锅炉发展简介

循环流化床的发展

循环流化床是从流化床燃烧装置、快速流化床催化裂化装置、氢氧化铝焙烧反应器等一系列化工、燃烧装置中，经过50年的研制，开发出的高效、低污染燃烧技术。

自1979年第一台20t/h循环流化床锅炉问世以来，循环流化床燃烧技术得到了许多国家的重视。循环流化床锅炉大型化一直是技术成熟的标志。目前国际著名的锅炉制造公司都无一例外地加入到循环流化床燃烧技术产品的开发和生产的行列中。国际上，八十年代末完成了100Mwe等级循环流化床锅炉的开发，九十年代后期完成了250Mwe等级循环流化床锅炉的开发。现在开始了更大容量（400～600MWe）、甚至超临界压力参数的超大型循环流化床锅炉的研究和开发工作。

在目前全世界循环流化床锅炉的开发热潮中，已经形成了几个技术流派，并且不同容量等级的情况也有所不同。

200-300MWe等级循环流化床锅炉，主要技术流派为：

（1）鲁奇技术流派，代表为Stein公司和ABB－CE公司，特点为采用绝热旋风分离器带外置换热器的循环流化床技术；

（2）奥斯龙技术流派，代表为FW公司，特点是采用绝热旋风分离器及炉内布置翼形或屏式受热面；

（3）FW技术流派，特点是采用汽冷旋风分离器及紧凑式外置换热器，即带INTRIX 的循环流化床锅炉。

100MWe等级的循环流化床锅炉，除上述技术流派外，还有以美国FW公司为代表的紧凑式方形旋风分离循环流化床技术，以EVT为代表的采用绝热旋风分离器及炉内布置屏式受热面的循环流化床锅炉技术。

50Mwe及以下容量的循环流化床锅炉，除上述技术流派外，还有以德国Babcock 公司为代表的采用塔式布置中温旋风分离循环流化床技术，美国B&W公司采用两级分离的循环流化床技术。

二十世纪九十年代中期以来，世界上多台200MWe以上等级的循环流化床锅炉投入商业运行，如：1995年11月，采用德国鲁奇（Lurgi）循环流化床燃烧技术，由法国通用电气阿尔斯通斯坦因工业公司（GASI）设计制造的法国普罗旺斯（Provence）电站250MWe循环流化床锅炉投入商业运行，普罗旺斯电站的成功投运成为大型循环流化床锅炉发展史上的一个里程碑；它不仅解决了循环流化床锅炉大型化过程中的很多技术问题，更重要的是，它为大型化工作的进一步开展增强了信心。目前，美国ABB-CE公司、福斯特惠勒（Foster Wheeler）公司等主要循环流化床锅炉制造商都完成了200～250MWe等级的产品开发工作，相应在韩国东海（Tonghe）电厂和波兰图鹿（Turow）电厂分别投运了他们的产品，运行状况均令人满意。

由于国际锅炉制造业竞争剧烈，互相兼并和收购是司空见惯的事情，到目前为止，在250MWe等级以上容量的循环流化床锅炉开发阵营中，仅存在两个大的集团公司：法国通用电气阿尔斯通集团公司和美国福斯特惠勒公司。阿尔斯通集团不但拥有斯坦因工业公司，而且先后收购了德国EVT公司和 ABB－CE公司中的锅炉制造分部，因此二者的循环流化床锅炉技术及业务均由阿尔斯通集团掌控；美国福斯特惠勒公司收购了芬兰的奥斯龙循环流化床锅炉业务，因此福斯特惠勒不但拥有自己的循环流化床锅炉技术，而且拥有奥斯龙循环流化床锅炉技术。

循环流化床锅炉的技术发展过程表明，循环流化床燃烧技术日趋完善与成熟，各

技术流派逐步趋同，特别是在核心关键参数及流程上，形成主流派技术。纵观国外循环流化床锅炉大型化的经验，大容量(200MWe等级)循环流化床锅炉都毫无例外地采用旋风分离技术，绝大多数带有外置换热器来增加锅炉运行的灵活性和可靠性。在中小容量循环流化床锅炉范围，根据不同情况，进行适当简化，形成针对性强的专项技术，使得在主流技术体系下，循环流化床锅炉具有某种灵活性，如分离器型式和外置换热器的设置等。

大容量循环流化床锅炉之所以采用旋风分离器，是因为旋风分离器的分离性能能够满足循环流化床锅炉的要求，但是当容量放大时，分离器也存在放大问题，即尺寸放大后分离效率下降的问题，传统理论预测分离器直径不能超过5－6米，经过不断放大实践的探索，成功解决了旋风分离器放大的难题，到目前为止，旋风分离器的直径可以放大到10米直径，如235MWe循环流化床锅炉仅采用两个旋风分离器即可满足要求，如何对分离技术实施放大是循环流化床锅炉研发的一个核心内容。正是旋风分离器放大技术在实践和理论上的突破，使循环流化床锅炉的大型化成为现实。

目前国外约有60台100MWe以上循环流化床锅炉，其中已经投产运行的为40余台。它们大多数主要在欧美，约有20%在亚洲。单台连续运行最高记录为13个月，可用率达到98%。循环流化床检验规程和安全规程已经列入美国ASME标准，这是其技术成熟及标准化的重要标志。

循环流化床技术的国际发展趋势是继续开发300MWe等级以上的大型电站循环流化床锅炉。国外循环流化床锅炉制造公司认为，目前制造600MWe循环流化床锅炉在技术上是有把握的，研究开发的一个重要方向是超临界参数循环流化床锅炉。由于超临界技术及大型化循环流化床技术均已掌握，因此将二者结合成的超临界循环流化床锅炉会在效率和环保上实现双突破，完全有可能形成一种在IGCC、PFBC、PC+FGD之外的清洁煤技术，当前一些著名的循环流化床锅炉公司都非常关注这一点。

目前国外著名的循环流化床锅炉技术开发的工作重心为加紧研究因锅炉容量的放大所带来的技术问题，特别集中在：通过内部燃烧过程的合理组织，进一步降低污染物的生成与排放，降低脱硫脱硝运行成本，满足日益严格的环保标准；加强燃料种类的适应性，包括难燃煤种的燃烬问题；加强运行可靠性和经济性；采用超临界参数的超大型技术等等。这是国际上这项技术的发展趋势和研究前沿。国外循环流化床锅炉技术研究开发的先进性主要有以下几点：

（1）投入大，基础工作扎实；国外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，国外在较低容量级的循环流化床锅炉上进行1～2年的性能测试，掌握全部的特性曲线，建立相应的数学模型，这样就保证了较大容量循环流化床锅炉的安全、可靠和经济运行，例如Stein开发600MWe 容量循环流化床锅炉是在对250MWe循环流化床锅炉进行长达两年的实测数据分析及模化的基础上进行的。

（2）锅炉岛的可用率高；国外循环流化床锅炉岛的可用率已达到90%以上，由于国外锅炉制造公司不但提供锅炉本体，而且常常提供整个锅炉岛，因此系统配套性较好，此外由于发达国家工业基础较好，配套设备、辅机系统等的可靠性高，因此锅炉岛的连续运行时间较长，利用率较高。

（3）自控水平高。国外控制系统的设备过关，比较注意控制方面的配套开发，在较大容量的循环流化床锅炉上均实现了闭环自动控制，参数调整及时、迅速，