600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)探究

引言

600MW超臨界燃煤機組技術(shù)在近幾年國內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域中廣泛地投入使用，但是相較于傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，該技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用相對不夠成熟。中國目前已經(jīng)有部分工廠投入使用了600 MW超臨界燃煤機組，但是依舊處于萌芽階段，需要進一步不斷研究和探索。本文針對國內(nèi)外工程及循環(huán)流化床機組的特征，總結(jié)中國先前的技術(shù)、經(jīng)驗，在選擇裝機方案時，為客戶提供參考、控制方案和所設(shè)計模型的關(guān)鍵 技術(shù)，并探索發(fā)現(xiàn)的問題，促進其更加趨于穩(wěn)定，以期待獲得投運實績。

1循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況

當(dāng)前中國各個工廠企業(yè)投入使用的循環(huán)流化床鍋 爐數(shù)量約有3100臺，一共超過了73795 MW的裝機總?cè)萘?，而火電裝機總?cè)萘空嫉娇側(cè)萘康谋壤秊?1.9%，電力裝機總量占總?cè)萘康谋壤_到8.99%。最近幾年，大型循環(huán)流化床鍋爐機組發(fā)展研究較快，尤其是300MW循環(huán)流化床鍋爐(以下均稱為CFB鍋爐)機組已經(jīng)被廣泛投入營運，例如四川白馬、云南紅河和開遠及巡檢司、河北秦皇島、內(nèi)蒙古蒙西、廣東寶麗華、江西分宜、安徽中利、山西平朔等公司一共有117臺機組，其它地區(qū)還有幾十個正在規(guī)劃建設(shè)的機組，可以說整體中國循環(huán)流化床鍋爐機組運營規(guī)模不斷擴大，為開發(fā)600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐打下了扎實的基礎(chǔ)。

在中國，300MW循環(huán)流化床技術(shù)已經(jīng)日臻成熟， 國內(nèi)大型鍋爐公司積極與國外先進公司合作，為600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)發(fā)展做了充分準備， 例如東方 鍋爐公司憑借自身的300 MW機組鍋爐的技術(shù)設(shè)計與高效運行實力在600MW機組開發(fā)研究中積累了豐富經(jīng)驗，在消化、吸收與完善FW公司和ALSTOM 公司的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，目前正在自主進行600MW超臨界CFB的研究與制造。

2 600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 鍋爐蒸汽參數(shù)選擇

和其它機組相比，超臨界機組具有較多優(yōu)勢：

a) 較好的熱效率，低能耗;

b) 控制線路比較簡易;

c) 開、關(guān)鍋爐非?？?

d) 鍋爐蒸汽的量變化不大。

諸多優(yōu)勢能夠使汽輪機保證較高的效率，改善鍋爐流量， 提高機組利用率。從響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的宗旨、技術(shù)發(fā)展、循環(huán)環(huán)保、降低成本等幾方面要求來看，循環(huán)流化床鍋爐的使用都能夠滿足以上條件，燃煤技術(shù)有高效、低污染、高回報的優(yōu)點，其發(fā)電效率達到了50%以上，不但滿足環(huán)境保護要求，而且還可以保持高效工作。

通常情況下，運行環(huán)境溫度過高，鍋爐過熱器系統(tǒng)壓力隨之變高，相應(yīng)的管道需要隨之加厚，進而消耗大量高溫耐熱鋼，這使得整體成本增高。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每臺600MW鍋爐需要消耗大約110 t鋼材以作為高溫耐熱鋼。通常管道壁板會積壓較多熱蒸汽，長期運行會使溫度高一些，因此對于壁板的設(shè)計溫度不能過高。

部分企業(yè)使用超臨界CFB機組鍋爐通常會控制燃煤成本，因此部分燃煤相對質(zhì)量低下，當(dāng)加入這種類型燃煤時，不能提高蒸汽的初參數(shù)設(shè)置，保持在24.5 MPa/550 ℃/580 ℃的參數(shù)較為合理。具體設(shè)計時，蒸汽參數(shù)應(yīng)該考慮其工程條件與環(huán)境，對其經(jīng)濟性對比之后，再來確定具體數(shù)值。