中国国内75吨.doc

中国国内75吨时循环流化床锅炉现状调研及完善化设想循环流化床燃烧技术是全球-国际上70年代中期发展起来的新型燃烧技术，这项技术的应用成功使循环流化床锅炉获得了迅速发展。循环流化床锅炉具有高效、低污染、燃料适应性强、负荷调节比大等一系列优点。目前外国已投运的循环流化床锅炉达一百多台，100200MW（电功率）等级的循环流化床锅炉技术已经成熟，正在向250MW以上发展。 外国循环流化床锅炉的炉型也较多，各家公司都有自己独特的流派，主要有西德的Lurgi型、芬兰Ahlstrom型、公司的Pyroflow型、西德Babcock公司的Circoflow型等。 在西欧、北美和外国-日本，循环流化床燃烧技术的开发受到高度重重视，许多有关的高等院校，科研机构一直在开展研究工作，经常举行各种全球-国际性学术会议研讨循环流化床锅炉发展技术。现在外国一些电力公司正在考虑设计制造新一代的、更大的容量的循环流化床锅炉。 一 外国循环流化床锅炉的先进性主要有以下几点： （1）基础工作扎实。外国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，外国是在较低容量级的循环流化床锅炉上进行12年的性能测试，在掌握全部的特性曲线、建立相应的数学模型后，才向大型化发展的，这样就保证了较大容量循环流化床锅炉的安全、文明，经济运行。 （2）锅炉岛的可用率较高。外国循环流化床锅炉岛的可用率已达90左右。由于外国循环流化床锅炉设计制造技术先进合理，安装质量保证，有专用的循环流化床锅炉配套设备，辅机、给煤系统等的可靠性高，因此锅炉岛的连续运行时间达半年左右甚至更长。 （3）锅炉的燃烧效率较高。外国循环流化床锅炉的燃烧效率均在97以上，较高的可达9899。飞灰含碳量可达13。 （4）锅炉的负荷可调节性好，自控水平高。外国控制系统的设备过关，在较大容量的循环流化床上均实现了闭环自动控制，参数调整及时迅速，运行操作简便。 （5）大型化步伐快。外国150MW等级的循环流化床锅炉已经投运，250MW的循环流化床锅炉已经开始设计。预计到2000年，会出现300400MW等级的循环流化床锅炉。 循环流化床锅炉的发展，在我国具有特殊意义。我国的电力供应及工业、民用供热所需燃料绝大部分来自煤炭。我国地域辽阔，煤种繁多，为消耗地方劣质煤炭，为以较小的代价获取较低的污染排放，急需循环流化床燃烧技术。循环流化床锅炉在我国的应用及发展，具有综合的社会效益。 我国电力工业骨干电厂绝大多数是装备200MW以上的煤粉炉，该等级容量的循环流化床锅炉生产技术我国尚未掌握。最近能源部作为示范引进的100MW循环流化床锅炉，价格高达3000万美元。大连化学工业公司引进的50MW循环流化床锅炉，大部分件在我国生产，仅购买二台220t/h炉的制造图纸价格就需要780万美元。迅速发展大容量国产循环流化床锅炉是锅炉制造业及科研单位的紧迫任务。 我国从八十年代开始研制循环流化锅炉，从35吨时到75吨时经历了五年周期。为了解决燃用地方廉价劣质煤炭和污染超标问题，为了满足集中供热的需求，我国国内已经建成和将要建设一大批50MW以下的循环流化床锅炉热电厂。由于循环流化床锅炉燃烧效率普遍高于普通链条炉，煤种适应性相对较宽，环境效益好，且负荷调节比大、不易灭火、供汽稳定，因此受到用户欢迎。据不完全统计，我国国内已经投运及正在安装造中的大小不同容量、各种技术流派的循环流化床锅炉数百台，其中75吨时容量的循环流化床锅炉已经投运在共18台、正在安装制造中的共67台（详见表一）。在1993年参加中国小型节能基建热电工程招标的热电工程中，有70容量的锅炉选用了循环流化床锅炉，这其中又有74的容量采用了75吨时循环流化锅炉。可见，我国国内对循环流化床锅炉的需求量，尤其是75吨时等级的需求量是很大的。 但由于我国循环流化床锅炉研究资金投入不足、研制开发力量分散，而市场需求又迫使未经商品化过程的实验炉马上推向市场予以应用，因此目前投运的75吨/时循环流化床锅炉暴露了各种各样的问题。当前很有必要集我我国国内有关方面的科研究技术力量，攻克存在的问题，使该产品稳定下来，形成较大的生产力，并为进一步大型化做好准备。 二、国产75吨时循环流化床锅炉生产和运行现状 生产现状 现在我国国内生产75吨时循环流化床锅炉的制造厂共有十个（见表一），有四家锅炉厂的的次高压或中压75吨时循环流化床锅炉已经投运（见表三），另外六家锅炉厂的75吨时循环流化床锅炉正在制造中。这些生产厂家的炉型特点如下： 1）中科院热物理所与济南锅炉厂合作研制的75吨时循环流化床锅炉，设计格局为2级高温分离，循环灰非冷却型。第一有为惯性分离，第二级为旋风子分离。燃烧室上部为膜式壁悬吊结构，下部为重型炉墙大变截面盆下式去撑结构。一级分离回送为L阀，二级分离回送采用小流化床J阀。密相区不设埋管，设计烟气流化速度较高。二次风量占总风量的4050分别设置一、二闪风机。要求入炉煤粒度013MM，炉前三个给煤口，床上油点火。设计循环倍率为2030。75TH炉本体钢耗410吨（初期三台炉为480吨）。第一台75TH炉建于辽宁省锦西热电厂，91年冬点火。但该炉鉴定在山东省烟台华鲁热电厂，燃用褐煤，效果良好，93年4月通过鉴定。 三、对国产75吨时循环流化床锅炉的基本评价 国产75吨时循环流化床锅炉经过二个采暖季的运行（19911019936），各制造厂的锅炉均暴露出一些问题，有些是共性的，有些是个性的。经调查研究和我国国内专家的深入研讨，对大部分75吨时循环流化床锅炉做出了基本评价。 1、济南锅炉厂生产的75吨时次高压循环流化锅炉 该型锅炉是由我国科学院工程热物理研究所和济南锅炉厂充分利用已有的科技攻关成果而设计的一种新型锅炉。由于采用带高温旋风分离器的两级分离装置，分离效率较高、循环倍率较高，使该炉较易达到额定出力。该炉对煤种的适应性较好，燃烧效率相对较高、飞灰含碳量较低，易于达到较高的热效率和降低原始烟尘排放浓度。在额定参数下，最低负荷率为33（25吨时）。 由于高温旋风分离器的炉衬砌筑及保温厚度大，为防止启动过速而产生火材料龟袭，该炉要求有较长的启动时间。由于高温旋风分离器的尺寸庞大，以及锅炉设计留有较大裕度等原因，使该炉的外形尺寸较大，耗钢也偏多。由于炉型复杂，使管路布置较为困难，燃烧室膜式壁与下部结合处的密封不易处理。 根据山东省省电力试验研究所对烟台华鲁热电厂的该型锅炉所做的“热工测试报告”，该炉燃用褐煤在100负荷时， 飞灰可燃物含量为034，机械末完全燃烧热损失为0334。锅炉实测平均热效率为9002。 根据本课题协作单位首都-北京市节能技术服务中心，对锦西热电厂运行的该型炉飞灰所做的筛分试验结果。其飞灰平均粒径为80m,大于200m的重量百分比为52。由于取样方法欠规范，此结果仅供参考。 2、四川省锅炉厂生产的75吨时次高循环流化床锅炉 该型锅炉是由清华大学和四川省锅炉厂联合研制的新型锅炉，该炉型的结构紧凑，外形精巧简洁，厂房布置方便。由于维持了形结构利于制造。金司耗量少，制造成本低。由于采用床下油点火，启动操作方便、油耗较低。该炉在额定参数下，最低负荷率为30。 该炉的二级分离器分离效率有待改进，影响燃烧效率及负荷调节。在设计飞灰再循环系统，改进分离器效率后，可望解决目前煤种适应范围较窄、不能稳定在额定负荷运行等问题。 根据首都-北京市节能技术中心对鞍山第二热电厂运行的该型炉的飞灰所做的化验报告，其飞灰可燃物含量为264，飞灰平均粒径为160m，大于200m的重量百分比为508。由于取样方法欠规范，故此结果仅供参考。 3、杭州锅炉厂生产的75吨时中压循环流化床锅炉 该型锅炉为我国科学院工程热物理研究所与杭州锅炉厂联合开发的新型锅炉。炉型较简洁，易于厂房布置。型布置，利于制造。在额定参数下，最低负荷率为40。 该炉采用的分离器分离效率亦有待改进，影响燃烧效率及负荷调节，该炉亦存在燃烧室中部结合处的密封问题。 根据机电部火电设备产品质量监督检测中心，西安热工所、浙江省省省机械工业锅炉产品热工测试中心对嵊县发电厂的该型锅炉所做的“热工试验报告”，该炉燃用煤在100负荷时，飞灰含碳量为1546，固体末完全燃烧损失为594。锅炉实测平均热效率为8572。 4、首都-北京市巴威公司生产的75吨时次高压循环流化床锅炉 该型锅炉为黑龙江省-哈尔滨工业大学与首都-北京市巴威公司联合开发的低倍率循环流化床锅炉。由于采用了低循环倍率，密相区采用鼓泡床并设埋管，因此该炉对煤种的适应性较强，对燃粒度要求相对不严格，额定参数下满负荷易于保证。磨损较轻。负荷调节范围为70100。 该炉的低负荷性能较差。由于床面积大，启动操作复杂。由于六个给煤口分布在锅炉两侧，给锅炉给煤系统的设计和运行带来很大麻烦，存在过热器超温现象。 根据首都-北京市节能技术服务中心对大连金州热电厂运行的该型炉的飞灰所做的化验报告，其飞灰可燃物含量为511，飞灰平均粒径为110m，大于200m的重量百分比为144。由于取样方法欠规范，故此结果仅供参考。 5、首都-北京市锅炉厂生产的75吨时次高压循环流化床锅炉 该型锅炉为首都-北京市锅炉厂与外国-美国Relay Stoker公司合作引进外国(德国)Babcok公司的技术研制的新型锅炉。该炉的分离器置于中温段，因而其体积缩小热绝缘易于处理。由于采用了中温旋风分离器，分离效率可以保证，回送装置不易结焦。 该炉塔式布置，使燃烧室高度增加，钢架增大；水平管穿墙密封困难。因目前锅炉还没有投运，其它问题尚难下结论。 6黑龙江省-哈尔滨工业大学与黑龙江省-哈尔滨锅炉厂，上海市发电设备成套所与鞍山锅炉厂，等几家研制的75吨时带有部分埋管的循环流化床锅炉，由于目前没有运行单位，尚难以得出基本评价。另外，无锡锅炉厂生产的75吨时次高压循环锅与杭州锅炉厂的设计格局基本一致，不再熬述。 四、国产75吨时循环流化锅炉完善化建议 当前，我国国内循环流化床锅炉的科研单位、制造厂家和用户对循环流化床锅炉的热情都很高，上级领导部门也很关心和支持该炉种的研制和应用，各方面都做了大量工作。通过一段时间的运行实践，我国国内各方面对循环流化床锅炉的认识在不断深入。制造厂和科研单位也对暴露的问题做了大量的改进工作，新投产和正在制造中的75吨时循环流化床锅炉就比第一台炉有了很多进步，已经及正在采取的一些改进办法有： 加强炉膛密封结构，改进施工工艺控制施工质量，改善炉膛密封性。 在锅炉易磨损部位采取涂敷防磨涂料、加装防磨圈、覆盖耐磨的混凝土等办法，以解决局部磨损。 采用改进型的分离器，采取设计飞灰再循环系统的补救措施，以期解决负荷达不到设计值和煤种变动适应性差的问题。 积极配合运行单位、设计院完善热工监测仪表，分期投入自动调节操作系统。 配合风机厂研制循环流化床锅炉专用风机。 配合运行单位、设计院对煤的制备系统进行改造，以保证锅炉对煤的颗粒度的要求和运煤系统通畅。 除了上述已经和正在采取的改进措施外，为了使国产75吨时循环流化床锅炉的制造和运行水平上一个新台阶，尚需尽快开展如下工作： （1）对现在运行的75吨时循环流化床锅炉的关键部位进行必要的性能测试，利用我国国内现有的实验条件进行煤的试烧，为完善设计、制造和运行提供基础的依据。 在锅炉设计制造方面，尽快完善和应用科学设计方法，开发相应的计算软件；因我国国内目前研究的基础上，充实完善实验手段；选择匹配的设计参数，优化锅炉本体的结构、密封防磨措施、给煤方式、点火方式等的设计，提高锅炉制造质量。 （3）开展循环流化床锅炉煤的制备系统的设计、设备选型等方面的研究，以解决目前入炉煤粒度普遍达不到要求的问题。 （4）完善75吨时循环流化床锅炉必要的测量仪表设置和热工控制、自动调节要求，为大型化后的闭环自动控制创造条件。 开展循环流化床锅炉除灰渣系统中冷渣器、除法器等的研制和造型工作。 尽快开发出循环流化床锅炉专用风机。 （7） 进行循环流化床锅炉所需的具有耐高温、耐磨等性能的材料研制工作。 8） 对目前运行的75吨时循环流化床锅炉的炉膛漏灰、局部磨损，炉膛结焦、过热器超温等问题，落实具体解决措施。 9）完善目前运行的75吨时循环流化床锅炉的辅助系统和辅机，提高锅炉岛的可用率。 10）提出完整的，包括施工、运行和检修要求的产品说明书。 11）对现有的75吨时循环流化床锅炉运行操作规程进行修订。 75吨时循环流化床锅炉，从设计到投产用了不到两年的时间，由于经验不足，基础研究工作不扎实，设备配套能力不强，出现一问题是不可避免的。目前，当务之急是尽快提高我国国内循环流化床锅炉的水平，加速进行循环流化床锅炉的完善化工作，这已经成为各方面的共识。为此，建议采取如下措施： 1、建立循环流化床锅炉完善化领导小组。建议以国家经贸委牵头，有关部门参加。我国电机工程学会热电专业委员会协助做具体工作。制订计划，统一领导，分期实施。 2、建立75吨时循环流化床锅炉热电厂的完善化示范工程。可新建热电厂， 亦可在现有75吨时循环流化床锅炉的热电厂中进行技术改造。从前期工作 工程设计 施工组织 安装调试 性能测试 总结推广一抓到底，在各个环节上集中有经验的科研单位、设计院、制造厂对锅炉、辅助系统、辅