阿尔斯通循环流化床锅炉的大型化发展.pdf

年月电力设备
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第%卷第$!期’()*+,-*.(’/0-12)3+67(8%978$!

阿尔斯通循环流化床锅炉的大型化发展

刘!昀"，刘德昌#
（!"巴尔的摩城市学院，美国巴尔的摩#!#!$；#"华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北省武汉市%&’’(%）

摘要：介绍了法国阿尔斯通（$%&’()）公司大型循环流化床（*+,）锅炉的发展现状。分析了-../0*+,锅炉必须解决
的关键问题，如燃烧室的设计，高温旋风分离器的布置和放大等。重点介绍了-../0超临界参数循环流化床锅炉的动
态特性与金属材料的研究；最后介绍了1../0*+,锅炉在中国电厂的建设情况。
关键词：发电厂；循环流化床；锅炉；超临界
中图分类号：23##45-6-

大型循环流化床（）锅炉通过燃烧控制
*+,78)
和的排放量，不需要采用烟气清洗装置；对燃料
98)
适应性好，可利用劣质燃料，如石油焦、固体废弃物、
生物质燃料等；灰渣可全部综合利用；低负荷特性好，
不需要投油助燃；-../0*+,锅炉采用超临界参
数，热效率较高，与汽包型自然循环锅炉相比，其
*8#
的排放量可减少#.:。目前我国已有#台1../0
等级的*+,锅炉运行，;台1../0等级的*+,锅炉
正在运行调试；有"1台1../0*+,锅炉已在制造或
安装；-..<=../0超临界*+,锅炉正在研究开发。

$&#"":;<=>锅炉需要解决的主要问题
燃烧室的设计
$5$&"—排渣管；#—风帽；1—外部流化床热交换器；>—返料器；
（"）燃烧室深度的设计必须考虑刚性梁所能承;—分离器；-—给煤；?—膨胀节；=—水冷隔墙；
受的超压能力，锅炉的深度受刚性梁强度的限制。@A#—第二级再热器；BC$D—蒸发受热面
（#）燃烧室的宽度必须根据二次风的穿透深度图"!大型*+,锅炉燃烧室下部设计示意图
来决定。因此，燃烧室的宽度不能超过".)。一般
大型*+,锅炉燃烧室下部采用裤腿形设计，如图"所
示，可解决燃烧室太深、二次风穿不到中心的问题。
（1）对大型锅炉，采用比较多的是二次风喷射点
沿燃烧室墙和裤腿形内墙布置。二次风喷射到燃烧
室中心，保证和均匀氧的分布。燃烧室内氧分布越均
匀，和生成量就越低，碳的燃烬度和石灰石
98)78#
的利用率也就越高。
（>）每个裤腿燃烧室具有给料系统、空气供给系
图#!-../0*+,锅炉分离器的布置
统和排渣系统，保证一定的床料高度，均匀地流化和
供给当量燃烧空气。离器的布置和进口管道设计要确保进入每个分离器的
$5!&高温旋风分离器的布置和放大气流和粒子负荷比较一致，从而可获得尽可能高的飞
灰收集效率，保证有足够的灰量进入灰循环系统。
-../0*+,锅炉的放大步骤如图#所示。分离
气固流均匀分配到个旋风分离器的冷态实验
器是*+,锅炉的心脏。分离器飞灰收集效率对碳的-
燃烬、脱硫脱硝性能、石灰石的利用率和灰的综合利研究表明，粒子的分离始于分离器进口管道。因此，
用有决定性的影响。从图#看出，此-../0*+,锅如何布置其进口管道，使预分离粒子导向进口管的外
炉沿燃烧室深度每侧布置有1个高温旋风分离器。分壁对提高分离效率是十分重要的。同样分离器进口

书
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管道的长度和方向也会影响分离效率。离开分离器循环燃烧系统中各部件的热储备和传热系数。计算
的烟气经过$根烟气连通管进入锅炉的尾部对流烟结果证实：采用奥素体钢加喷涂金属层后能满足过渡
道得到冷却，然后进入尾部烟气除尘装置除尘之后，工况下对蒸汽和金属温度的要求。
经引风机排入大气。
%$&’’()*+,锅炉采用超临界参数的特性
!"#$外部流化床热交换器的放大问题
对于%&&’(等级的大型)*+锅炉，除了燃烧室%&&’(超临界)*+锅炉设计中应特别强调的
内受热面之外，为了保证锅炉的热负荷，在外部流化问题有：!旋风分离器的放大和气流粒子均匀分配到
床热交换器内还必须布置一些受热面。在外部流化%个旋风分离器的问题；"确定外部流化床热交换器
床热交换器内将循环灰从,-./#&&0冷却到%&&0的流动模式，预计管束的受力和振动等问题；#减少
之后送回燃烧室内再燃烧。外部流化床热交换器实分离器和外部流化床热交换器的耐火材料的用量，改
际上是一个鼓泡流化床，其流化床速度低，粒子尺寸善)*+锅炉的启动和停炉时的热性能。
小，埋管受热面的磨损和腐蚀小，而埋管与床料之间
%"!$超临界直流锅炉的动态特性
的传热系数却很高。热交换器内可布置过热器、再热
超临界直流锅炉在变参数工况下运行时，蒸发器
器或蒸发受热面。床料进入热交换器的数量可通过
内流体的流动运行工况变化范围较大。管内的汽水
个高温排灰阀加以控制。从而达到控制热交