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19循环流化床锅炉国际上的最新进展 岳光溪1 吕俊复1张建胜1刘青1于龙２ 杨仲明２ 姜义道２ 张彦军２ （1 清华大学热能工程系，1 0 0 0 8 4 ，2 哈尔滨锅炉有限责任公司，1 5 0 0 4 6 ） 由于循环流化床属于低温燃烧，氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为 1 5 0 p p m左右并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加F G D ，是目前我国唯一在经济上可承受的燃煤污染控制技术；燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤；排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染；负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的 3 0 % 左右因此，在我国目前环保要求日益严格，煤种变化较大和电厂负荷调节范围较大的情况下，循环流化床成为发电厂和热电厂优选的技术之一 循环流化床燃烧技术已被运行实践证明是可靠的洁净煤燃烧技术，受到人们的高度重视，近年来得到迅速发展 容量大型化和蒸汽参数进一步提高是当前循环流化床锅炉的主要发展方向法国Provence 于 1995 年建成投运了 250MWe 循环流化床锅炉；世界上最大的 300MWe 循环流化床锅炉也已在佛罗里达的 JEA 投入试运行；波兰的 Turow 建成了 3 台 225MWe 和 3 台 266MWe 循环流化床锅炉，成为世界上总装机容量最大的循环流化床电厂。

甚至 460MWe 超临界蒸汽参数的循环流化床锅炉已经开始制造 本文介绍迄今为止世界上容量最大的位于美国 Florida州 Jacksonville Electric Authority (JEA)的300MWe 循环流化床锅炉的运行情况，以及目前在蒸汽参数进一步提高方面的最新进展 1 J E A 的 3 0 0 M W e 循环流化床锅炉的运行情况 佛罗里达州的 Jacksonville 电厂 2 台300MWe 循环流化床锅炉也是一项老厂改造工程美国的 JEA 电力公司在佛罗里达州的Jacksonville 电厂有两台原来燃烧油/天然气的 300MWe 机组，为了能够利用电厂附近炼油厂的廉价石油焦作为燃料，JEA 决定将老厂进行改+造，用两台 300MWe 循环流化床表 1 J E A 设计燃料燃料特性 参数 煤 石油焦 发热量, MJ/kg >27 >30 硫份, % 0.5~4.5 3.0~8.0 灰份, % 7.0~15.0 7.0 图 1 J E A 的 3 0 0 M W e 循环流化床锅炉三维模型 20锅炉来取代原有的燃油/天然气的锅炉由于该工程项目作为美国洁净煤计划的一部分，得到美国能源部的资助， 因此作为示范工程， 美国能源部要求这两台 300MWe 循环流化床锅炉不但要能 100%地燃烧石油焦，而且还要能 100%地燃烧煤，设计燃料见表 1。

为了在电厂改造后能使当地的 SO2排放水平比现在的低 10%，要求这两台循环流化床锅炉的脱硫效率能达到 98%锅炉的主蒸汽压力 18.3Mpa，蒸汽温度 538 oC；再热蒸汽压力 4.0MPa，再热蒸汽温度 538oC，见表 2立体图见 图 1 该炉采用 3 个直径为 7.315m 的气冷旋风筒，旋风分离器作为首先进入的过热器Intrex 的流化风速为0.6m/s 左右的鼓泡床布置有两组中间级过热器和一组末级过热器尾部采用双烟道调节给煤前后墙通过各六点给入通过改变一二次风比改变循环量控制炉膛温度采用 stripper cooler 控制床存量冷渣器中的渣显热回收进入回热系统该炉的剖面图见图 2 图 2 J E A 的 3 0 0 M W e 循环流化床锅炉剖面图 表 2 蒸汽设计参数 参数 主蒸汽 再热蒸汽 压力 MPa 18.3 4.0 温度 oC 538 538 流量 t/h 904.3 804.3 212002 年 7 月开始的试运行结果表明，该项目的污染物排放完全满足要求，见表 3 表 3 试验参数及排放指标 参数 保证值 100%石油焦 100%煤 主蒸汽流量, 1000 lb/hr >814 879 885 主蒸汽温度, oC >527 533 536 再热蒸汽温度, oC >527 534 1001 锅炉效率 % 81.8* 91.99 88.21 粉尘排放, lb/MBtu 400MW 40.95% 图 5 煤粉炉(PC)与循环流化床锅炉(CFB)热流密度比较 65000 50000 0 炉膛 INTREX- 换热器 INTREX- 换热器 INTREX- 换热器 INTREX- 换热器 图 6 F W 4 0 0 M W e 超临界循环流化床锅炉 25的发展，适于循环流化床锅炉布置的垂直管屏便于制造和运行。

在高负荷运行工况下，水冷壁在超临界压力下工作，管内工质温度随着吸位热量的增加而提高工质比容的急剧变化必然导致膨胀量增大，从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾在大比热区外，工质比热很小，因而温度随吸热变化很大而循环流化床燃烧的重要特点之一是其热负荷的均匀性，相对于煤粉炉而言热强度较小根据超临界压力下工质的热物理特性，控制各段水冷壁的吸热量，是超临界锅炉机组设计和运行的关键 因此，超临界循环床采用垂直光管 BENSON 设计是可行的低质量流速可形成平行管热负荷－流率增函数关系，利于管间流量分配，低负荷时形成自然循环沿燃烧室高度热负荷下高上低，不易出现传热危机超临界循环床水循环技术难度低于超临界煤粉炉图 6 为 FW 公司的采用方形分离器的 400MWe 超临界循环流化床锅炉方案据最新消息，目前 FW 公司以该方案获得了世界上首台超临界循环流化床锅炉，将建于波兰南部的 Lagisza。