高水份褐煤超临界CFB锅炉方案介绍

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燃用高水份褐煤超临界CFB锅炉方案简介

东方锅炉股份有限公司

2014年10月

2023/2/13东方锅炉循环流化床锅炉-【发展历程】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计基础】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计重点】东方锅炉大容量CFB锅炉运行情况-【运行效果】主要内容2023/2/14煤质适应好污染物排放低负荷调解比大，调整速度快燃料制备系统简单灰渣综合利用好循环流化床（CFB）锅炉2023/2/15135～150MW等级CFB锅炉200MW等级CFB锅炉300MW等级CFB锅炉600MW等级CFB锅炉第一阶段（1988～1993）国内合作自行开发。第二阶段（1993～2000）加快CFB大型化。第三阶段（2000～2003）东方型150MW自主知识产权的CFB锅炉的研发。第四阶段（2003～至今）自主开发200MW、300MW及600MWCFB锅炉。东方锅炉循环流化床（CFB）锅炉技术发展历程东方锅炉循环流化床（CFB）锅炉技术发展历程－市场占有率东方锅炉亚临界300MWCFB锅炉项目已投入商业运行的业绩为38台。

600MW超临界CFB已投入运行。东方CFB锅炉海外市场业绩土耳其印度越南印尼蒙古波黑赞比亚菲律宾

哥伦比亚东方锅炉循环流化床（CFB）锅炉技术发展历程－市场占有率试验中心包括建于德阳的以低污染燃烧技术研究为重点的燃烧试验平台和建于成都的燃料燃烧机理研究实验室。东方锅炉循环流化床（CFB）锅炉技术发展历程—东方锅炉研发能力

实验室中心建成后，已完成了新疆高钠煤、锡林浩特褐煤、波黑高水份低热值褐煤、中煤平朔煤矸石、广西百矿煤的试烧试验。热态试验中心东方锅炉循环流化床锅炉-【发展历程】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计基础】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计重点】东方锅炉大容量CFB锅炉运行情况-【运行效果】主要内容2023/2/110扬长：东锅设计制造的135MW等级褐煤CFB锅炉在土耳其SILOPI、印度JSW工程运行多年。锅炉运行稳定、可靠。总结这些电厂的运行情况，可以看到CFB锅炉燃用高水分褐煤在可靠，高效，低污染方面有以下优势：煤种适应性好燃料制备系统简单自脱硫高，脱硫成本低低温燃烧NOx排放低床温低，有效避免结焦负荷调节性能好，不投油稳燃负荷达30％BMCR炉内脱硫，烟气酸露点温度低，排烟热损失小CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择优势在正确设计思想的保证下可以化为胜势：（1）褐煤低热值对CFB锅炉的影响和设计考虑■给煤■燃烧稳定性（2）褐煤高水分值对CFB锅炉的影响和设计考虑■烟速控制■尾部腐蚀（3）褐煤挥发分高对CFB锅炉的影响和设计考虑■风量分配■污染物控制■对燃尽的影响

褐煤低热值对CFB锅炉的影响和对策

锅炉的燃料消耗量相对较高，锅炉给煤系统的负荷较大（本项目设计煤耗量668.56吨/小时，最差煤耗量980.28吨/小时）。因此，给煤系统的选择和给煤设备的可靠稳定运行对保证锅炉连续有效运行非常重要。

选择炉侧给煤，第一级为称重式给煤机，第二级给煤机采用埋刮板式。褐煤高水分值对CFB锅炉的影响对策

烟气量增加，燃煤爆裂特性强，酸露点高。选择更大的炉膛截面降低流化速度，合适的入炉粒径提高燃烬率。经过炉内脱硫后烟气酸露点大大降低。褐煤挥发分高对CFB锅炉的影响和对策

影响锅炉风量分配，影响污染物排放。调整一二次风配比，减少NOx生成；选择合适的床温，获得最佳脱硫反应温度。这些措施需要进行试验台和工程的验证。CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择东方锅炉为提升科研水平和新技术、新产品开发能力建设了清洁高效燃烧技术试验中心，试验中心于2011年9月建成投入使用。试验中心是中国机械工业协会、机械工业联合会批准依托东方锅炉建设的“机械工业清洁高效燃烧技术工程实验室”。

实验室中心建成后，已完成了新疆高钠煤、锡林浩特褐煤、波黑高水份低热值褐煤、中煤平朔煤矸石、广西百矿煤（广西褐煤）的试烧试验。东方锅炉研发能力：热态试验中心CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择循环流化床试验台燃烧锡盟地区褐煤试验研究报告

CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择煤质化验表明：该煤种属于高挥发份、中高灰分、中高水分、高含硫量、低热值的劣质褐煤，属于极易着火、极易燃尽、不易结渣煤种。着火特性试验表明：采用床下热烟气点火，在床温350℃可实现成功点火，580℃时能顺利切除助燃燃料，点火启动稳定。灰渣特性表明：煤粒径小于~30mm，不投石灰石工况下，灰渣比约为39%:61%；投入石灰石后，灰渣比约22%:78%。该燃料的爆裂性较强，锅炉设计时应合理控制入炉煤粒径。SO2排放特性及脱硫试验表明：在860℃时自脱硫率为17.4%左右；投入石灰石后脱硫率可达到97%以上。NOx排放特性试验表明：试验工况的NOx排放值约为70~200mg/Nm3（6%O2），平均值为127mg/Nm3（6%O2）。低负荷床温运行时NOx的排放值更低，不需要投入SNCR即可满足排放要求。CFB+SNCR试验表明：分离器入口喷入尿素具有更好的脱硝效果，脱硝率可达到50%以上。锡盟4#煤试烧结果：循环流化床试验台燃烧锡盟地区褐煤试验研究报告

CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择东方正在执行波黑300MWCFB锅炉，已经完成锅炉设计。在3MW试验台燃烧完成

高水分褐煤试验研究CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择燃用劣质褐煤的波黑斯坦纳瑞300MW亚临界CFB锅炉预计在2015年投入运行。东方设计燃用褐煤CFB锅炉情况CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择8X135MW燃用高水份褐煤CFB锅炉已在印度投入商业运行CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择印度JSW135MW超高压CFB锅炉设计煤质典型高水份、低热值褐煤CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择按无烟煤设计的福建龙岩、永安、漳平、广东宝丽华，按烟煤设计的秦皇岛电厂等300MW等级CFB锅炉实际均大比例掺烧印尼褐煤。CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择东方燃用褐煤CFB锅炉运行情况注：1).部分锅炉数据由于性能试验尚未完成，故未提供;2).*石灰石系统未正常投入运行。CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择更可靠

CFB锅炉对褐煤有良好的适应性，独特的循环流化燃烧方式轻松回避了褐煤易结渣的问题；实现了炉内脱硫并有效抑制了氮氧化物的生成，脱硫、脱硝系统的可用率对机组运行不造成影响。随着技术发展，CFB锅炉的可靠性已经有了显著提高；国内已经投运的300MWCFB锅炉表现出很高的可靠性。东方锅炉660MW超临界CFB锅炉采用成熟结构；因此可以预期660MW超临界CFB锅炉燃用褐煤能够达到较高的可靠性。配风扇磨PC锅炉选用三介质系统，高温抽炉烟管道无论采用内衬保温砖还是外保温结构，都存在漏风率高等问题；风扇磨煤机冲击板磨损严重、寿命低、检修频繁；风扇磨煤机提升压头较低，易造成燃烧器区域结渣。配风扇磨的PC锅炉存在较多影响可靠性的因素。因此，从可靠性方面分析，660MWCFB机组不亚于配风扇磨PC锅炉，甚至高于PC锅炉。CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择更环保（近零排放）

CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择更高效

CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择更经济

CFB锅炉独特的燃烧方式，能容易地解决褐煤易结焦的问题，同时炉内实现烟气脱硫，低NOx生成，大大简化了锅炉系统，提高了机组可靠性。而且随着技术发展，CFB锅炉的可靠性有了很大提高；燃用西南地区褐煤的连续运行记录是最好的证明。PC锅炉必须面对褐煤结焦问题，风扇磨（三介质干燥系统）制粉干燥系统复杂，高温抽炉烟管道漏风率高；同时存在风扇磨煤机冲击板磨损严重、寿命低、检修频繁等问题。因此，660MWCFB锅炉在技术上的优势不亚于PC锅炉。通过对CFB和PC锅炉两种机组初投资和运行费用比较可以看出CFB机组在经济性方面的优势明显。技术经济比较结论

初投资比较CFB机组在锅炉本体、锅炉辅机、炉墙砌筑、输煤系统等方面的投资高于配风扇磨的PC锅炉机组；CFB锅炉由于其独特的燃烧方式，不设置制粉系统、脱硝系统，用系统简单、投资低的炉内脱硫系统代替了湿法脱硫系统；在制粉系统、烟风煤管道、脱硫系统、脱硝系统、主厂房及辅助车间土建结构方面的投资远低于PC锅炉。综合计算，2×660MW超临界CFB机组的投资较配风扇磨的PC锅炉机组低22027万元。运行费用比较

CFB机组的锅炉效率略高于PC锅炉，年耗标煤量较PC锅炉低；CFB机组由于风机功率较高，厂用电率高于PC锅炉，年耗厂用电成本高于PC锅炉；PC锅炉设置了湿法烟气脱硫系统，年耗水量远高于CFB机组；由于频繁更换磨煤机冲击板和，PC锅炉的年检修成本高于CFB机组。综上所述，PC锅炉的年运行费用高于CFB机组。CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择人工排红渣水冷壁磨损(运行一个月后）“艰难”的目标避短：难题1热效率与煤粉炉比较尚有差距难题2

磨损问题导致锅炉可用率降低难题3

辅机(主要指煤仓、破碎系统、风机)设计选型缺乏经验难题4

渣处理问题难题5

厂用电率偏高CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择CFB锅炉燃用褐煤是扬长避短的选择东方锅炉循环流化床锅炉-【发展历程】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计基础】东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉-【设计重点】东方锅炉大容量CFB锅炉运行情况-【运行效果】主要内容水动力设计整体布置低质量流速垂直管技术主循环回路主要设计重点12尾部3低污染保证SO2排放低NOx排放低2023/2/132设计煤质典型高水份、低热值褐煤600MW超临界CFB锅炉参数600MW超临界CFB锅炉方案超临界参数变压直流锅炉，一次中间再热，H型布置，总体上分为主回路、尾部、空预器三部份

两台四分仓回转式空预器方案回料器给煤两侧墙排渣，采用滚筒冷渣器六台旋风分离器尾部双烟道单炉膛，双面曝光中隔墙,炉膛内布置屏式过热器及屏式再热器，等压风室东方褐煤超临界CFB锅炉——整体布置（可靠性）设计煤和最差煤均属于高水分、低热值褐煤。燃料在主回路内放热份额较低，难以达到常规燃料份额。超临界CFB锅炉水冷壁吸热份额的需满足一次直流和水动力安全要求，吸热份额不得低于～40%。因此需减小主回路过热器和再热器吸热比例。为此，本项目取消了常规配置的外置式换热器，炉膛内同时布置末级屏式过热器和末级屏式再热器，控制两者总的吸热份额。保证水冷壁吸热份额和炉膛温度由于主回路不设外置式换热器，尾部采用双烟道挡板调节再热蒸汽温度。2023/2/136采用高效冷却式旋风分离器飞灰粒径d50=10~20um2023/2/137优点：回料器阻力兼顾密封与返料回料器点多，兼顾給煤针对煤质特点设置回料风，防止结焦外表面温度低

通过回料器放灰调节粒径分布，从而改变固气比和吸热份额，以适应各种煤质

采用双回路回料器2023/2/138采用两侧墙回料腿给煤及前后墙气力播煤装置联合给煤方式，两侧墙共12点，前后墙4点，共16点给煤。落煤口落煤口炉膛采用CFB给煤方式——回料器及气力播煤联合给煤2023/2/139东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉——水动力技术水冷壁质量流量选择水冷壁进、出口温度选择合理性效果高动能空气射流提高混合：提高燃烧效率，如降低CO、飞灰含碳增强石灰石/SO2的反应，提高脱硫率更佳的脱硝效率高效二次风技术东方锅炉褐煤超临界CFB锅炉——降低排放措施（低污染）东方锅炉循环流化床锅炉-【发展历程】东方锅炉350MW超临界CFB锅炉-【设计基础】东方锅炉350MW超临界CFB锅炉-【设计重点】东方锅炉大容量CFB锅炉业绩-【运行效果】主要内容2023/2/142投运唯一具有600MW超临界CFB锅炉厂家最早投运自主开发300MW亚临界CFB锅炉厂家最早完成350MW超临界CFB锅炉开发，最早获得合同东方锅炉循环流化床运行状况—300MW亚临界CFB锅炉东方300MW亚临界CFB锅炉运行情况首台300MWCFB锅炉于2008年6月7日～6月14日成功通过168小时考核试运行。东方300MW亚临界CFB锅炉运行情况东方首台600MW超临界CFB锅炉四川内江白马项目已与2013年4月投入商业运行。2013年5月东方锅炉与四川白马循环流化床示范电站有限责任公司（简称白马电厂）联合成立了循环流化床技术研发中心，并签订技术合作协议，协议规定白马电厂可以并且为东方锅炉循环流化床锅炉用户提供相关的技术培训。东方600MW超临界CFB锅炉运行情况东方600MW等级超临界CFB锅炉10大优势：1、水动力特性十分良好，自补偿特性充分；2、床温分布均匀，外置床灵活可调；3、启动调节方便可靠；4、升负荷速率快；5、启动省油，15%负荷可断油；6、热力系统设计合理，各级壁温正常且远低于报警