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循环流化床锅炉发展历史与燃烧技术比较(2)

文章出处:互联网 作者:吕清刚 孙运凯 中国科学院工程热物理研究所 发布时间:2006-12-01 浏览次数:等待统计信息……
文章简介:本文详细叙述了循环流化床锅炉在国外和国内的发展历史,阐明了国内开发大型循环流化床锅炉的紧迫性和必要性;通过分析煤颗粒的燃烧过程控制,对几种燃烧方式进行对比,突出了循环流化床燃烧技术的优势所在,进一步说明了发展循环流化床锅炉的重要性。



目前国外约有60台100MWe以上循环流化床锅炉,其中已经投产运行的为40余台。它们大多数主要在欧美,约有20%在亚洲。单台连续运行最高记录为13个月,可用率达到98%。循环流化床检验规程和安全规程已经列入美国ASME标准,这是其技术成熟及标准化的重要标志。
循环流化床技术的国际发展趋势是继续开发300MWe等级以上的大型电站循环流化床锅炉。国外循环流化床锅炉制造公司认为,目前制造600MWe循环流化床锅炉在技术上是有把握的,研究开发的一个重要方向是超临界参数循环流化床锅炉。由于超临界技术及大型化循环流化床技术均已掌握,因此将二者结合成的超临界循环流化床锅炉会在效率和环保上实现双突破,完全有可能形成一种在IGCC、PFBC、PC+FGD之外的清洁煤技术,当前一些著名的循环流化床锅炉公司都非常关注这一点。
目前国外著名的循环流化床锅炉技术开发的工作重心为加紧研究因锅炉容量的放大所带来的技术问题,特别集中在:通过内部燃烧过程的合理组织,进一步降低污染物的生成与排放,降低脱硫脱硝运行成本,满足日益严格的环保标准;加强燃料种类的适应性,包括难燃煤种的燃烬问题;加强运行可靠性和经济性;采用超临界参数的超大型技术等等。这是国际上这项技术的发展趋势和研究前沿。
国外循环流化床锅炉技术研究开发的先进性主要有以下几点:
(1)投入大,基础工作扎实;国外对循环流化床锅炉的基础理论研究深入,设计方法科学先进,在循环流化床锅炉的设计中,利用相应的计算软件并进行冷态、热态实验,对燃料进行试烧等。另外,国外在较低容量级的循环流化床锅炉上进行1~2年的性能测试,掌握全部的特性曲线,建立相应的数学模型,这样就保证了较大容量循环流化床锅炉的安全、可靠和经济运行,例如Stein开发600MWe容量循环流化床锅炉是在对250MWe循环流化床锅炉进行长达两年的实测数据分析及模化的基础上进行的。
(2)锅炉岛的可用率高;国外循环流化床锅炉岛的可用率已达到90%以上,由于国外锅炉制造公司不但提供锅炉本体,而且常常提供整个锅炉岛,因此系统配套性较好,此外由于发达国家工业基础较好,配套设备、辅机系统等的可靠性高,因此锅炉岛的连续运行时间较长,利用率较高。
(3)自控水平高。国外控制系统的设备过关,比较注意控制方面的配套开发,在较大容量的循环流化床锅炉上均实现了闭环自动控制,参数调整及时、迅速,运行操作简单。
国内循环流化床锅炉的开发工作与国外几乎同时起步。“七五”期间,在国家有关部门的支持下,开发出了国内第一台35t/h循环流化床发电锅炉。“七五”末期,开始了75t/h循环流化床锅炉的研究开发,在国家有关部委的大力支持下,国内许多科研单位开发出了国内第一批35t/h-75t/h循环流化床锅炉。限于当时的认识水平,以及相关辅机系统不配套,第一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。1993年以后,国家经贸委组织了75t/h循环流化床锅炉完善化工程项目,使国内主要技术流派的循环流化床锅炉得到了不同程度的改善。通过科研、制造、安装和使用单位的共同努力,先后完成了75t/h及以下容量循环流化床锅炉的研究开发和产业化工作。此容量的循环流化床锅炉目前已经成为成熟的、大批量生产的环保型产品。据粗略统计,目前国内已经有近300台左右的75t/h循环流化床锅炉在运行,燃用不同燃料,并且分布很广。
国家计委在“八五”期间,支持了国产循环流化床锅炉向220t/h等级发展的工作,但所建立的依托工程因经济等原因尚未投运。国家科技部在“九五”期间组织了125MW再热循环流化床锅炉的研究与设计任务,但没有工程项目依托。
在同一时期,鉴于对大型循环流化床锅炉的需要,电力系统加快了循环流化床锅炉设备的引进工作,典型的标志是采用引进技术的内江410t/h(100MWe)循环流化床锅炉的投运。基于国内化工行业和相关热电厂对220t/h循环流化床锅炉的需求,国内锅炉制造公司先后采用引进技术及国内分包制造的形式,生产了一批220t/h循环流化床锅炉,取得了大型循环流化床锅炉生产和运行的实际经验。
“九五”后期,在国家经贸委支持下,具有国家自主知识产权的130t/h循环流化床锅炉开发成功,多台投入运行,这标志着向循环流化床锅炉大型化发展迈出了实质性的一步,并且占领了国内市场。此容量等级的开发采取市场机制,是国内首次直接进入产品级开发,与国际的开发模式接轨,同时锅炉自控水平有很大提高,多个用户直接采用DCS自动控制系统,最好投入率接近80%,为今后大容量循环流化床锅炉技术开发奠定了坚实基础。国内自主开发的130t/h循环流化床锅炉还有近20台处在设计、制造和安装阶段。因此130t/h级循环流化床锅炉经过完善和提高后,很快形成产业化。
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责任编辑:JJSKT

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