水电之家讯：超临界循环流化床锅炉以其较高的供电效率､廉价的石灰石炉内脱硫技术､低NOx燃烧控制及低投资的SNCR脱硝技术,成为我国火力发电技术现实的发展方向之一,具有光明的商业前途｡与600MW的超临界CFB锅炉相比,350MW超临界CFB锅炉具有更大的布置灵活性和更好的调峰性能｡由于300MW等级的亚临界CFB锅炉技术已经非常成熟(国内运行近百台),而350MW超临界煤粉锅炉也已经有30台以上的运行业绩,积累了丰富经验｡因此二者技术的结合,技术风险相对更小｡

1技术可行性分析

循环流化床燃烧技术所具有特点,使其更适合与超临界循环相结合｡

首先,在超临界煤粉锅炉中,由于炉内的热流密度很高,因此对水冷壁的冷却能力要求高;而循环流化床锅炉炉膛内的温度比常规煤粉炉低得多,因此炉膛内的热流密度要比煤粉锅炉低,大大降低了对水冷壁冷却能力的要求｡同时,循环流化床锅炉炉膛内物料浓度和传热系数在炉膛底部最大,而且随着炉膛高度的增加而逐渐减小,即热流曲线的最大值出现在炉膛底部附近｡这个特性使炉膛内高热流密度区域刚好处于工质温度最低的炉膛下部区域,从而避免了煤粉锅炉炉膛内热流曲线的峰值位于工质温度较高的炉膛上部区域这一矛盾,因此循环流化床锅炉炉内热流分布比较有利于水冷壁金属温度的控制｡

其次,循环流化床锅炉的低温燃烧使得炉膛内的温度水平低于一般煤灰的灰熔点,再加上炉膛内较高的固体物料浓度的冲刷,所以水冷壁上基本没有积灰结渣,保证了水冷壁的吸热能力｡与煤粉炉相比,循环流化床锅炉炉膛内的温度沿炉膛高度方向更加均匀,因而水冷壁沿高度方向的吸热也更加均匀｡

可见,超临界蒸汽参数和循环流化床燃烧技术在设计上可以相互集成,如果把超临界热力循环应用于循环流化床锅炉,则兼备了循环流化床燃烧技术和超临界压力蒸汽循环的优点,是一项很有吸引力的洁净煤燃烧技术｡

2350MW超临界CFB锅炉关键技术

1)水动力的安全性｡对于超临界锅炉,其水动力的安全性是锅炉设计首先要考虑的关键问题｡由于循环流化床锅炉本身固有的特点,其在正常运行时,炉内存在有大量的循环灰冲刷水冷壁,因此不能采用煤粉炉采用的螺旋管圈的水冷壁结构,而只能采用垂直管圈水冷壁｡同时由于炉内流化及防磨要求,对于350MW等级超临界CFB锅炉,采用中､低质量流速水冷壁方案｡

对350MW超临界循环流化床汽水系统进行了回路和压力节点划分｡整个系统划分为57个流量回路(详见图1)｡采用对71个非线性方程进行直接求解的方法,得到了BMCR负荷､75%BMCR负荷和30%BMCR负荷下各回路的流量分配和节点压力分布｡计算结果表明,采用低质量流速垂直管圈,3个负荷下管内外壁温度､中间点温度和鳍端温度均处于管子的使用范围之内,锅炉运行是安全可靠的｡

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