从法国Gardanne250MWCFB锅炉看循环流化床燃烧技术的发展

东北电力学院学报

第21卷第1期　Journal Of Northeast China Vol.21,No.1 2001年3月Institute Of Electric Pow er Engineering Mar.,2001

文章编号:100522992(2001)0120006205

从法国Gardanne250MWCFB锅炉

看循环流化床燃烧技术的发展

曹坤龙1,王志伟1,魏高升2,周振堂3,刘柏谦2

(1.株州电厂,湖南株州　412000;2.东北电力学院动力工程系,吉林吉林　132012;3.白城林业学校,吉林白城　137000)

摘 要:以法国G ardanne电厂250MW循环流化床锅炉的基本技术概况和法国电力局为放大到

600MW进行的技术研究进行述评,并对循环流化床燃烧技术的发展提出看法。

关　键　词:循环流化床锅炉;大型化;发展

中图分类号:T K299.6、T K16 文献标识码:A

0　前　言

能源与环境是当今世界的两大主题。假定世界能源消费以目前的速度增长,到2050年将是现在的3倍,其中发展中国家将消费70%。世界能源会议(WEC)第17次会议(1998)预计,未来二十年全球能源消费将增加50%。循环流化床燃烧(CFBC)技术是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术。截止1999年,全世界已有600多台CFB锅炉运行和建设,在我国、印度及其发展中国家还运行着数以百计的小型CFB锅炉。目前,已经投运的最大的一台CFB锅炉是法国G ardanne250 MWCFB锅炉(截面积是170m2),按照容量算是发电250MW耗煤3600t/d锅炉;波兰Turow电站的三台235MW亚临界再热循环床锅炉也已投入商业运营;印度的Gujarat电厂,容量330MWCFB锅炉正在建设阶段,制造厂商已经可以提供600MW的商业设计。目前,法国电力局正在进行G ardanne250 MWCFB锅炉放大到600MW的研究中,而ABB-CE、Ahlstrom、Lurgi、F and W等公司都有250～400 MW的研发计划(2000)。这表明大型循环流化床电站锅炉已开始步入商业化阶段,从目前实际发展来看,九十年代,法国的循环流化床燃烧技术在实践方面已经走在了世界前列,其情形很像八十年代德国Duisburg CFB锅炉。以下就法国250MWCFB锅炉的情况作简要的文献综述,同时对他们所进行的600MW放大的研究和准备进行简要介绍。

1　法国Provence/G ardanne250MW循环流化床锅炉[1,2,3]

Provence250MWCFB锅炉(见图1)由GEC2AL STROM公司采用Lurgi CFB技术并受益于法国电力局对E.Huchet电厂的测试研究以及在Lys2Lez2Lannoy实验室冷模实验台上研究的基础上而设计的。锅炉于1992年开始建设,1995年11月并网发电,到1997年末,锅炉已在不同负荷下运行5000h,

收稿日期:2000212213

作者简介:曹坤龙(1969-),男,株州电厂工程科工程师。

图1　Provence 250MW 循环流化床锅炉三维透视图

性能良好。

该锅炉以裤衩腿底部的炉型为特色,炉底被分

成两个腿,每个腿均有其独立的布风装置。每腿上

部设计面积11.5×7.4m ,保证当燃用G ardanne 煤,

过量空气系数为1.2时的流化风速接近5.5m 。锅

炉采用四个旋风分离器(每侧两个),直径7.4m ,下

接锥形阀和大的流化床换热器。每个流化床换热器

通过锥形阀控制回灰量。装中温过热器的流化床换

热器的回灰用于调节炉膛温度;装低温过热器和末级再热器的流化床换热器用于再热气温的调节。很

有兴趣地注意到,如果燃用常规烟煤,此锅炉已经达

到了300MW 循环流化床锅炉的体积。

此锅炉属于自然循环锅炉,汽水系统如图2所

示。低中温过热器放在外置式换热器(FBHEs )中,

高温过热器放在后部作为第一级对流受热面;高温再热器放在FBHEs 中;低温再热器放在后部作为第二级对流受热面(高过和省煤器之间)。锅炉运行特征受到原有汽轮机的制约,过热蒸汽参数:700t/h ,16.3MPa ,565℃;再热蒸汽参数:651t/h ,3.75MPa ,565℃;毛功率250MW ,净功率231.7MW ,排烟温度145℃,锅炉效率90.5%(L HV ),电厂效率38.8%(L HV ),煤耗149t/h ,石灰石耗量15t/h 。

图2　Provence 250MWCFB 锅炉汽水回路

锅炉烧G ardanne 煤矿高硫、高挥发份的次烟煤,

设计粒度0～10mm (D50=1mm ),灰中含钙高,

[Ca/S]=1.5～2.5,稍加石灰石就可以达到97%的

脱硫率。煤的收到基本成分为:M =11%～14%,A

=29%～32%,C =40%,N =0.97%,S total =3.68%,

L HV =6350Btu/lb (14775kJ /kg ),HHV =6690

Btu/lb (15565kJ /kg ),配烧当地高粘度、高硫重渣

油,成分为:M =0.4%,A =0.07%,C =85%,N =

0.92%,S =4.5%,L HV =16360～17190Btu/lb

(38050～39980kJ /kg ),粘度1500～3500cst (100

℃),闪点200℃,配烧比可以达到1∶1。启动燃料采

用天然气,燃烧器放在一次风道和炉膛。

锅炉环境性能为有害物允许排放量SO x <=400

mg/Nm 3([Ca/S ]<3时ηs =97%);NO x <=250

mg/Nm 3;粉尘<=50mg/Nm 3。选择裤衩腿的结构是为将来在更大型炉子上应用所作的准备。每个腿都有其独立的一次风供应系统。在一个单独的客容式再热空气预热器中预热的二次风在炉底分两级引入炉膛,这样可以保证稳定的燃烧而确保低NO x 排放。

运行中,大约三分之一的灰为底灰,通过两个流化床灰冷却器冷却。其余灰为飞灰,通过常规静电除尘器收集。在给料系统中,有四个独立的给料系统(每腿两个)。每个由锤式破碎机提供0～10mm 的煤。满负荷时给煤率为150t/h 。

此锅炉运行后测试表明运行特性良好。满负荷时产汽量为730t/h ,大于合同规定值(700t/h )。锅炉效率接近94%。满负荷时电厂净效率为38%。测得的SO x 、NO x 排放量均低于欧洲近期排放标准。7第1期曹坤龙等:从法国G ardanne 250MWCFB 锅炉看循环流化床燃烧技术的发展