 17 页2.3 上锅上锅 350MW 等级超临界等级超临界 CFB 业绩表业绩表流量压力温度序号电厂名称机组t/hrMPa燃料投运日期炉型1华电朔州 350MW1120225.4571

41、/569煤矸石15/11超临界(CFB)2华电朔州 350MW2120225.4571/569煤矸石15/12超临界(CFB)3山西崇光1120225.8572/572煤矸石已订合同超临界(CFB)4山西崇光1120225.8572/572煤矸石已订合同超临界(CFB)5粤华韶关1116425.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)6粤华韶关2116425.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)7宿州钱营孜1116325.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)8宿州钱营孜2116325.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)9山西京能左云马道头低热值煤热电项目1

42、120025.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)10山西京能左云马道头低热值煤热电项目2120025.4571/569煤矸石已订合同超临界(CFB)3 东方锅炉股份有限公司东方锅炉股份有限公司3.1 循环流化床锅炉产品介绍循环流化床锅炉产品介绍东方锅炉自上世纪七十年代初开始研究流态化燃烧技术，已经形成了具有东方技术特色的循环流化床锅炉系列产品。 “ 东方牌” 循环流化床（简称“CFB” ）锅炉以先进的技术，优异的性能取得了良好的市场业绩。我公司设计、制造的各容量等级CFB 锅炉超过 300 台套，国内市场占有率超过 30% ；100135MW 等级 CFB 锅炉出口印尼、印度、土耳

43、其、赞比亚、菲律宾、蒙古等国家；东方锅炉的 300MW 容量等级 CFB 锅炉，以产品可靠性高、性能优异取得了绝对的领先地位，国内市场占有率超过 70% ，并成功出口波黑、越南、哥伦比亚等地区和国家；目前，东方锅炉350MW 超临界等级 CFB 锅炉已获得了 22 个项目 44 台锅炉的订货业绩；600MW 等级超临界 CFB 锅炉已获得两个项目 3 台锅炉的订货业绩。3.2 东方锅炉东方锅炉 350MW 超临界超临界 CFB 锅炉的技术特点锅炉的技术特点3.2.1 东方锅炉 350MW 超临界 CFB 锅炉技术特点 1）东方锅炉设计制造的国内首台、世界最大容量的超临界等级 CFB 锅炉已在白

44、超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 18 页马循环流化床示范电站成功投入商业运行，锅炉的运行参数与设计值十分吻合，东方锅炉对 600MW 超临界等级 CFB 锅炉进行大量的实炉测试，取得了大量的运行数据，为 350MW 超临界等级 CFB 锅炉的设计奠定了扎实的基础。 2）东方锅炉设计制造的国内首台 350MW 超临界等级 CFB 锅炉国金项目 1#炉顺利通过 168 小时试运行，证实了我公司采用的超临界 CFB 锅炉技术达到了国际先进水平。 3）采用东方成熟的冷却式分离器，大幅减少了耐磨材料的用量，便于锅炉的快速启停，同时也有利于锅炉的保护； 4）采用了东方锅炉已应用非常成熟的水冷隔墙结构，

45、既解决了炉膛高度的问题，又提高了炉膛水冷壁的过热度； 5）采用烟气调节挡板调节再热汽温，经济性好；6）采用东方成熟的启动分离器和储水罐结构，较薄的壁厚有利于锅炉快速启动；7）采用前墙多点分布式给煤装置便于电厂的整体布置，减少占地面积，且提高了给煤系统的可靠性，保证了给煤的均匀性；8）采用炉后多点分布式回料，可确保回料均匀并具有自平衡能力；9）采用炉前给煤、炉后排渣的布置方式，作为备用调节手段，回料器放灰通过回料器至冷渣器灰道接入冷渣器，保证了电厂的文明生产；3.2.2 锅炉整体布置锅炉为超临界直流炉，单炉膛、M 型布置、平衡通风、一次中间再热、循环流化床燃烧方式，采用高温冷却式旋风分离器进行气

46、固分离。锅炉整体支吊在锅炉钢架上。 锅炉由三部分组成，第一部分布置有主循环回路，包括炉膛、旋风分离器、回料器以及炉内屏过、屏再、冷渣器等；第二部分布置尾部烟道，包括三级省煤器、低温过热器、低温再热器和一、二级省煤器；第三部分为空气预热器。 锅炉的循环系统由启动分离器、储水罐、水冷壁上升管及汽水连接管等组成。在负荷30BMCR 后，直流运行，一次上升，启动分离器入口具有一定的过热度。为避免炉膛内高浓度灰的磨损，水冷壁采用全焊接的垂直上升膜式管屏，炉膛采用光管（部分区域采用内螺纹管） 。炉膛内还布置有屏式过热器和屏式再热器管屏，管屏采用膜式壁结构，垂直布置，在屏过、屏再下部转弯段及穿墙处的受热面管子上均敷设有超临界 CFB 锅炉选型专题报告第 19 页耐磨材料，防止受热面管子的磨损。 下炉膛布置单布风板，布风板之下为由水冷壁管弯制围成的水冷风室。燃料从下部炉膛炉前多点分布的给煤口送入炉膛。石灰石采用气力输送，石灰石给料口设在回料器回料腿上，可大大提高石灰石的利用率。 采用床下点火或者床上床下联合点火方式。每个床下点火风道配有油燃烧器，能高效地加