循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展過程及趨向

吳勇

（云南大唐國際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司，云南 開遠(yuǎn) 661600）

1 引言

目前，我國正面臨著嚴(yán)峻的能源緊缺問題。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的出現(xiàn)，為最大限度的利用能源，減少資源矛盾起到了很好的效果和作用。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)不僅能夠提高鍋爐的發(fā)電效率，還能夠節(jié)約煤炭資源，也能夠降低運(yùn)行的成本，更能夠提高環(huán)境保護(hù)的水平[1]。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展與我國正在推進(jìn)的綠色節(jié)能理念、低碳理念等相符合，因而未來必然有著良好的發(fā)展前景[2]。因此，本研究通過對(duì)已有文獻(xiàn)的檢索和研究，對(duì)外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展過程和趨向進(jìn)行了研究。

2 循環(huán)流化床鍋爐相關(guān)理論概述

循環(huán)流化床鍋爐是在循環(huán)流化床鍋爐中適應(yīng)循環(huán)流化床潔凈燃燒技術(shù)的一種產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于高效節(jié)能以及低污染。循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，在鍋爐的爐膛內(nèi)部，存在大量的物料。物料在循環(huán)的過程中，產(chǎn)生高傳熱系數(shù)，進(jìn)而促使鍋爐熱負(fù)荷額調(diào)節(jié)范圍增大。同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還具有較強(qiáng)的燃料適應(yīng)性，并能夠有效改善鍋爐燃燒的能源結(jié)構(gòu)。第二，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還具有較高的燃燒效率，不僅能夠充分燃燒劣質(zhì)燃料，還具有較好的環(huán)保性能[3]。

3 循環(huán)流化床鍋爐在國內(nèi)外的發(fā)展過程

3.1 循環(huán)流化床鍋爐在國外的發(fā)展過程

在國外，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，是在鼓泡流化床鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展的。20世紀(jì)70年代，第一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在芬蘭被建造，在建造的過程中，主要是商用。該鍋爐在燃用泥煤的過程中，熱功率為15MW，采用的主要是鍋爐外高溫旋風(fēng)分離器。1981年美國第一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)問世。1982年德國第一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐問世，主要用于生產(chǎn)蒸汽和供熱。1984年瑞典與美國合作，共同生產(chǎn)了循環(huán)流化床鍋爐。隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)也獲得了很大的發(fā)展。國外在研究的過程中，更為注重循環(huán)流化床鍋爐容量的增大和蒸汽參數(shù)的提高。

3.2 循環(huán)流化床鍋爐在國內(nèi)的發(fā)展過程

在我國，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展也起源于20世紀(jì)60年代后期，發(fā)展的基礎(chǔ)也是鼓泡流化床鍋爐。自20世紀(jì)60年代后期開始，我國的鼓泡流化床鍋爐的研究和產(chǎn)品開發(fā)逐漸受到關(guān)注和重視，研發(fā)出的產(chǎn)品被廣泛投入到市場(chǎng)中，蒸汽量已從4t/h發(fā)展到130t/h。在20世紀(jì)80年代，約有3000多臺(tái)鼓泡流化床鍋爐已經(jīng)投運(yùn)到市場(chǎng)中。20世紀(jì)90年代中期，我國研發(fā)了蒸發(fā)量為130t/h的流化床鍋爐，自此我國邁入了中容量循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)階段。在這一階段，循環(huán)流化床鍋爐的蒸汽參數(shù)為3.82Mpa，溫度為450℃。然而，在這一階段，我國研發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐還處于簡(jiǎn)單的自然循環(huán)鍋爐階段，還有很大的研發(fā)空間。在20世紀(jì)90年代后期，我國引進(jìn)國外技術(shù)，為發(fā)展大型循環(huán)流化床電鍋爐提供了經(jīng)驗(yàn)。在時(shí)代和科技的發(fā)展下，循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)被提出，并獲得廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)末，為更好地解決燃煤發(fā)電所引發(fā)的環(huán)境問題，我國加大了對(duì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的進(jìn)一步研究。在這一階段，我國研發(fā)了高壓、高溫循環(huán)流化床鍋爐。進(jìn)入21世紀(jì)，我國在這方面的研究依然在不斷的加強(qiáng)和完善，并取得了一定的成績。其中，蒸汽量、蒸汽參數(shù)已經(jīng)達(dá)到了1025t/h、17.4/3.72Mpa、540℃。在新時(shí)期，在綠色節(jié)能理念下，我國對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究依然要給予不斷的關(guān)注和重視。有研究學(xué)者在超臨界循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)研究中，600MW循環(huán)流化床鍋爐大容量也已經(jīng)研制出，并被廣泛應(yīng)用到研究和試驗(yàn)中。總之，隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還會(huì)不斷的發(fā)展。通過對(duì)已有文獻(xiàn)的研究和檢索，不同的研究學(xué)者均從不同的角度對(duì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進(jìn)行了研究，有的研究學(xué)者從節(jié)能的角度進(jìn)行研究，有的研究學(xué)者從擴(kuò)大容量的角度進(jìn)行研究。在容量方面，已經(jīng)達(dá)到600MW。由此可見，我國在循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的過程中，也已經(jīng)取得了很大的成績。

4 循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展趨向

在國內(nèi)外工業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大的過程中，工業(yè)企業(yè)對(duì)工業(yè)鍋爐容量提出了更高的要求。與此同時(shí)，人們對(duì)于工業(yè)鍋爐的蒸汽參數(shù)也提出了一定的要求。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的未來發(fā)展趨向也必然體現(xiàn)在這兩個(gè)方面。這主要是由于隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)電網(wǎng)容量的需求也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。在這一背景下，電廠發(fā)電機(jī)組的高功率也必須獲得飛速的增長。而循環(huán)流化床鍋爐容量的擴(kuò)大就是一種必然。目前，最大的單臺(tái)煤粉燃燒電站鍋爐可配1300MW發(fā)電機(jī)組。為在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)重要的地位，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)必須開發(fā)配300MW以上等級(jí)的大容量鍋爐。目前，經(jīng)過多年的研究和開發(fā)，我國研發(fā)的最大超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐和蒸汽參數(shù)分別已經(jīng)達(dá)到了800MW、31MPa、605/620℃。隨著技術(shù)的進(jìn)步，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)未來在這兩方面的研究力度和強(qiáng)度也必然會(huì)逐漸加大。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是一項(xiàng)比較成熟的商業(yè)化技術(shù)，在我國潔凈煤發(fā)電的過程中占有很高的地位，并發(fā)揮著日益顯著的作用。隨著我國綠色節(jié)能理念的不斷深入和推進(jìn)，循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國最實(shí)用的燃煤設(shè)備。在這一理念下，循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用范圍也逐漸增加。循環(huán)流化床鍋爐在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在較高的燃料適應(yīng)性以及穩(wěn)定性上。然而，目前在我國煤炭能源日益緊缺的情況下，在采用煤供電的過程中，部分煤電站會(huì)使用劣質(zhì)煤料，進(jìn)而導(dǎo)致熱效率下降，煤耗增加等等，這與節(jié)能理念嚴(yán)重悖離。為進(jìn)一步推動(dòng)綠色節(jié)能理念，提高循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究深度和力度是十分必要的。為進(jìn)一步加大這方面的研究力度和深度，在綠色節(jié)能理念下，研究循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展過程和趨向是十分的關(guān)鍵和重要的。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展過程和趨向的研究，本研究主要得出以下四個(gè)方面的結(jié)論。

①循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在發(fā)展的過程中，無論是在國內(nèi)，還是在國外，均是在20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的，且發(fā)展的基礎(chǔ)是鼓泡流化床。

②經(jīng)過多年的發(fā)展，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)由于自身具有諸多的優(yōu)勢(shì)，因而獲得了飛速的發(fā)展。目前，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可配300MW等級(jí)發(fā)電機(jī)組的水平。同時(shí)，關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究還在進(jìn)行和完善。

③循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展方向是提高蒸汽參數(shù)和增加容量，這點(diǎn)與煤粉鍋爐是一致的。在增大容量的過程中，應(yīng)注重新構(gòu)件的開發(fā)。

④在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的過程中，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)未來的發(fā)展趨向必然走向更加高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和安全。總之，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展趨向是非常良好的。