循环流化床锅炉国内外最新进展.doc

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 Ahlstrom 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 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 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 11 143 4 5 Qnet arMJ kg15 0524 5838 88 灰中 CaO 含 量 57 5 灰中 SO2 含 量 14 入炉煤颗粒度mm0 10 d50 1 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 2 194 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煤和其它煤 也可掺烧 50 热值 的油渣 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 公司内部的技术融合 该项技术应该 有更广阔的前景 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 3 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 加拿大 Nova Scotia 电站 165 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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 4 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 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 2 300MWeCFB 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 560 C 580 C 275 bar 计划于 2007 年建成投产 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 超临界直超临界直流锅炉流锅炉 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 6 1 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 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 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155725070016 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131310040013 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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 8 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 Colver 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 2568FWEOY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 锅炉的发展现状 9 1 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 50 100MWe 及以上容量等级的 CFB 锅炉 按照引进技术设计 制造的宁波 2 220 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 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 200 350 MWe 等级循环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 220 410 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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 10 压参数一次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 100 150MWe 的 CFB 锅炉 2003 年哈锅与东锅 上锅共同与法国 Alstom 公司签订了 200 350 MWe 等级循环流化 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 30 517t 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 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 135 150MW 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 200 350 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 CFB 锅炉 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 11 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 10 670t 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 无锡锅炉厂等有着长期的合作 开发设计了上百台 75 480t h CFB 锅炉 包括甘肃窑街煤电 公司 4 130t 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 2 480t 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 35 130t 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 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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 12 在 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 50 150MWe 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 100 150MWe 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 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 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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 13 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 EVT ALSTOM FLEXTECH FW 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 100 150MW 不设 300MW 级设 Flextech 型鲁奇 型 100 150MW 级不设 Intrex 型及鲁奇 型 100 150MW 级不设 100 150MW 级不设 100 150MW 级不设 100 150M W 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 14 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 3 1 5 对其 中燃用不同煤种的 40 台 220 1025t 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 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 4 DG130 3 82 112 130t h高硫贫煤2002 1 2002 2 2广东韶钢自备电厂2 DG120 5 3 11 120 t h贫煤高炉气 3陕西府谷电厂3 4 DG130 3 82 112 130 t h烟煤2002 3 合同 4福建永定闽辉火电厂1 DG130 3 82 121 130 t h贫煤2001 12 5山东聊城鲁西化工DG130 9 8 42 130 t h混煤 6河南南阳新光热电厂1 2 DG120 9 8 12 120 t h烟煤2001 8 7贵州铝厂自备电厂1 2 DG130 9 81 32 130 t h高硫贫煤2001 3 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 15 序号电厂名称炉号锅炉型号容量设计煤种投运日期 8湖北荆门石化厂3 4 DG130 9 8 52 130 t h煤石油焦2002 7 9浙江宁波中华纸业1 2 DG220 9 8 132 220 t h烟煤纸渣97 5 98 3 10浙江杭州望江门1 3 DG220 9 8 143 220 t h烟煤合同1999 8 11山东武所屯生建电厂3 DG260 9 8 11 260 t h烟煤矸石合同2001 2 12广东亨达利水泥制品2 DG220 9 8 141 220 t h烟煤合同2001 3 13山东众和热电公司5 DG220 9 8 141 220 t h烟煤合同2001 4 14山东邹平热电厂3 4 DG220 9 8 142 220 t h烟煤合同2001 4 15河南武陟第一热电厂2 DG240 9 8 11 240 t h烟煤合同2001 5 16山东鲁北化工1 DG220 9 8 141 220 t h烟煤合同2001 6 17山东海化集团3 DG220 9 8 151 220 t h烟煤合同2001 8 18山东众和热电厂 张店 6 DG260 9 8 11 260 t h烟煤合同2002 3 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 2 DG410 9 8 8 DG490 13 7 100 MWe 150 MWe 高硫 无烟煤 已投运 21河北保定热电厂1 2 DG450 9 71 1125 MWe 贫煤已投运 22河北石家庄热电厂1 4 DG410 9 72 9100 MWe无烟煤已投运 23江苏大屯1 2 DG440 13 7 II2135 MWe混煤已投运 24山东临沂华盛自备电厂1 3 DG465 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 2 DG440 13 7 II2135 MWe烟煤已投运 27华电攀枝花电厂1 2 DG460 13 7150 MWe煤矸石已投运 28峨眉山铝业集团1 2 DG440 13 7135 MWe贫煤 29广东阳山电厂1 2 DG440 13 7135 MWe混煤 30土尔其ICDASBIGAD电厂1 DG440 13 7135 MWe褐煤 烟煤已投运 31包头第一热电厂1 2 DG470 9 8135 MWe混煤 32广东宝丽华1 2 DG470 9 8135 MWe无烟煤 33重庆松藻煤电公司1 2 DG480 13 7150 MWe煤矸石 34河南汝州天瑞电厂1 2 DG480 13 7150 MWe煤矸石 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 16 序号电厂名称炉号锅炉型号容量设计煤种投运日期 35浙江长广华泰电厂1 2 DG440 13 7135 MWe煤矸石 36河南鹤壁煤电公司1 2 DG440 13 7135 MWe煤矸石 37四川岷江电厂1 2 DG460 13 7135 MWe混煤 38攀枝花煤业1 2 DG440 13 7135 MWe煤矸石 39贵州恒盛1 2 DG440 13 7135 MWe混煤 40内江高坝1 DG490 13 7150 MWe劣质烟煤 41安徽六安1 2 DG440 13 7135 MWe烟煤 42浙江恒逸1 DG440 13 7135 MWe烟煤 43内蒙准能矸石电厂1 2 DG440 13 7150 MWe中煤 矸石 44鲁能忻州煤电1 2 DG480 13 7135 MWe烟煤 45甘肃华亭1 2 DG440 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2 1025褐煤 2云南开远电厂2 1025褐煤 3江西分宜电厂1 670贫煤 4阳泉煤矸石综合利用电厂3 480矸石无烟煤 5山东新泰综合利用电厂2 480矸石 6河南豫源热电厂2 465无烟煤 7内蒙通辽电厂2 440褐煤 8内蒙赤峰电厂2 440褐煤 9天津陈塘庄电厂1 440贫煤 10福建龙岩坑口电厂1 440无烟煤 11大连泰山电厂2 440烟煤 12河南洛阳电厂2 440 13广东新会双水电厂480 13 7 L WM112 480无烟煤 14山东白杨河热电厂4 5465 13 7 L PM72 465贫煤 15山东南定热电厂3 4465 13 7 L PM72 465贫煤 16徐州贾旺电厂440 13 7 L YM122 440烟煤 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 17 17河南新乡火电厂440 13 7 L PM42 440贫煤 18河南开封火电厂440 13 7 L PM41 440贫煤 19河南信阳平桥电厂440 13 7 L YM51 440烟煤 20河南洛阳新安电厂1 2440 13 7 L PM42 440贫煤 21平顶山叶县蓝光电厂440 13 7 L MG81 440贫煤 22广东连洲发电厂3 4440 13 7 L WM92 440无烟煤 23云南巡检司电厂440 13 7 L HM101 440褐煤 24山东济三电厂440 13 7 L YM132 440煤泥洗中煤 25广西合山电厂8 420 9 8 L PM11 420贫煤 26江西分宜电厂410 9 8 L WM171 410无烟煤 27辽宁南票热电厂1 2410 9 8 L MG182 410矸石 28大连化学工业公司220 9 8 L YM152 220烟煤1 95 2 96 29杭州协联热电有限公司220 9 8 L YM151 220烟煤1997年 30大连香海电厂1 2220 9 8 L YM152 220烟煤2000年 31盘锦辽河热电厂1 220烟煤1996年 32常熟亚太纸业2 241烟煤1999年 33山东晨鸣纸业集团1 4220 9 8 L PM184 220贫煤 34兖州南屯煤矿热电厂220 9 8 L MN171 220煤泥洗中煤 35中油锦西炼化总厂1 3220 9 8 L YM203 220烟煤 瓦斯 36山西侯马热电厂1 2220 9 8 L YM212 220烟煤 37沈阳热电厂1 2220 9 8 L PM183 220贫煤 38吉林东关热电厂220 9 8 L HM221 220褐煤 39河南洛阳孟津发电厂2 220贫煤 矸石 40石家庄光华热电厂220 9 8 L PM231 220贫煤 41石家庄东方热电厂1 3220 9 8 L PM233 220贫煤 42辽河华锦化工动力公司1 220次烟煤 锅炉岛 43辽通化工股份有限公司220 12 2 L YM241 220次烟煤 44吉林燃料乙醇公司1 3220 9 8 L YM273 220烟煤 45河南省林州电力公司1 130矸石2000年 46山东新汶矿业张庄煤矿1 3130 9 8 L MN193 130矸石 煤泥2001年 47山西吉州铝电公司电厂3 130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 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 18 1阳山电厂 1 2广东2爱溪电厂四川煤 22019971998与 FW 合供 3Wilson Kinston EGF美国木屑树皮 8019971998KVAERNE总包 4MaptaphutCOCOGroup 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 7519971998 8SumitimoOsakaCementKochi日本煤 23019981999FWKK 总包 9窑街矿务局电厂 1 2 3甘肃劣质煤10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12松源发电公司 1 2湖北劣质煤13上海石油化工公司 1 2上海焦油 31020012002FW 总包 14丰原生物化学公司 1 2 3安徽煤 130200003 1 15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220 17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 31格瑞特电厂 1 2 山西煤矸石 480中间再热 第一章 国内外 CFB 锅炉的发展现状 19 1 5 CFB 锅炉大型化与高参数化超临界循环流化床锅炉锅炉大型化与高参数化超临界循环流化床锅炉 1 5 1 超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 0 0100 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 0 0100200300400 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 20 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 末级再热器 末级过热器 图图 1 8 ABB 420MWe 超临界超临界 CFB 锅炉锅炉 1 5 2 Stein 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