清华吕俊复报告.doc

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1、关于循环流化床锅炉的给煤问题吕俊复１　岳光溪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驶，，2哈尔滨锅炉有限责任公司，）摘　要：分析了循环流化床锅炉中燃烧过程及给煤地混合过程，探讨了系统简化性能可靠的前墙给煤的可行性，研究了这一变化对燃烧效率的影响。认为前墙给煤可靠性提高，便于操作，对燃烧效率的影响较小。关键词：循环流化床　给煤系统　改进能源与环境是目前我国的两个的重大问题，而能源生产过程是环境污染的主要来源之一。我国是世界上最大的煤生产与消耗国，主要用作燃料，在我国一

2、次能源构成中占据着绝对主要的地位；在可以预见的未来，煤炭仍将占到主导地位。煤在燃烧过程中将产生大量的灰渣、SO2、NOx等污染物，严重污染生态环境。因此煤的高效率低污染燃烧技术对于社会的可持续发展具有重要的意义。循环流化床燃烧技术是最近二十多年来发展起来的清洁煤燃烧技术，也是是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术，发展迅速。特别是燃用高灰份低挥发份或高硫份等其他燃烧设备难以适应的劣质燃料方面以及低负荷要求较高的调峰电厂和负荷波动较大的自备电站中，循环流化床锅炉是最佳选择，是当前公认的燃煤技术的重大创新，受到世

3、界各国普遍重视。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，发展高效、清洁的循环流化床锅炉，具有长远的战略意义。大型化是当前循环流化床锅炉的主要发展方向，迄今，FosterWheeler、EVT、AEE、法国的Alsthom、ABB-CE等公司都能提供商品化的全套大型(功率100MW以上)循环流化床锅炉发电设备。法国Provence于1995年建成投运了700t/h(电功率250MW)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225M

4、We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。我国于八十年代中期开始投入力量积极从事循环流化床燃烧技术的研究开发，进步很快。目前，国产蒸发量220t/h及以下容量的循环流化床锅炉已实现了商品化。同时，锅炉厂引进技术，主要用于再热超高压循环流化床锅炉，已经有数十余台订货，440t/h超高压一次再热循环流化床锅炉已经投入商业运行。拥有自主知识产权的国产技术200MWe循环流化床锅炉示范工程已正在积极策划之中，引进设备和

5、技术的300MWe循环流化床锅炉的工作已经开展。我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。据不完全统计，现有近千台35~460t/hCFB蒸汽锅炉和热水锅炉在运行、安装、制造或订货；平均单机容量从37.41t/h上升至178.86t/h，见图1；参数从中压、次高压、高压发展到超高压，单台容量已经发展到670t/h，见图2[1]。图1　中国CFB锅炉订货和平均容量的变化图2　中国CFB锅炉单台容量的发展循环

6、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。它具有燃料的灵活性、低的污染物排放等优点。劣质燃料可以广泛的应用于循环流化床锅炉。低温分级燃烧使未处理的烟气直接排放NOX已经可以满足严格的环保要求。炉内添加石灰石燃烧过程中脱硫，有效地降低SOX排放，低成本满足SOX排放要求。灰渣具有良好的活性，作为水泥以及特种水泥的添加剂，具有良好的社会效益、环保效益和经济效益。但是目前大型循环流化床锅炉(100MWe以上)的运行经验并不多，本体的设计制造已经基本可以满足电力生产的需要，尚存在一些问题影响了循环流化床

7、锅炉机组的整体可靠性和经济性。1　循环流化床锅炉中煤的燃烧过程一定宽度筛分的煤进入流化床中燃烧，是一个复杂的过程，除了受燃料本身特性如挥发份含量、反应活性、颗粒粒度分布影响外，还受到流化状态、氧气扩散条件、温度等众多因素的影响。最新的研究表明，循环流化床中的单颗粒与鼓泡流化床的单颗粒燃烧的确是没有太大的差异。但对于整体而言，燃料颗粒并非独立燃烧，而是与床料形成群体，这种气/固两相流的燃烧与气/固两相流流动具有明显的关系。分析燃料的燃烧过程，煤粒子进入燃烧室中，经历了一个连续过程；加热和烘干(准备过程)；挥发

8、份析出和挥发份燃烧；膨胀和一次破裂(某些类型的煤)；焦炭燃烧、二次破裂和磨耗。在流化床中进入的新煤被加热得很快，煤中挥发份首先析出。第一次稳定析出过程在500~600℃，第二次稳定析出过程在800~1000℃，虽然工业分析提供了挥发份的估计值，但实际上挥发份的产生及其组成受到诸多因素的影响，比如加热速度、初始和终了温度、加热时间、燃料形状及尺寸、煤种、环境压力等。挥发份的燃烧与析出几乎是同步的，挥发份在氧和未燃挥