循环流化床锅炉发展现状研究

循环流化床锅炉发展现状研究

王波石兴

（内蒙古京泰发电公司准格尔薛家湾010300）

摘要：介绍了CFB锅炉的概念及应用，重点阐述了国内外有关CFB锅炉的发展历程、研究路线及所研究的具体内容。

关键词：流化床锅炉、燃料、效率

0引言

CFB锅炉是近30年发展起来的一种高效、低污染的炉型，其主要特点是能燃烧高灰、高硫、高水分及低热值的劣质煤。我国煤炭总量约1/5的煤含硫量超过2%，这是形成我国大气环境条件差，酸雨多的原因之一。CFB锅炉的问世，无疑对改善我国环境起到十分重要的作用。但由于CFB锅炉在锅炉设计和运行方面经验不足，现有CFB锅炉均不同程度的存在一些问题。

1、循环流化床锅炉发展情况

（1）国外循环流化床锅炉发展情况

国外对于CFB锅炉的工艺可以追溯到20世纪20-30年代的一些试验研究成果，随后CFB锅炉的工艺被广泛的应用于很多领域，例如化学工业和冶金工业。把CFB锅炉工艺与煤燃烧设备结合的想法最早产生于20世纪60年代。过了十多年，陆续的产生了芬兰奥斯龙公司的20t/hCFB锅炉和德国鲁奇公司50t/hCFB锅炉设备。在随后的20多年，CFB锅炉的运行都是十分稳定的：CFB锅炉具有燃料适应性广，可燃烧用的煤十分广泛的特点，例如石油焦、油页岩等一些特殊的燃料，更甚是工、农业垃圾和城市的一些垃圾都可以用作燃料；排放偏低，之所以低是因为通过低温燃烧和分级送风实现的。采用炉内脱硫运行方式，并且低温燃烧和多次循环都使得脱硫利用率得到了很大的提升；负荷调节比大，燃料制备系统简便，采取的方式是两级破碎，破碎至约0-10mm，省去了磨煤设备，节省投资。CFB锅炉的灰渣综合利用性能好，灰渣可以做水泥的填料，有的灰渣甚至能够用来提取稀有金属。综上所述，都是在国外CFB锅炉的特点。

CFB锅炉诞生起，就表现出了它旺盛的生命力以及广泛的应用前景。在当时，它就已经在中小型的商业中开始普及，并占据了一定的市场份额。如今，在技术越来越成熟的今天，CFB锅炉向着大型燃煤锅炉商业市场发展速度也是越走越快。1995年11月，阿尔斯通斯坦因工业公司，采用鲁奇CFB锅炉工艺，和法国通用电气进行合作，制造出了法国普罗旺斯电站250MWCFB锅炉，随后就投入到了商业的运行当中。这一项目中，大型CFB锅炉运行中存在的诸多问题都得到了解决，使得CFB锅炉可以更好地运行。这一项目的成功投运是大型CFB锅炉发展历史上的重要里程碑，这一标志性事件深刻影响着CFB锅炉的研究和运行。比起技术上的支持，更多的是为人们增加了信心，使得制造商和用户对于此项技术都更加有信心去完成，使得CFB大型锅炉的运行后有更多的人去使用，得到更多的认可。

（2）国内循环流化床锅炉发展情况

国内CFB锅炉最早开始研究和开发的对象是鼓泡流化床锅炉。从20世纪60年代末开始，我国就已经开始了针对流化床锅炉沸腾炉的研究和开发，到70年代，4t/h，6.5t/h，10t/h，35t/h，130t/h等多种容量的鼓泡流化床锅炉相继投入生产运行。进入到80年代，我国投运的鼓泡流化床在数量上已经将近3000台。在鼓泡流化床锅炉的不断研究中，研究者们针对运行中产生的问题提出了解决方案，解决问题的过程中积累了很多的经验。详细研究了燃烧特性、磨损、传热、密封、材料选择等CFB锅炉上存在的问题，摸清了很多技术上的流程，为以后的CFB锅炉开发，提供了非常宝贵的经验。

既便如此，因为种种原因，我国的CFB锅炉技术底子薄、起步晚，与国外先进的CFB锅炉技术存在一定差距。我们国家的CFB锅炉在这条研究的道路上还有很多的教训需要不断地总结，比如在燃料的定位上，在煤的局限性上。很多方面都限制了技术上的进一步发展，使得磨损问题严重突出。

从1981年开始，国家科委下达了“CFB锅炉燃烧技术研究”的课题，这一事件标志着，我国CFB锅炉在这一方面的研究和开发在不断进步。随后，中国科学院工程热物理研究所、华中理工大学、浙江大学、东南大学等多所高校纷纷响应国家科委号召，开始在这一领域进行研究工作。1984年，中国科学院工程热物理研究所经过长时间的努力，在CFB锅炉领域有了研究成果，铸造了2.8MWCFB锅炉燃烧试验装置。这意味着CFB锅炉燃烧技术的研究，从理论向实际迈出了一大步，对于从冷态研究到热态研究更是一次大的飞跃。

到了80年代中期，越来越多的中小型锅炉制造厂开始和研究院展开合作，批量生产CFB锅炉产品。从1985年开始，一些具有标志性容量的CFB锅炉相继投运，其中，吉林锅炉厂开始在东北电力学院动力系投运10t/h的CFB锅炉；1987，开封锅炉厂在开封投运了CFB锅炉；1988年，济南锅炉厂也开始投运工作；1989年，江西锅炉厂在清华大学热电厂投运了CFB锅炉；1992年，杭州锅炉厂在浙江省嵘县发电厂投运了CFB锅炉。

后来，小容量CFB锅炉暴露出了一些问题。其中主要的问题是出力不足、主汽温度比较低、磨损问题严重、自动化水平比较低、辅机出现故障率较高等。各家锅炉厂家以及高校积极的对这些问题进行了分析处理，解决了一部分难题，机组可用率得到了一定的提高，但是，75t/h以下的CFB锅炉相关性能依然没有达到所想要的效果。在相当长的一段时期，CFB锅炉的总体技术水平处于停滞不前的状态。从中分析原因，主要是两个原因：一是尽管有了多家研究单位开始对CFB锅炉进行深入的研究，但是从组织管理无序、混乱，各单位各部门分工不明确，导致很多同样的事情不断地重复做着，做了很多无用功；该下大力气研究的事情反而没有人投入人力和物力。而且缺乏对更深层次领域的研究，导致我国在当时，这一层面上形成停滞不前的局面。二是研究成果没有能够更好的把成果转化为成熟的产品，研究成果没有能直接或者间接的为产品服务，研究成果一直停留在实验室里。因此，研究成果没有起到推动作用。

进入90年代，国立CFB锅炉技术的发展进入了新阶段。1997年，国家开始了大型CFB锅炉的开发项目。原国家计委牵头，原电力部和机械部一起参与了四川发电总厂，白马电厂300MWCFB锅炉的采购，并且采取技术和贸易相互结合的采购模式。在购买300MWCFB锅炉时，同时引进200-350MWCFB锅炉的制造技术。经过长时间的多年谈判，终于在2003年3月和法国一家公司签订了设备的采购和技术的引用合同。这使得300MWCFB锅炉在我国能够得到普及。

2、结语

通过对循环流化床锅炉国内外发展现状的介绍，深刻认识了循环流化床锅炉的演变过程。希望能够顺着循环流化床锅炉的发展历程，预见到循环流化床锅炉未来的发展方向，为建设社会主义国家服务。

3、参考文献

[1]郭强.循环流化床燃烧技术及分析[J].南方农机,2018,49(16):103-104.

[2]黄中,江建忠,徐正泉,曹林涛,孙献斌,肖平,马丽锦.CFB锅炉大比例煤泥掺烧试验研究[J].中国电机工程学报,2013,33(S1):112-116.

作者简介

王波（1986）男助理工程师现任内蒙古京泰发电公司集控值班员邮编010300

石兴（1974）男工程师现任内蒙古京泰发电公司运行部副部长邮编010300