我国锅炉技术发展的历史回顾、现状与发展

为《中国电力》50周年庆应约而作！2006.10.8

我国锅炉技术发展的历史回顾、现状与发展

许传凯周虹光

（西安热工研究院710032）

［摘要］

不同时期锅炉技术发展特点和运行现状的分析表明：分级送风低NO

X燃烧技术和排烟脱硫脱硝装置将被普遍推广应用;对燃用V daf＞8%低挥发分煤的大容量锅炉，研究并采用带双进双出磨煤机半直吹制粉系统的墙式对冲和切圆燃烧锅炉具有重要的现实意义;大容量超临界锅炉的迅速发展使我国电站锅炉的技术水平跨入世界先进行列;加强高等级耐热钢种的研发生产、制订大力鼓励采用国产材料和设备的政策是发展民族工业的根本。

［关键词］

历史回顾运行现状NO X排放超临界

1.概述

五十年来，我国电力工业飞速发展，近二十年的发展更可谓突飞

猛进。相应的电站锅炉不

仅在数量上，技术水平也有了质的飞跃。在上世纪五十年代，主力机

组仅是小容量120t/h～230t/h、低参数3.83MPa/cm、450℃的自然循环

煤粉锅炉，在上世纪六、七十年代主力机组为高温高压（7.8MPa～14.7

MPa，535℃～540℃）的125MW和200MW再热机组，并建造了一些

1000t/h的UP型直流锅炉，同时也引进了一些300MW和500MW的低

循环倍率锅炉，在燃烧技术方面也发展了液态排渣炉和小型鼓泡流化床锅炉;1978年成为一个重要的历史转折点，八十年代的改革开放加快了设备和技术的引进，300MW～600MW亚临界（～18MPa、540℃）控制循环锅炉机组逐渐成为主力，设计、制造、安装和运行水平得到大幅度的提升，达到了世界先进水年［1］;进入本世纪后，随着高速的经济发展、节约能源和环保要求的日益严格，火电机组进入了向1000MW、超临界和超超临界参数发展的新时期，其发展速度之快和建设周期之短在世界上都是创记录的。到目前为止，在建与订货的1000MW、27.56MPa(26.25MPa)、605℃/603℃的机组达18台，正在计划筹建中的尚有十余台，其中有二个厂的机组在年底即将投产，同样参数的600MW超超临界机组也已有8台订货或在建，600MW、25.4MPa/571℃/569℃（541℃/569℃;545℃/545℃---）已投运和订货的超临界机组已有百余台，并在不断的增加中。与此同时，还引进了大型循环流化床锅炉。此外，为保护环境和电力工业的可持续发展，国家标准《火电厂大气污染物排放标准》几经修订，日趋严格地控制污染物的排放。电除尘器的普遍应用已使烟尘的排放浓度大大降低，可满足国家标准的要求;由于对SO2和NO X排放控制的要求越来越高，相应的锅炉炉内低NO X燃烧技术，以及尾部排烟的脱硫脱硝技术和装置也得到了很大的发展，已在大力推广应用之中;超临界和超超临界机组的建设不仅节约能源，也减少了CO2、NO X等温室气体的排放。

2.直流锅炉的发展

与锅筒锅炉相比，直流锅炉具有节省钢材、启停时间短、能适用于各种容量和参数的优点，

更是超临界锅炉的唯一选择。我国直流锅炉的研究和发展经历了漫长而比较曲折的道路。早在1958年，当时的上海汽轮机锅炉研究所就开始了直流锅炉的研究，於1959年底建成了12t/h、9.8MPa/510℃的拉姆辛式螺旋管圈直流锅炉试验炉，通过多次试验解决了管间脉动等问题。在此基础上由上海锅炉厂设计制造了220t/h的直流锅炉，1968年10月在上海杨树浦电厂投入运行。1973年8月我国首台125MW拉姆辛式直流锅炉在秦岭电厂投入运行。

1975年9月首台由上海锅炉厂设计制造的300MW“UP”型燃煤直流锅炉在姚孟电厂运行，并相继建造投运了同类锅炉达19台，运行经验表明由于锅炉容量较小，炉膛周界相对较短，为保证水冷壁管内足够的质量流速，不得不选用较小的管径φ22×5.5，致使不能适应变压变负荷运行，常常引起水冷壁爆管，为此，其中已有相当多的进行了改造。特别是姚孟电厂1号炉采用了水动力具有正补偿特性的低质量流速垂直管屏技术，如能经受相对较长时期变负菏运行安全性的考验，那么，它结构简单，设计、制造、安装、运行维修方便的突出优点，将具有无与论比的生命力。

自上世纪七十年代末开始，先后从德国、俄罗斯、瑞士等国引进了300 MW、500MW、600MW的直流锅炉［1］，并且超临界参数的锅炉居多，直到本世纪开始采用引进技术制造超临界和超超临界直流锅炉，主要型式是螺旋管圈的“П”型和塔式布置锅炉，以及带中间两级混合的垂直上升管屏“П”型布置锅炉。使我国直流锅炉的设计、制造、安装和运行水平跨入世界先进行列。

3.煤燃烧技术

3.1 液态排渣锅炉

我国电站锅炉以燃煤为主。在上世纪五、六十年代，基于煤种多变煤质下降，特别是有些低

挥发分煤的结渣性较强，又因当时设计建造的炉膛相对较小，容积放热强度和断面放热强度都比

较高，保证煤粉气流着火稳定性与防止炉膛水冷壁结渣相矛盾。而在世界范围内又正好是液态排

渣炉发展的高潮，这种锅炉既能很好地解决上述矛盾，而且燃烧十分稳定、运行效率高、灰渣堆

放占地少、又易于综合利用，因此，在不少电厂掀起了固态排渣改为热炉底液态排渣炉的热潮。由于对液态排渣炉的认识不足及这种改造的先天不足，结果是无一例外地统统改回去，但也取得了液态排渣炉设计与运行的宝贵经验。此后通过对捷克引进的25MW和50MW高温高压液态排渣锅炉大量的现场试验研究，使国产50mw和100mw的无烟煤液态排渣锅炉机组顺利投产运行。在这些机组的运行中出现了炉底积(析)铁、水冷壁管严重高温腐蚀（最高达0.3mm/kh）、尾部受热面堵灰腐蚀等液态排渣炉特有或突出的问题［2］。在总结经验的基础上又成功地设计建造了200MW的无烟煤液态排渣锅炉机组，首台于1988年6月投产，运行性能达到了预期的目标。鉴于京津地区电厂的贮灰场地严重不足，加之液态排渣锅炉灰渣综合利用方便的突出优点，从德国引进的250MW和300MW的“W”型火焰闭式液态排渣锅炉于1998年分别在北京和天津投入运行。

3.2 低挥发分煤的燃烧