第一章国内外CFB锅炉发展现状

1、第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状1第一章第一章 国内外国内外 CFB 锅炉的发展现状锅炉的发展现状1.1 国外国外 CFB 锅炉的发展锅炉的发展近年来，循环流化床锅炉以其优越的环保特性、燃料适应性和良好的运行性能受到广泛欢迎，并得到了迅猛发展。尤其是最近十年，机组大型化发展取得了突破性的进展。其代表作就是法国普罗旺斯(Provence)电站 250 MWe 循环流化床锅炉的成功投运。另外，近几年来，国际上 CFB 锅炉的发展出现了竞争十分激烈的局面：法国 GEC ALSTOM 收购了德国 EVT公司、法国 Stein 公司和美国 ABB-CE 公司；美国 FW 公司兼并了芬兰的 Ahls

2、trom Pyropower公司，不同流派的 CFB 燃烧技术在逐渐相互结合，相互渗透，在国外逐渐形成了美国 FW 公司和法国 GEC Alstom 公司两大 CFB 锅炉技术集团。1.1.1 德国鲁奇型德国鲁奇型(Lurgi)循环流化床锅炉及循环流化床锅炉及 Alstom 公司的扩展公司的扩展鲁奇型循环流化床锅炉采用外置式换热器(EHE)设计，在有利于锅炉受热面布置、有利于炉膛温度及锅炉负荷控制、有利于再热器布置及汽温调节等方面做出了成功的探索，同时也为机组大型化创造了有利条件。特别是鲁奇公司将其 CFB 锅炉技术转让给 ALSTOM-Stein(原法国 Stein 公司)公司、ALSTOM

3、-CE 公司(原美国 CE 公司)后，这项技术得到了进一步的发展和更广泛的应用。ALSTOM-Stein 公司充分利用外置式换热器的优越性，主要致力于 CFB 锅炉的大型化工作。通过大量的试验研究工作，率先在世界上完成了大型化 CFB 锅炉的开发应用工作，其代表作就是艾米录希电站和 Gardanne(Provence)电站。艾米录希电站 125 MWe CFB 锅炉燃用干煤泥和湿煤泥两种燃料。Gardanne(Provence)电站是世界上第一座 250 MWe CFB 锅炉电站，1995 年顺利投运标志着大型化 CFB 锅炉技术已经成熟。该锅炉燃用褐煤，锅炉的整体布置型体和主要结构基本上是在

4、艾米录电站 125 MWe CFB 锅炉基础上的放大，采用单炉膛裤衩腿结构，4 个分离器和 4 个外置式换热器。无疑 Gardanne(Provence)电站的成功投运为广大CFB 锅炉工作者增添了更多信心，为 CFB 锅炉的进一步发展开辟了道路。Gardanne 电厂位于法国南部的 Provence 省。该锅炉于 1996 年正式投入运行，并获得了美国电力杂志 1996 年最佳电站奖。Gardanne 电厂 250MWe 循环流化床锅炉的主蒸汽流量为 194.44kg/s，蒸汽压力为 16.9MPa，主蒸汽温度为 567，再热蒸汽温度为 566，排烟温度为140。该锅炉的设计煤种为当地的高硫

5、煤和其它煤，也可掺烧 50%(热值)的油渣。表表 1-1 Gardanne 电厂燃料分析电厂燃料分析成分单位Gardanne 煤其它煤掺烧油渣Mar%111434.5Qnet.arMJ/kg15.0524.5838.88灰中 CaO 含量%575灰中 SO2 含量%14入炉煤颗粒度mm010(d50=1)第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状2其燃料分析见表 1-1。该电站外观图见图 1-1。该锅炉采用 4 个高温旋风分离器，两侧墙相对布置，分离器内衬耐火材料，底部支撑，直径为 7.4m。床料循环回路上有外置鼓泡床换热器，共有 4 个。运行时，炉膛温度由两个布置有中温埋管过热器的外置换热器(每

6、一个腿一个)来调节和控制，再热蒸汽温度由两个布置有高温埋管再热器的外置换热器控制。过热蒸汽温度调节由喷水减温器控制。我国引进的 300MWe 循环流化床锅炉就是基于 Gardenne 电厂的技术。图图 1-1 Gardenne 电厂的锅炉外观图电厂的锅炉外观图ALSTOM-CE 公司在致力于 CFB 锅炉大型化的同时，还积极投身于外置式换热器的研究工作，即将外置式换热器与炉膛布置成一个整体(Flextech 流化床热交换器)，解决了外置式换热器占地面积大、布置困难的问题，简化了锅炉的整体布置。该技术已在美国德州新墨西哥州(TNP)的 150 MW CFB 锅炉中应用。随着 ALSTOM 公司内

7、部的技术融合，该项技术应该有更广阔的前景。1.1.2 奥斯龙奥斯龙(AHLSTROM)型及型及 Foster Wheeler 公司循环流化床锅炉的发展公司循环流化床锅炉的发展芬兰奥斯龙(AHLSTROM)公司也曾是一个重要的 CFB 锅炉的制造商，它的锅炉型式为Pyroflow 型。它不采用带外置式换热器的设计方案。该公司应用蒸汽旁通调节汽温的技术，解决再热蒸汽的调温问题，即一部分再热蒸汽直接进入低温再热器，而另一部分再热蒸汽在两级再热器之间送入，来调节再热汽温，从而避免了喷水调温降低机组效率。1993 年投运的第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状3加拿大 Nova Scotia 电站 16

8、5 MWe 机组就是采用这项技术。AHLSTROM 公司还为 Turow 电厂设计了 3 台 235 MWe CFB 锅炉，分别在 1998 年和 2000 年投运，该项目证明不采用外置式换热器机组容量也可以达到 200 MWe 以上。Turow 电厂位于波兰与德国和捷克交界的地区的 Bogatynia，有 10 台容量为 200MWe 燃烧当地褐煤的老煤粉炉。该厂已有 30 年的历史，锅炉效率低，污染物排放严重。因此决定采用循环流化床锅炉利用原来煤粉炉的位置对该电厂进行改造。改造计划为三台容量为235MWe 旋风分离器的循环流化床锅炉和三台容量为 260MWe 的紧凑型循环流化床锅炉，整个改

9、造计划于 2004 年完成，Turow 电厂的循环流化床锅炉的总容量将是 1485MWe，这将是世界上容量最大的循环流化床锅炉电厂。图 1-2 所示为 Turow 电厂 235MWe 循环流化床锅炉的立体图。 图图 1-2 Turow 235MWe 循环流化床锅炉循环流化床锅炉Foster Wheeler 公司是美国三大电站锅炉制造商之一，它提出了汽冷式分离器和一体式返料换热器(INTREXTM)技术。Foster Wheeler 供货的美国 JEA 电厂的 2 台 300MWeCFB 锅炉，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，分别于2002 年 5 月

10、和 7 月建成投产，是当前世界上已投入运行的容量最大的 CFB 锅炉。该锅炉的炉膛高度为 35m，炉膛宽度为 26m, 炉膛深度为 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，如图 1-3 所示。JEA 电厂燃用高硫燃料，煤和石油焦的含硫量分别为 2.8%和 6.7%，所以除了采用石灰石脱硫外，还采用了第二级烟气洗涤脱硫，利用飞灰中含有的大量未反应石灰和水反应生成 Ca(OH)2，能够迅速将烟气中剩余的低浓度 SO2吸第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状4收，从而可进一步降低 SO2的排放。测试结果表明，锅炉本身的脱硫效率达到 98.85%，而洗涤塔喷水加湿

11、活化可以进一步脱除 0.3%的 SO2。 图图 1-3 美国美国 JEA 电厂电厂 2300MWeCFB 锅炉锅炉为解决圆筒绝热旋风分离器给锅炉整体布置带来的困难，奥斯龙公司提出了紧凑式布置的概念，即将圆筒型改为方形，使其形状与方形的炉膛与尾部烟道相匹配，从而简化锅炉的布置，节省钢耗量。1995 年 Foster Wheeler 公司收购了奥斯龙的 parepower 公司后，两大技术流派合并、融合，将汽冷分离器和 INTREXTM技术与紧凑式布置等技术巧妙结合在一起，形成了更具特色的 CFB 锅炉技术。在投运的 Turow 电厂 235 MWe 机组的基础上，FW 公司又为 Turow 电厂

12、提供了 3 台 262MWe CFB 锅炉，见图 1-4。第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状5 图图 1-4 波兰波兰 Turow 电厂的电厂的 262MWe 紧凑型锅炉紧凑型锅炉自 1994 年售出第一台商业化的紧凑型 CFB 锅炉以来，至今已售出近 60 台燃烧各种燃料的紧凑型锅炉，已售出的最大的紧凑型 CFB 锅炉的容量已达 4600MWe。2002 年 12 月， FW 为波兰波兰的 Bedzin 的 PKE 电厂(Lagisza，Poland)提供一台 460 MWe 本生直管炉膛变压超临界 CFB 直流锅炉(560C/580C, 275 bar， 计划于 2007 年建成投产。

13、这将是世界上第一台超临界 CFB 锅炉，也是容量最大的循环流化床锅炉。图 1-5 所示为这台锅炉的立体效果图，它是紧凑型布置的 CFB 锅炉。 图图 1-5 将建于波兰将建于波兰 PKE 电厂的电厂的 460MWe 超临界直流锅炉超临界直流锅炉第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状61.1.3 美国美国 Babcock & Wllcox 公司内循环流化床锅炉的发展公司内循环流化床锅炉的发展瑞典 Studsvik 公司在 1978 年就开始研究循环流化床锅炉，在进行了大量的试验研究后，在 1984 年与美国 Babcock & Wilcox 公司共同生产了内循环循环流化床锅炉。美

14、国 Babcock & wilcox 公司内循环流化床锅炉的主要特点是，采用两级分离系统，一级分离系统采用撞击式槽型分离器，布置在炉膛出口，实现内循环；二级分离循环系统采用多管式旋风分离器布置在省煤器的下部，形成外循环。不采用高温旋风分离器和外置式换热器。 这种炉型的主要优点是，结构紧凑；由于两级分离器都是金属结构件，不需耐磨材料，缩短了锅炉启动时间；采用了两级分离，对循环物料粒径控制范围较广。1.1.4 不同煤种在不同煤种在 CFB 锅炉中的应用锅炉中的应用除了积极开展 CFB 锅炉大型化的研究外，还充分利用 CFB 锅炉煤种适应性广的特点，努力开发使用不同性质燃料的循环流化床锅炉。

15、目前除了各种煤包括烟煤、贫煤、无烟煤外，煤泥、石油焦、矸石等劣质燃料、树皮等生物质燃料也被广泛应用，从而积极推动了循环流化床锅炉技术的发展。表 1-1 列出了 1998 年前投运的部分大于 100 MWe 的 CFB 锅炉统计数据。第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状7表表 1-1 国外容量国外容量100 MWe 级的级的 3 种种 CFB 锅炉炉型统计表锅炉炉型统计表蒸汽参数电厂名称及地址台数热功率MWth电功率MWe流量 t/h压力 MPa温度炉型及设计制造厂家燃料投运年份德国 Bewag 电力公司 Moabit 电厂(Berlin)122210032619.6540/540Lurgi,

16、 Lentjes次烟煤，褐煤1989美国 Schuglkill Energy Resources St. Nicholas(North Mahanoy, Pa)134110037510.6513Lurgi, ABB-CE无烟煤屑1989法国 Emile Huchet 电厂(Carling)128512536713.4545/545Lurgi, Stein水煤浆，煤泥(干)1990美国 Texas-New Mexico 电力公司(TNP) Waco 电厂247415049913.8540/540Lurgi, ABB-CE木质褐煤1990/1991法国 Gardanne (Provence)电站1

17、55725070016.9540/540Lurgi, Stein木质褐煤，烟煤1995韩国 Tonghae 热电厂120069317.24541/541Lurgi,ABB-CE无烟煤1998捷克 Ledvice (Ledvice)电站111031012.7540/540Lurgi,ABB-CE褐煤1998美国 Colorado ute 电力公司 Nucal 电厂129111042010.5541FWPI烟煤1987德国 Goldenberg (Essen)电厂1312.610040011.5504FWEOY, EVT褐煤1992德国 Goldenberg (Essen)电厂1313100400

18、13.5505Steinmuller褐煤1992芬兰 Seinajoki 电站129912540015.9540/540FWEOY煤、煤泥1990美国 ACE 电厂(California)130611041310.5541FWPI煤1990加拿大 Nova Scotia 电力公司 Point Aconi 电站141016552612.78540/540FWPI烟煤1993美国 Northampton 电厂127712536017.4540/540FWPI无烟煤屑1995芬兰 IVO International 公司129114037115.6540/540FWEOY泥煤、煤1994美国 Col

19、ver 动力工程公司127012035617.4540/540FWPI无烟煤1995中国内江电厂12851004109.8540FWEOY贫煤1996波兰 Turow 电站252023578217.3540/540FWPI,FAKOP褐煤1998印度尼西亚 RAPP 电厂131411046814540FWEOY树皮，煤1997泰国 NPS 电厂237015048216.1542/542FWEOY无烟煤，沥青，1998波特黎哥 AES Guyama 电厂275025085018.2540/540FWEOY烟煤1998泰国 Map Ta Phut，COCO 电厂236011543418.2568F

20、WEOY煤1999中国大港电厂228710040012.5537FWEOY煤，煤泥1999波兰 EC Katowice235212048313.8540FWEOY煤1999美国 Nisco (Louisiana)热电厂212037411.4540/540FW石油焦1992美国 York 县(Penndylvania)电厂155725078317.2540/540FW烟煤1998注： FWPI 为 FWEOY(AHLSTROM)美国和加拿大子公司。 Lentjes 是与 Lurgi 合作生产的德国公司。 FAKOP 是 FWEOY(AHLSTROM)设在波兰的许可证制造厂。第一章 国内外 CFB

21、 锅炉的发展现状81.2 国内循环流化床锅炉的发展国内循环流化床锅炉的发展中国是世界上 CFB 锅炉装机容量最多的国家，自 1995 年首台 50MWe CFB 锅炉投运以来，在短短的 10 年间，中国完成了从高压、超高压到亚临界 300MWe 循环流化床锅炉技术的飞跃。据不完全统计，到现在 100MWe 以上到 200MWe 级的 CFB 已经设计制造了 179 台；300MWe 的 CFB 锅炉 11 台，其中上锅 4 台，哈锅 4 台、东锅 3 台。超临界 600MWeCFB 锅炉正在高校与制造厂酝酿之中，并已完成了方案设计。我国 CFB 锅炉基础研究、工程应用等均稍落后于国外。近年来国

22、内 CFB 锅炉市场急剧扩大，国内主要锅炉厂从市场需求出发，采用引进国外技术与自主开发相结合的技术路线，与高校、研究所广泛合作，结合实际工程开展研发工作，总体水平已达到国外 20 世纪 90 年代末期的水平。1.2.1 东方锅炉东方锅炉(集团集团)股份有限公司股份有限公司1994 年 3 月与美国 Foster Wheeler 公司签定了“大型循环流化床锅炉(锅炉岛范围)许可证技术”转让合同，转让范围为 50100MWe 及以上容量等级的 CFB 锅炉。按照引进技术设计制造的宁波 2220 t/h CFB 锅炉于 1997 年 5 月和 1998 年 3 月相继投运，取得成功；相继在河北石家庄

23、、河北保定完成了 100MWe 等级的实践，以此积累了大量的经验，开发了自主知识产权的 135MWe 再热循环流化床锅炉，先后在四川宜宾、江苏大屯、山东华盛、河南神火等电厂扩建135MWe 项目提供 CFB 锅炉，并且出口到国外，都已顺利投运。在引进技术的基础上，结合国内科研成果，东锅还在研制具有完全自主知识产权的国产200MWe、300MWe CFB 锅炉。国家计委组织四川白马 300 MWe CFB 锅炉工程示范机组技贸结合的引进工作，法国STEIN 公司取得了订货合同，东锅参与工程的分包，现已制造完成，并与哈锅、上锅一起同法国 ALSTOM 公司签订了关于“200350 MWe 等级循环

24、流化床技术转让合同”，设计制造秦皇岛三期工程 300MWe CFB 锅炉。1.2.2 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司1992 年与美国 PPC 公司(Ahlstrom 技术)合作生产国内首台 220 t/h Pyroflow 型 CFB 锅炉，1997 年，与清华大学合作开发具有当代国际先进水平“水冷异型分离器”的 220 t/h CFB 锅炉；与奥地利 AEE 公司合作生产 241 t/h CFB 锅炉。1999 年 7 月引进 Alstom(原德国 EVT)公司 220410 t/h 级(包括中间再热)循环流化床锅炉技术。以河南新乡、开封工程 440t/h 超高压参数一次

25、中间再热机组为依托，经过多个实际工程的设计制造经验，对 CFB 锅炉的设计进行了优化，设计制造了广东新会双水电厂 480t/h CFB 锅炉，至今，已生产近 60 台 100150MWe 的 CFB 锅炉。2003 年哈锅与东锅、上锅共同与法国 Alstom 公司签订了“200350 MWe 等级循环流化第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状9床技术转让合同”。现已设计生产了 4 台云南燃用褐煤 300MWe CFB 锅炉。 哈锅在 CFB 锅炉方面，不仅注意引进技术及其优化，而且注意完全自主知识产权的研究开发，先后与清华大学合作设计 440t/h CFB 和 670t/h 锅炉，与西安热工研

26、究院合作设计100MWe、200MWe、300MWe CFB 锅炉。1.2.3 上海锅炉厂有限公司上海锅炉厂有限公司20 世纪 90 年代起，上海锅炉厂有限公司与日本石川岛播磨重工(IHI)、三井造船(MES)、美国 Foster Wheeler、芬兰 Ahlstrom、瑞典 Kvaerner 等公司合作，分包设计制造了多种容量(30517t/h)的近 30 台 CFB 锅炉；与中科院院热物理研究所和日本三井造船株式会社三方合作，制造了 10 多台 CFB 锅炉。2001 年 8 月上锅与 ALSTOM 公司签定了 FLEXTECHTM(原 ABB-CE 公司技术)循环流化床锅炉技术转让合同，

27、技术引进范围包括全套锅炉岛系统及锅炉本体，引进全套设计标准、制造、质保、安装、控制系统和调试的技术，包括计算机程序以及 Alstom 公司专家的现场技术支持。在消化吸收引进技术的基础上已经设计生产了 20 余台 135150MW 高压和超高压CFB 锅炉机组., 首台装于山东里彦电厂的 465 t/h 锅炉已于 2003 年投运。与中国科学院合作，为内蒙古鄂尔多斯电厂设计 4 台 690 t/h 锅炉。另外，于 2003 年与哈锅、东锅共同与法国Alstom 公司签订了“200350 MWe 等级循环流化床技术转让合同”。现已设计生产 6 台亚临界 300MW 机组。1.2.4 西安热工研究院

28、有限公司西安热工研究院有限公司(TPRI)西安热工研究院有限公司(TPRI)从“六五”开始建成了一系列的科研开发试验装置，积累了丰富的研究开发成果。TPRI 和济南锅炉厂联合开发了 220t/h 高温分离型 CFB 锅炉。该型锅炉首台设备 2000 年 6 月在山西振兴电厂投入商业运行，以后有多台同容量锅炉投入运行。TPRI 和哈尔滨锅炉厂有限责任公司合作设计具有自主知识产权的 410t/h、 670 t/h CFB 锅炉在江西分宜发电厂顺利投运。TPRI 和东方锅炉(集团)股份有限公司合作设计了 420t/h 再热型CFB 锅炉配 125MWe 汽轮发电机组配套，并设计了国产 300MWe

29、CFB 锅炉。1.2.5 清华大学清华大学清华大学是世界上最早进行流化床燃烧技术研究的单位之一。早在 20 世纪 60 年代初期，在广东茂名研制成功了中国第一台流化床锅炉，后又与江西锅炉厂合作，研制成功了第一台CFB 锅炉。经过“六五”、 “七五”、 “八五”、 “九五”、 “十五”和“十五”滚动科技攻关，先后开发了国产 10670t/h CFB 锅炉，在此过程中，形成了完整的设计理论体系。鉴于清华大学 CFB 技术的杰出成就，ASME 曾授予最佳论文奖。目前正在进行完全自主知识产权的 1025t/h CFB锅炉和超临界 600MWe CFB 锅炉。1.2.6 中国科学院工程热物理研究所中国科

30、学院工程热物理研究所中国科学院也是国内最早从事 CFB 锅炉研究单位之一，它与济南锅炉厂、杭州锅炉厂、第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状10无锡锅炉厂等有着长期的合作，开发设计了上百台 75480t/h CFB 锅炉。包括甘肃窑街煤电公司 4130t/h CFB 锅炉被列为国家节能综合利用示范项目，2000 年点火投运，经过两年的严格考核，进行了多项试验，2002 年通过国家示范工程验收和产品鉴定；山东省恒通化工集团有限公司 240 t/h CFB 锅炉于 2002 年 10 月投入运行，是国内首台自主技术生产的 22Ot/h 级高温高压 CFB 锅炉，一系列指标均达到并超过了设计要求；广

31、东江门 450t/h CFB 锅炉2005 年投运，燃用无烟煤，带有飞灰再循环系统；内蒙古鸟达 2480t/h 再热 CFB 锅炉 2005年 3 月投产发电。1.2.7 浙江大学浙江大学浙大于 90 年代中后期与南通万达锅炉厂密切合作，开发有 35130t/h CFB 锅炉系列产品，至今己有数十台产品进入市场，使用情况良好。其主要技术特点为：采用高效的高温旋风分离器；全膜式壁炉膛及部分膜式壁包墙烟道；非机械的 U 型回料装置；膜式水冷布风板，双鸭嘴定向风帽；床下热烟气风道点火；膜式省煤器，卧式空气预热器；采用可靠的防磨结构，防磨措施严密；采用风播煤等结构，保证进煤顺畅，同时防止烟气反窜。1.

32、2.8 哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心成立于 1987 年，是由国内主要锅炉制造厂(哈锅、东锅、上锅、武锅、北京巴威等)、国家级锅炉技术研究院所(国电热工研究院、上海发电设备成套设计研究所、哈尔滨电站设备成套设计研究所)以及国内著名高等学校(清华、哈工大、西安交大、华中科技大学)组成的科研生产联合体，系哈市高新技术企业。中心宗旨是组织国内主要锅炉燃烧技术力量，开发新技术和新产品，直接应用于工厂生产或热力工程。普华中心依靠成员单位的技术优势和组织优势，在成立之后的近 20 年工作中，为我国锅炉燃烧技术和节能、环保技术的发展做出了许多贡献。在“

33、八五” 、 “九五”期间与成员单位一起消化吸收大型煤粉炉引进技术，结合中国国情，创新编制了大型煤粉锅炉燃烧设备性能设计方法和大型煤粉锅炉炉膛燃烧器性能设计规范。“十五”期间，与成员单位一起设立专题，进行大型 CFB 锅炉设计运行型谱研究，至今已经完成调研分析总结 20 多个电厂 50 台 50150MWe CFB 锅炉的设计和运行情况，编制出 CFB 锅炉设计型谱初稿，在此基础上与成员单位专家及领导一起初步完成了大型 CFB 锅炉的性能设计参数的计算与选择技术；完成了自主知识产权的 100150MWe 级 CFB 锅炉的传热计算与实际运行锅炉的校核，完成了 CFB 锅炉特有的部件：分离器、回料

34、器和外置换热器等的设计计算分析。并在 2007 年最后完全燃用不同煤种的中国大型 CFB 锅炉的设计型谱和性能设计方法，为编制自主知识产权的 CFB 锅炉设计规范打下了基础。1.3 国内外一些主要生产国内外一些主要生产 CFB 锅炉公司的技术特点锅炉公司的技术特点随着历史的发展各公司实行技术引进及公司兼并，到目前为止国外从原来的鲁奇公司和奥斯龙公司发展成主要两家大公司，即美国 FW 公司和法国阿尔斯通公司。中国三大锅炉制第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状11造公司也由分头引进国外 FW、ALSTOM(原 EVT)和 ALSTOM(原 ABB-CE)公司技术到共同引进法国阿尔斯通公司 300

35、 MWe CFB 锅炉技术。随着锅炉容量的增大，其技术特点也在逐步融合。详见表 1-2a 及 1-2b。 表表 1-2a 国外一些主要生产国外一些主要生产 CFB 锅炉的公司及技术特点锅炉的公司及技术特点技术特点国别公司名称技术流派热交换器分离器风帽及其他德国鲁奇公司(Lurgi)鲁奇型鲁奇型外置换热器绝热高温旋风分离器芬兰奥斯龙公司(AHLSTROM)Pyroflow型不采用外置换热器汽冷或水冷高温旋风分离器S 型风帽美国FW 公司，1995 年美国 FW 公司全部买下奥斯龙公司锅炉股份FW 型采用 Intrex 型流化床热交换器汽冷或水冷高温旋风分离器方型分离器定向风帽美国ABB-CE 公

36、司采用鲁奇型鲁奇型外置换热器或 Flextech绝热旋风筒或汽冷旋风筒T 型风帽，风水联合冷渣器及水冷绞龙法国ALSTOM-Stein 公司。该公司20 世纪末兼并了美国 ABB-CE 公司和德国 EVT 公司1984 年购买了鲁奇技术鲁奇型外置换热器绝热高温旋风分离器表表 1-2b 国内各锅炉公司国内各锅炉公司 CFB 锅炉技术特点锅炉技术特点哈锅上锅东锅无锡济南武汉技术来源ALSTOM EVTALSTOM FLEXTECHFW 公司自行开发中科院工程热物理研究所中科院工程热物理研究所ALSTOM EVT技术流派Pyroflow及鲁奇型鲁奇型FW 型及鲁奇型Pyroflow及鲁奇型旋风分离器

37、形式2 只旋风分离器进口下倾中心筒偏心后墙中间出2 只旋风分离器切向进口后墙中间出2 只旋风分离器切向进口后墙两边出2 只旋风分离器蜗壳进口后墙两边出2 只旋风分离器蜗壳进口后墙两边出同哈锅返料器形式一进二出一进一出一进一出一进一出一进一出一进二出炉内有无再热蒸汽屏有无有有有有再热蒸汽调温方式喷水烟气挡板烟气挡板喷水喷水喷水喷水屏式过热器炉内一级屏过炉内二级屏过炉内一级屏过炉内一级屏过炉内一级屏过炉内一级屏过水冷屏炉内水冷分隔屏4 片水冷屏贯穿炉内水冷分隔屏3 片水冷屏2 片水冷屏炉内水冷分隔屏外置换热器100150MW不设,300MW 级设Flextech 型鲁奇型 100150MW级不设I

38、ntrex 型及鲁奇型 100150MW级不设100150MW级不设100150MW级不设100150MW 级不设风帽钟罩风帽T 型风帽r 形定向风帽内嵌逆流柱型风帽内嵌逆流柱型风帽钟罩风帽水冷壁交“软着陆”让管防磨套管让管让管“软着陆”第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状12界面防磨给煤方式后墙返料器给煤前墙给煤前墙给煤前墙给煤前墙给煤，后墙返料器给煤点火方式床上床下床上床上床下床上床下床上床下床上床下尾部烟道单烟道双烟道双烟道单烟道单烟道单烟道冷渣器风水联合冷渣器风水联合冷渣器风水联合冷渣器滚筒式冷渣器滚筒式冷渣器风水联合冷渣器出渣口位置燃烧室前墙燃烧室侧墙燃烧室侧墙布风板中间布风板中间

39、燃烧室前墙已投运典型电厂开封新乡、新安、白杨河、淄博热电厂山东济宁、运河、里彦、广东东莞、河南豫联、江西景德镇山东临沂华盛、江苏徐州大屯研石电厂、四川攀枝花乌达热电厂、陕西神华阳光热电有限责任公司宁夏灵州宁煤电业有限公司江苏省徐州土宅城电力限责任公司1.4 国内各主要国内各主要 CFB 锅炉制造公司的生产业绩和锅炉制造公司的生产业绩和 CFB 锅炉电厂分布锅炉电厂分布下面将国内几个主要生产厂家生产的 130t/h 以上的 CFB 锅炉业绩列于表 1-31-5。对其中燃用不同煤种的 40 台 2201025t/h 锅炉的设计型谱及运行情况附于本书附录，以供设计参考。表表 1-3 东方锅炉东方锅炉

40、(集团集团)股份有限公司股份有限公司 CFB 锅炉业绩（部分）锅炉业绩（部分）序号电厂名称炉号锅炉型号容量设计煤种投运日期1重庆涪陵龙桥电厂3、4DG130/3.82-112130t/h高硫贫煤2002.1/2002.22广东韶钢自备电厂2DG120/5.3-11120 t/h贫煤高炉气3陕西府谷电厂3、4DG130/3.82-112130 t/h烟煤2002.3(合同)4福建永定闽辉火电厂1DG130/3.82-121130 t/h贫煤2001.125山东聊城鲁西化工DG130/9.8-42130 t/h混煤6河南南阳新光热电厂1、2DG120/9.8-12120 t/h烟煤2001.87贵

41、州铝厂自备电厂1、2DG130/9.81-32130 t/h高硫贫煤2001.38湖北荆门石化厂3、4DG130/9.8-52130 t/h煤石油焦2002.79浙江宁波中华纸业1、2DG220/9.8-132220 t/h烟煤纸渣97.5/98.310浙江杭州望江门13DG220/9.8-143220 t/h烟煤合同1999.811山东武所屯生建电厂3DG260/9.8-11260 t/h烟煤矸石合同2001.212广东亨达利水泥制品2#DG220/9.8-141220 t/h烟煤合同2001.313山东众和热电公司5DG220/9.8-141220 t/h烟煤合同2001.414山东邹平热

42、电厂3、4DG220/9.8-142220 t/h烟煤合同2001.415河南武陟第一热电厂2#DG240/9.8-11240 t/h烟煤合同2001.516山东鲁北化工1DG220/9.8-141220 t/h烟煤合同2001.617山东海化集团3DG220/9.8-151220 t/h烟煤合同2001.818山东众和热电厂 (张店)6DG260/9.8-11260 t/h烟煤合同2002.3第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状13序号电厂名称炉号锅炉型号容量设计煤种投运日期19四川内江电厂1410T/H(分包)100MWe贫煤已投运20四川宜宾电厂1、2DG410/9.8-8DG490/

43、13.7100 MWe150 MWe高硫无烟煤已投运21河北保定热电厂1、2DG450/9.71-1125 MWe 贫煤已投运22河北石家庄热电厂14DG410/9.72-9100 MWe无烟煤已投运23江苏大屯1、2DG440/13.7-II2135 MWe混煤已投运24山东临沂华盛自备电厂13DG465/13.7-II3135 MWe贫煤已投运25河南神火集团自备电厂1DG440/13.7-II2135 MWe贫煤已投运26河南义马发电厂1、2DG440/13.7-II2135 MWe烟煤已投运27华电攀枝花电厂1、2DG460/13.7150 MWe煤矸石已投运28峨眉山铝业集团1、2D

44、G440/13.7135 MWe贫煤29广东阳山电厂1、2DG440/13.7135 MWe混煤30土尔其ICDASBIGAD电厂1DG440/13.7135 MWe褐煤、烟煤已投运31包头第一热电厂1、2DG470/9.8135 MWe混煤32广东宝丽华1、2DG470/9.8135 MWe无烟煤33重庆松藻煤电公司1、2DG480/13.7150 MWe煤矸石34河南汝州天瑞电厂1、2DG480/13.7150 MWe煤矸石35浙江长广华泰电厂1、2DG440/13.7135 MWe煤矸石36河南鹤壁煤电公司1、2DG440/13.7135 MWe煤矸石37四川岷江电厂1、2DG460/1

45、3.7135 MWe混煤38攀枝花煤业1、2DG440/13.7135 MWe煤矸石39贵州恒盛1、2DG440/13.7135 MWe混煤40内江高坝1DG490/13.7150 MWe劣质烟煤41安徽六安1、2DG440/13.7135 MWe烟煤42浙江恒逸1DG440/13.7135 MWe烟煤43内蒙准能矸石电厂1、2DG440/13.7150 MWe中煤、矸石44鲁能忻州煤电1、2DG480/13.7135 MWe烟煤45甘肃华亭1、2DG440/13.7135 MWe烟煤表表 1-4 哈尔滨锅炉厂有限责任公司表哈尔滨锅炉厂有限责任公司表 CFB 锅炉生产业绩锅炉生产业绩序号电厂名

46、称炉号锅炉型号容量t/h设计煤种投运日期1云南巡检司电厂21025褐煤2云南开远电厂21025褐煤3江西分宜电厂1670贫煤4阳泉煤矸石综合利用电厂3480矸石无烟煤第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状145山东新泰综合利用电厂2480矸石6河南豫源热电厂2465无烟煤7内蒙通辽电厂2440褐煤8内蒙赤峰电厂2440褐煤9天津陈塘庄电厂1440贫煤10福建龙岩坑口电厂1440无烟煤11大连泰山电厂2440烟煤12河南洛阳电厂244013广东新会双水电厂480/13.7-L.WM112480无烟煤14山东白杨河热电厂4-5465/13.7-L.PM72465贫煤15山东南定热电厂3-4465/

47、13.7-L.PM72465贫煤16徐州贾旺电厂440/13.7-L.YM122440烟煤17河南新乡火电厂440/13.7-L.PM42440贫煤18河南开封火电厂440/13.7-L.PM41440贫煤19河南信阳平桥电厂440/13.7-L.YM51440烟煤20河南洛阳新安电厂1-2440/13.7-L.PM42440贫煤21平顶山叶县蓝光电厂440/13.7-L.MG81440贫煤22广东连洲发电厂3-4440/13.7-L.WM92440无烟煤23云南巡检司电厂440/13.7-L.HM101440褐煤24山东济三电厂440/13.7-L.YM132440煤泥洗中煤25广西合山电厂

48、8 420/9.8-L.PM11420贫煤26江西分宜电厂410/9.8-L.WM171410无烟煤27辽宁南票热电厂1-2410/9.8-L.MG182410矸石28大连化学工业公司220/9.8-L.YM152220烟煤1#95，2#9629杭州协联热电有限公司220/9.8-L.YM151220烟煤1997年30大连香海电厂1-2220/9.8-L.YM152220烟煤2000年31盘锦辽河热电厂1220烟煤1996年32常熟亚太纸业2241烟煤1999年33山东晨鸣纸业集团1-4220/9.8-L.PM184220贫煤34兖州南屯煤矿热电厂220/9.8-L.MN171220煤泥洗中煤

49、35中油锦西炼化总厂1-3220/9.8-L.YM203220烟煤+瓦斯36山西侯马热电厂1-2220/9.8-L.YM212220烟煤37沈阳热电厂1-2220/9.8-L.PM183220贫煤38吉林东关热电厂220/9.8-L.HM221220褐煤39河南洛阳孟津发电厂2220贫煤+矸石40石家庄光华热电厂220/9.8-L.PM231220贫煤41石家庄东方热电厂1-3220/9.8-L.PM233220贫煤42辽河华锦化工动力公司1220次烟煤(锅炉岛 )第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状1543辽通化工股份有限公司220/12.2-L.YM241220次烟煤44吉林燃料乙醇公司

50、1-3220/9.8-L.YM273220烟煤45河南省林州电力公司1130矸石2000年46山东新汶矿业张庄煤矿1-3130/9.8-L.MN193130矸石+煤泥2001年47山西吉州铝电公司电厂3130矸石表表 1-4 上海锅炉厂有限公司循环流化床上海锅炉厂有限公司循环流化床(CFB)锅炉生产业绩表锅炉生产业绩表序号电厂名称地区燃料容量t/h完工日期投运日期备注1阳山电厂#1#2广东煤130199219932爱溪电厂四川煤22019971998与 FW 合供3Wilson & Kinston EGF美国木屑树皮8019971998KVAERNE总包4MaptaphutCOCOGr

51、oup#1#2泰国煤43219971999FW 总包5镇海炼油化工公司#1#2浙江石油焦22019981999FW 总包6Macmillan Bloedel加拿大煤27219971998FW 总包7望亭电厂江苏煤75199719988SumitimoOsakaCementKochi日本煤23019981999FWKK 总包9窑街矿务局电厂#1#2#3甘肃劣质煤1301998199910辽源热力能源公司吉林劣质煤7519992000MES 总包11天石电力有限公司#1#2山西劣质煤1301999200012松源发电公司#1 #2湖北劣质煤1302000200013上海石油化工公司#1#2上海焦油

52、31020012002FW 总包14丰原生物化学公司#1 #2 #3安徽煤130200003/115美国南伊利诺斯州电厂美国煤517200103/3FW 总包16山西双池煤矸石电厂山西贫煤22017山东里彦电厂#1#2山东烟煤46503/203/8中间再热18济宁运河发电公司#1#2山东烟煤44003/403/9中间再热19华能济宁电厂#1#2山东烟煤44003/103/7中间再热20东糖集团有限公司 1#2#广东贫煤44003/603/12中间再热21河南豫联 1# 2#河南无烟煤44003/503/10中间再热22梅县 B 厂 5#广东无烟煤44003/1204/7中间再热23景德镇发电公

53、司江西烟煤47504/204/12中间再热24梅县 B 厂 6#广东烟煤440中间再热25东糖集团有限公司 2#广东烟煤490中间再热26众泰发电公司 1# - 4#山东烟煤480中间再热27平朔煤矸石发电厂 1#2#山西混煤1065中间再热28浙江华东铝业公司 1#2#浙江烟煤440中间再热29小龙潭发电厂三期 1#2#云南褐煤1025中间再热30蒙西电厂 1#2#内蒙古煤矸石1062中间再热第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状1631格瑞特电厂 1#2#山西煤矸石480中间再热1.5 CFB 锅炉大型化与高参数化锅炉大型化与高参数化-超临界循环流化床锅炉超临界循环流化床锅炉1.5.1 超

54、临界循环流化床锅炉的必要性超临界循环流化床锅炉的必要性自从 20 世纪 80 年代，该技术商业化过程中显示出其优良的环境排放特性，其污染控制成本是目前其它技术无法匹敌的，但在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性，因此提高蒸汽的压力和温度并增加其容量已成广泛的共识。随着循环流化床大型化的发展和250MWe 再热循环流化床的顺利运行，以及 300MWe 等级燃煤循环流化床锅炉的商业化，国际上在 20 世纪末展开了超临界循环流化床的研究。原则上，循环流化床及超临界均是成熟技术，二者的结合相对技术风险不大，结合后的技术综合了循环流化床低成本污染控制及高供电效率两个优势，在燃料价格、材料成本、制造

55、水平上，具有巨大的商业潜力，是一个具有明显优势的燃煤发电技术。在超临界煤粉炉中，由于炉膛中燃烧比较集中，热负荷分布不均，工质的热偏差较大，再加上工质温度较高，因此水冷壁部件的冷却能力是关键之一，而循环流化床锅炉炉膛内的温度和热流比煤粉炉低得多，降低了对水冷壁冷却能力的要求。循环流化床炉膛内的热流密度在炉膛底部最大，且随着炉膛高度的增加而逐渐减小，见图 1-6，热流最大值出现在工质温度最低的炉膛下部区域，有利于水冷壁金属温度的控制，而对于煤粉炉，炉膛内热流曲线的峰值对应的工质温度较高。循环流化床锅炉的低温燃烧使得炉膛内的温度水平低于一般煤灰的灰熔点，再加上炉膛内较高的固体颗粒浓度，所以水冷壁上基

56、本没有积灰结渣，保证了水冷壁的吸热能力。与煤粉炉相比，循环流化床锅炉炉膛内的温度非常均匀，尤其是宽度和深度方向上的热负荷分布比煤粉炉均匀得多。可见，循环流化床所具有的特性使其更适合与超临界循环相结合。超临界循环流化床锅炉(SCCFB)兼备了 CFB 燃烧技术和 SC蒸汽循环的优点。超临界循环流化床锅炉作为下一代循环流化床燃烧技术，由于可以得到较高的供电效率，烟气净化(脱硫、脱硝)的初投资和运行成本比烟气脱硫低 50%以上，很是一种适于大量推广的高效洁净煤发电技术，其商业前途十分光明。因此受到人们的高度重视，一些循环流化床锅炉的重要制造商和研究单位进行了这方面的研究开发，并开始实施示范工程。1.

57、5.2Stein 的的 SCCFB 设计设计Stein 在设计 Provence 的 250MWe 时，已经考虑到循环流化床锅炉容量放大的问题，即采用 Emile 的 125MWe 容量增加一倍00100 200300 400热流 kW/m2炉膛高度 图图 1-6循环流化床与煤粉循环流化床与煤粉炉水冷壁热流密度比较炉水冷壁热流密度比较00100200300400热流 kW/m2炉膛高度循环床锅炉煤粉炉耐火材料涂层第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状17 省煤器 省煤器 I 过 I 再 至空预器 烟气调 节挡板 换热床 二次风 一次风管道 给煤机 启动 分离器 煤仓 II 过 旋风筒 II 过

58、 末级再热器 末级过热器 图图 1-8ABB 420MWe 超临界超临界 CFB 锅炉锅炉的方法，600MWe 便是基于放大设计经验以及 Provence 250MWe 运行经验，并进一步改善机组的效率。Stein 目前已经完成了蒸汽温度采用 600oC 的 600MWe 超临界循环流化床锅炉的设计，该锅炉燃烧室截面积为 306m2，单炉膛双布风板六个冷却式分离器和相应的六个冷却式炉墙构成的外置换热器，见图 1-7。锅炉过热蒸汽流量为 483kg/s，过热蒸汽压力27.6MPa，过热、再热蒸汽温度均为 602oC，再热蒸汽压力为 6MPa，给水温度 290oC。预期NOX的排放小于 150mg

59、/m3；SO2的排放小于 250mg/m3。Stein 对 600MWe 超临界循环流化床锅炉的性能进行了详细的研究，尤其是燃烧问题，认为分离器并不是影响循环流率的唯一参数，煤的破碎粒径对它会有影响：在 100m 范围内，除了分离器效率之外，煤的粒径分布以及煤灰、石灰石的成灰特性、磨耗特性均对循环流率有重要影响。 图图 1-7Stein 的的 600MWe 超临界循环流化床锅炉方超临界循环流化床锅炉方案案1.5.3ABB-CE 的的 SCCFB 设计设计ABB-CE 在几年前就开始了超临界循环流化床锅炉的研究，如垂直水冷壁的超临界下滑压运行特性、炉膛的循环系统和材料问题、滑压运行的超临界循环流

60、化床锅炉的可行性等，讨论了热流分布、热负荷分配、辅机电耗、启动过程。并完成了 25MPa/569oC 的 420MWe 超临界循环流化床锅炉的详细热力性能和水动力计算。ABB-CE 的 CFB 固体燃料循环流动采用典型的 Lurgi 系统，见图 1-8。烟气携带的固体物料被旋风分离器收集后，靠重力流入 Seal Pot。通过水冷机械调节阀的分配，一部分流入换热床，在床中被低速流化，向床中埋管传热，受到一定冷却后流入燃烧室；其余部分直接返送至燃烧室，通过调节二者流量调节燃烧室床温度。第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状18目前，由于 ABB-CE、Stein 目前已经加盟 Alstom，合并后的 Alstom 整合原来各公