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北極星火力發電網訊:目前世界各國火力發電機組蒸汽參數已由亞臨界（18.0 MPa、540 ℃）發展到超臨界（25.0 MPa、 540～566 ℃）和超超臨界（24～30.0 MPa、580～ 610 ℃）及以上。國內煤粉鍋爐高效超超臨界參數機組已經投入運行，國內也已自主開發出 350 MW 和 600 MW 兩型超臨界循環流化床（CFB）鍋 爐，並均已投入運行，為進一步開發超高參數的 CFB 鍋爐夯實了基礎。
（來源：微信公眾號“循環流化床發電” ID：xhlhcfd 作者：聶立）
為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
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北極星火力發電網訊:目前世界各國火力發電機組蒸汽參數已由亞臨界（18.0 MPa、540 ℃）發展到超臨界（25.0 MPa、 540～566 ℃）和超超臨界（24～30.0 MPa、580～ 610 ℃）及以上。國內煤粉鍋爐高效超超臨界參數機組已經投入運行，國內也已自主開發出 350 MW 和 600 MW 兩型超臨界循環流化床（CFB）鍋 爐，並均已投入運行，為進一步開發超高參數的 CFB 鍋爐夯實了基礎。
（來源：微信公眾號“循環流化床發電” ID：xhlhcfd 作者：聶立）
為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
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為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
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為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
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北極星火力發電網訊:目前世界各國火力發電機組蒸汽參數已由亞臨界（18.0 MPa、540 ℃）發展到超臨界（25.0 MPa、 540～566 ℃）和超超臨界（24～30.0 MPa、580～ 610 ℃）及以上。國內煤粉鍋爐高效超超臨界參數機組已經投入運行，國內也已自主開發出 350 MW 和 600 MW 兩型超臨界循環流化床（CFB）鍋 爐，並均已投入運行，為進一步開發超高參數的 CFB 鍋爐夯實了基礎。
（來源：微信公眾號“循環流化床發電” ID：xhlhcfd 作者：聶立）
為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
東方 鍋爐結合已成功投運的四川白馬 600 MW 超臨界 CFB 鍋爐設計開發經驗，最終選擇雙布風板+六旋風分離器+H型佈置作為660 MW高效超超臨界方案設計爐型。
該爐型具有以下優勢：
(1)鍋爐整體佈置、受熱面的佈置有白馬的設計及運行基礎，技術風險低；
(2)有效解決了二次風穿透性問題，尤其是燃用低揮發分燃料，爐型適應性強；
(3)採用外置換熱器，不但可以佈置足夠的受熱面，還提供了可靠的蒸汽溫度和床溫調節手段。
(4)四大管道佈置簡單，主汽、再熱蒸汽出口可低位佈置，成本相比較低；
(5)尾部採用單煙道佈置，煙氣溫度分佈均勻，避免了雙煙道爐型前後煙道煙溫偏差大的問題，有利於保證整個預留 SCR 區域溫度場分佈均勻。
鍋爐主要由三部分組成，第一部分佈置有主循環迴路，包括爐膛、冷卻式旋風分離器、回料器、外置式換熱器、冷渣器以及一、二次風系統等；第 二部分佈置尾部煙道，包括低溫過熱器、低溫再熱器和省煤器；第三部分為單獨佈置的兩臺四分倉迴轉式空氣預熱器。
2關鍵技術措施
2.1 提升鍋爐參數的措施
高效超超臨界相對於超臨界蒸汽參數的提升，需重點研究工質側吸熱量分配問題，即熱力系統佈置、各工況的帶負荷能力、汽溫及床溫調節特性等。而實現過熱及再熱蒸汽溫度調節和匹配，是機組保參數能力的關鍵。
過熱汽溫調節採用常規直流鍋爐最直接的調節手段，即主要通過煤水比來進行調節。另設三級噴水減溫來調節中過 1、中過 2 和高過進口的汽溫， 從而調節過熱器出口汽溫。
再熱出口蒸汽參數提高到 623 ℃以後，再熱器 的保參數能力和範圍也是一個需重點研究的問題。本方案採用外置換熱器調節再熱蒸汽溫度，各負荷 再熱器總的吸熱份額與白馬600 MW超臨界項目相當，因此採用與白馬 600 MW 超臨界相同的再熱汽溫調節方式是可行的。低溫再熱器佈置在尾部，高溫再熱器佈置在外置換熱器中，通過調整外置換熱器內灰流量進行調節再熱蒸汽溫度，具有良好的再熱蒸汽保參數及調節能力。
如圖 3 所示，由於低溫再熱器佈置在尾部高煙溫區，即使低負荷工況下也可以保持較好的傳熱特性，低負荷工況下傳熱溫壓不會明顯下降，鍋爐負 荷降低時低再的吸熱比例會相對增加，低再吸熱比例變化的趨勢提高了再熱蒸汽保參數的能力。
"【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】
北極星火力發電網訊:目前世界各國火力發電機組蒸汽參數已由亞臨界（18.0 MPa、540 ℃）發展到超臨界（25.0 MPa、 540～566 ℃）和超超臨界（24～30.0 MPa、580～ 610 ℃）及以上。國內煤粉鍋爐高效超超臨界參數機組已經投入運行，國內也已自主開發出 350 MW 和 600 MW 兩型超臨界循環流化床（CFB）鍋 爐，並均已投入運行，為進一步開發超高參數的 CFB 鍋爐夯實了基礎。
（來源：微信公眾號“循環流化床發電” ID：xhlhcfd 作者：聶立）
為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
東方 鍋爐結合已成功投運的四川白馬 600 MW 超臨界 CFB 鍋爐設計開發經驗，最終選擇雙布風板+六旋風分離器+H型佈置作為660 MW高效超超臨界方案設計爐型。
該爐型具有以下優勢：
(1)鍋爐整體佈置、受熱面的佈置有白馬的設計及運行基礎，技術風險低；
(2)有效解決了二次風穿透性問題，尤其是燃用低揮發分燃料，爐型適應性強；
(3)採用外置換熱器，不但可以佈置足夠的受熱面，還提供了可靠的蒸汽溫度和床溫調節手段。
(4)四大管道佈置簡單，主汽、再熱蒸汽出口可低位佈置，成本相比較低；
(5)尾部採用單煙道佈置，煙氣溫度分佈均勻，避免了雙煙道爐型前後煙道煙溫偏差大的問題，有利於保證整個預留 SCR 區域溫度場分佈均勻。
鍋爐主要由三部分組成，第一部分佈置有主循環迴路，包括爐膛、冷卻式旋風分離器、回料器、外置式換熱器、冷渣器以及一、二次風系統等；第 二部分佈置尾部煙道，包括低溫過熱器、低溫再熱器和省煤器；第三部分為單獨佈置的兩臺四分倉迴轉式空氣預熱器。
2關鍵技術措施
2.1 提升鍋爐參數的措施
高效超超臨界相對於超臨界蒸汽參數的提升，需重點研究工質側吸熱量分配問題，即熱力系統佈置、各工況的帶負荷能力、汽溫及床溫調節特性等。而實現過熱及再熱蒸汽溫度調節和匹配，是機組保參數能力的關鍵。
過熱汽溫調節採用常規直流鍋爐最直接的調節手段，即主要通過煤水比來進行調節。另設三級噴水減溫來調節中過 1、中過 2 和高過進口的汽溫， 從而調節過熱器出口汽溫。
再熱出口蒸汽參數提高到 623 ℃以後，再熱器 的保參數能力和範圍也是一個需重點研究的問題。本方案採用外置換熱器調節再熱蒸汽溫度，各負荷 再熱器總的吸熱份額與白馬600 MW超臨界項目相當，因此採用與白馬 600 MW 超臨界相同的再熱汽溫調節方式是可行的。低溫再熱器佈置在尾部，高溫再熱器佈置在外置換熱器中，通過調整外置換熱器內灰流量進行調節再熱蒸汽溫度，具有良好的再熱蒸汽保參數及調節能力。
如圖 3 所示，由於低溫再熱器佈置在尾部高煙溫區，即使低負荷工況下也可以保持較好的傳熱特性，低負荷工況下傳熱溫壓不會明顯下降，鍋爐負 荷降低時低再的吸熱比例會相對增加，低再吸熱比例變化的趨勢提高了再熱蒸汽保參數的能力。
考量再熱蒸汽調節能力的另一個影響因素是各負荷工況下可調部分的調節能力。通過錐形閥開度調整進入外置換熱器內的灰流量，極限工況下可以關閉錐形閥，做到外置換熱器內受熱面零吸熱量，即減小外置換熱器的換熱能力是沒有限制的。限制外置換熱器調節能力的因素是外置換熱器內允許的最大灰流量及可提供的灰流量。高負荷工況下外置換熱器內的灰流量主要受限於其允許的最大灰流量；低負荷工況下由於外循環物料量降低，外置換熱器內的灰流量主要受限於可提供灰流量。高溫再熱器佈置在外置換熱器內，各負荷工況下外置換熱器內設計灰流量均在允許範圍內，且留有較大調節空間。
2.2 提升鍋爐燃燒效率的措施
對於高效超超臨界 CFB 鍋爐，提高燃料的燃燒效率是實現超低能耗的重要保證，而進一步降低鍋爐飛灰、底渣含碳量則是其中的一個關鍵措施。
CFB 鍋爐燃用劣質煤，尤其是燃用低揮發分無煙煤時，飛灰含碳量與燃料種類、燃燒溫度、運行風量配比、燃料粒度、顆粒停留時間等有關。對於 高效超超臨界 CFB 鍋爐，需針對煤質的特性，選取合適的床溫、一二次風配比，尤其是適當降低入爐煤的粒徑，以實現爐內的高效燃燒。東方 鍋爐通過採用優化的高效旋風分離器和大通量高效回料器的專利技術，可有效實現更低的入爐煤粒徑。比如，針對表 2 中的煤質 A，根據其低揮發分、較高熱值的特點，選取更低的入爐煤粒度 d99=8 mm，d50=1.1 mm，從而實現降低飛灰含碳量的目的。
通常，爐內密相區床料存量的多少決定著位於其間顆粒平均停留時間的長短，更多的床存量顯然有助於粗顆粒延長停留時間以實現更高的燃燒效 率，但同時為維持更高的床壓也會消耗更多的能量。而通過在密相區設置受熱面，則可人為的調整入爐燃料的流動特性，即採用東方 鍋爐水冷隔牆專利技術，使給煤、排渣與受熱面共同作用來延長新入爐燃料到達爐膛排渣口的路徑，增加顆粒停留時間，從而起到提高燃燒效率的效果。
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（來源：微信公眾號“循環流化床發電” ID：xhlhcfd 作者：聶立）
為持續推動能源消費革命，進一步提高煤炭清潔高效利用水平，有效緩解資源環境壓力，加快燃煤發電技術裝備攻關及產業化應用，國家相關部門出臺系列文件，主要包括《國務院辦公廳關於印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）的通知》（國辦發[2014]31 號）、《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發改能源[2014]2093 號）、《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》（環發[2015]164 號）等，明確要求全國新建燃煤發電機組平均供電煤耗低於 300 克標準煤/千瓦 時。而目前我國已投運的常規超臨界循環流化床鍋爐均較難實現以上能耗要求。
特別是我國四川、貴州等地的高硫無煙煤，由於其高硫腐蝕因素，極難實現更高參數發電，限制了高硫煤質的高效利用。同時，隨著我國煤炭洗選的不斷深入，每年可產生約 4～5 億噸低熱值燃料，如何實現清潔利用此類燃料，實現變廢為寶，是我 國能源領域需要解決的問題。
循環流化床可實現爐內燃燒過程直接脫硫，且兼具燃料適應性廣的特點，可以解決以上兩方面的問題，因此發展清潔高效超超臨界 CFB 鍋爐便成為我國低品位能源清潔高效利用的戰略選擇之一。
東方 鍋爐積極研發清潔高效超超臨界 CFB 燃燒技術，提出並已完成 660 MW（參數 29.4 MPa/605 /623℃）高效超超臨界 CFB 鍋爐方案。
1鍋爐方案
1.1 鍋爐參數
為了獲得更高機組效率，高效超超臨界 CFB 機組參數相對常規超臨界和超超臨界參數有了更進一步提升。主蒸汽壓力提高到 29.4 MPa，再熱蒸汽溫 度提高到 623 ℃。研究表明，蒸汽初壓每提高 1 MPa，機組效率可提高 0.2%～0.25%；再熱汽溫每提高 10 ℃，機組效率可提高 0.15%～0.20%。
鍋爐典型蒸汽參數如表 1 所示。
鍋爐典型燃用煤質如表 2 所示。
1.2 鍋爐爐型
針對 660MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐爐型選擇，東方 鍋爐完成了多個爐型方案：雙布風板+六 旋風分離器+H 型佈置爐型、單爐膛+四旋風分離器 +M 型佈置爐型、單爐膛+八旋風分離器+H 型佈置 爐型和環形爐膛等。
東方 鍋爐結合已成功投運的四川白馬 600 MW 超臨界 CFB 鍋爐設計開發經驗，最終選擇雙布風板+六旋風分離器+H型佈置作為660 MW高效超超臨界方案設計爐型。
該爐型具有以下優勢：
(1)鍋爐整體佈置、受熱面的佈置有白馬的設計及運行基礎，技術風險低；
(2)有效解決了二次風穿透性問題，尤其是燃用低揮發分燃料，爐型適應性強；
(3)採用外置換熱器，不但可以佈置足夠的受熱面，還提供了可靠的蒸汽溫度和床溫調節手段。
(4)四大管道佈置簡單，主汽、再熱蒸汽出口可低位佈置，成本相比較低；
(5)尾部採用單煙道佈置，煙氣溫度分佈均勻，避免了雙煙道爐型前後煙道煙溫偏差大的問題，有利於保證整個預留 SCR 區域溫度場分佈均勻。
鍋爐主要由三部分組成，第一部分佈置有主循環迴路，包括爐膛、冷卻式旋風分離器、回料器、外置式換熱器、冷渣器以及一、二次風系統等；第 二部分佈置尾部煙道，包括低溫過熱器、低溫再熱器和省煤器；第三部分為單獨佈置的兩臺四分倉迴轉式空氣預熱器。
2關鍵技術措施
2.1 提升鍋爐參數的措施
高效超超臨界相對於超臨界蒸汽參數的提升，需重點研究工質側吸熱量分配問題，即熱力系統佈置、各工況的帶負荷能力、汽溫及床溫調節特性等。而實現過熱及再熱蒸汽溫度調節和匹配，是機組保參數能力的關鍵。
過熱汽溫調節採用常規直流鍋爐最直接的調節手段，即主要通過煤水比來進行調節。另設三級噴水減溫來調節中過 1、中過 2 和高過進口的汽溫， 從而調節過熱器出口汽溫。
再熱出口蒸汽參數提高到 623 ℃以後，再熱器 的保參數能力和範圍也是一個需重點研究的問題。本方案採用外置換熱器調節再熱蒸汽溫度，各負荷 再熱器總的吸熱份額與白馬600 MW超臨界項目相當，因此採用與白馬 600 MW 超臨界相同的再熱汽溫調節方式是可行的。低溫再熱器佈置在尾部，高溫再熱器佈置在外置換熱器中，通過調整外置換熱器內灰流量進行調節再熱蒸汽溫度，具有良好的再熱蒸汽保參數及調節能力。
如圖 3 所示，由於低溫再熱器佈置在尾部高煙溫區，即使低負荷工況下也可以保持較好的傳熱特性，低負荷工況下傳熱溫壓不會明顯下降，鍋爐負 荷降低時低再的吸熱比例會相對增加，低再吸熱比例變化的趨勢提高了再熱蒸汽保參數的能力。
考量再熱蒸汽調節能力的另一個影響因素是各負荷工況下可調部分的調節能力。通過錐形閥開度調整進入外置換熱器內的灰流量，極限工況下可以關閉錐形閥，做到外置換熱器內受熱面零吸熱量，即減小外置換熱器的換熱能力是沒有限制的。限制外置換熱器調節能力的因素是外置換熱器內允許的最大灰流量及可提供的灰流量。高負荷工況下外置換熱器內的灰流量主要受限於其允許的最大灰流量；低負荷工況下由於外循環物料量降低，外置換熱器內的灰流量主要受限於可提供灰流量。高溫再熱器佈置在外置換熱器內，各負荷工況下外置換熱器內設計灰流量均在允許範圍內，且留有較大調節空間。
2.2 提升鍋爐燃燒效率的措施
對於高效超超臨界 CFB 鍋爐，提高燃料的燃燒效率是實現超低能耗的重要保證，而進一步降低鍋爐飛灰、底渣含碳量則是其中的一個關鍵措施。
CFB 鍋爐燃用劣質煤，尤其是燃用低揮發分無煙煤時，飛灰含碳量與燃料種類、燃燒溫度、運行風量配比、燃料粒度、顆粒停留時間等有關。對於 高效超超臨界 CFB 鍋爐，需針對煤質的特性，選取合適的床溫、一二次風配比，尤其是適當降低入爐煤的粒徑，以實現爐內的高效燃燒。東方 鍋爐通過採用優化的高效旋風分離器和大通量高效回料器的專利技術，可有效實現更低的入爐煤粒徑。比如，針對表 2 中的煤質 A，根據其低揮發分、較高熱值的特點，選取更低的入爐煤粒度 d99=8 mm，d50=1.1 mm，從而實現降低飛灰含碳量的目的。
通常，爐內密相區床料存量的多少決定著位於其間顆粒平均停留時間的長短，更多的床存量顯然有助於粗顆粒延長停留時間以實現更高的燃燒效 率，但同時為維持更高的床壓也會消耗更多的能量。而通過在密相區設置受熱面，則可人為的調整入爐燃料的流動特性，即採用東方 鍋爐水冷隔牆專利技術，使給煤、排渣與受熱面共同作用來延長新入爐燃料到達爐膛排渣口的路徑，增加顆粒停留時間，從而起到提高燃燒效率的效果。
本方案通過在相鄰給料（煤）或返料裝置的開孔位置（給料或返料口）與排渣裝置開孔位置（排渣口）之間設置隔牆，將給料或返料裝置的開孔位 置與排渣裝置開孔隔開，來阻擋給料或返料直接被送到排渣口附近，達到人為延長粗顆粒燃料在爐內停留時間，同時還不影響整個床存量的減少，從而解決底渣含碳量高的問題。
2.3 實現高效脫硫的措施
汙染物排放低是 CFB 鍋爐的固有特性。常規 CFB 鍋爐可通過添加石灰石進行爐內脫硫，並通過合理的床溫及空氣分級設計控制NOx的原始生成 。但爐內脫硫和控制NOx排放是相互影響和相互制約的關係。比如爐內加入石灰石脫硫以後，NO和NO2的排放濃度都有一定程度的增加。研究表明，當 Ca/S＝2 時，NOx的排放值比不加石灰石時增加了一倍。
對於高效超超臨界 CFB 鍋爐，針對不同含硫量的煤質，尤其是高硫無煙煤，如何實現爐內高效脫硫，是實現超低排放的關鍵。其主要問題不在於控制 SO2排放的絕對水平，而取決於在所要求的鈣硫摩爾比（Ca/S）前提下達到很高的脫硫效率。
為保證鍋爐的脫硫效率，東方 660 MW 高效超超臨界 CFB 鍋爐採取了一系列有效措施。
(1) 合理控制床溫
就脫硫效果而言，CFB 鍋爐存在一個最佳脫硫溫度。儘管這一最佳溫度還受到脫硫劑品種、粒徑、煅燒條件等諸多條件的限制，但目前比較公認的最佳反應溫度為 850～900 ℃之間。根據煤質資料和設 計運行經驗，選擇合適的床溫，既有利於碳的燃盡，同時又使燃燒溫度處於最佳的脫硫反應區，有利於脫硫反應的進行。
此外，為調節 CFB 鍋爐在變負荷過程的床溫變化，採用外置換熱器對床溫進行靈活調節。從實際運行情況來看，帶外置換熱器的 CFB 鍋爐在低負荷 下的床溫可以相對更高，即在較寬的負荷下，爐內脫硫效率均可維持較高水平。
(2) 採用合理的石灰石粒度
經運行實踐證明，合理的粒度既能保證石灰石在爐內的停留時間，同時也增大了石灰石粒子與二氧化硫的接觸面積，提高了石灰石的利用率，有利 於脫硫反應的進行。
(3) 採用合適的爐膛容積
採用了較大的爐膛截面和較高的爐膛高度，同時選取了合理的截面速度，使石灰石與燃料充分混合，使脫硫反應有足夠的空間，保證脫硫反應的進 行。
(4) 脫硫劑給入點的選擇
採用在回料腿處將石灰石送入爐膛，有助於脫硫劑的預熱煅燒，可使氧化鈣的生成有一定提前量，為在爐內脫硫做好準備。另外，採用回料腿給入石灰石的方式，石灰石與循環灰得到有效的混合，可以提高石灰石在爐內的擴散能力，提高石灰石利用效率。
(5) 外置換熱器的磨耗作用
外置換熱器可以為脫硫反應提供充分準備。一方面，外置換熱器大幅延長了脫硫劑顆粒在爐內的停留時間，有利於反應進行；另一方面，外置換熱 器內存在鼓泡流化床的顆粒磨耗效應，這有助於石灰石顆粒表面附著物的脫落以便於脫硫反應繼續進行。從白馬 600 MW 超臨界 CFB 鍋爐的實際運行情況來看，爐內脫硫效率要超過常規不帶外置換熱器的 CFB 鍋爐爐內脫硫效率。
3結束語
開展大容量高參數超超臨界 CFB 鍋爐的研製，是引領世界先進 CFB 技術的重大舉措，這將使我國 CFB 技術繼續保持世界領先水平。
東方 鍋爐結合在白馬600 MW超臨界CFB鍋爐設計、製造、安裝及運行經驗，自主開發的 660 MW 高效超超臨界參數 CFB 鍋爐，具有更高效、更可靠、 更環保、更靈活、更經濟的特點。
文獻信息
聶立,鞏李明,鄧啟剛,薛大勇,魯佳易,蘇虎,唐勇,霍鎖善.東方660 MW高效超超臨界CFB鍋爐的設計[J].電站系統工程,2019,35(04):21-24.
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