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摘要:结合循环流化床锅炉的特性,对600MW超临界循环流化床锅炉进行了研究,分析了其相关的主要技术,进一步探究了锅炉的可行性和可靠性。
引言
600MW超临界燃煤机组技术在近几年国内外工业领域中广泛地投入使用,但是相较于传统循环流化床锅炉技术,该技术在国内外应用相对不够成熟。中国目前已经有部分工厂投入使用了600 MW超临界燃煤机组,但是依旧处于萌芽阶段,需要进一步不断研究和探索。本文针对国内外工程及循环流化床机组的特征,总结中国先前的技术、经验,在选择装机方案时,为客户提供参考、控制方案和所设计模型的关键 技术,并探索发现的问题,促进其更加趋于稳定,以期待获得投运实绩。
1 循环流化床锅炉的发展概况
当前中国各个工厂企业投入使用的循环流化床锅 炉数量约有3100台,一共超过了73795 MW的装机总容量,而火电装机总容量占到总容量的比例为11.9%,电力装机总量占总容量的比例达到8.99%。最近几年,大型循环流化床锅炉机组发展研究较快,尤其是300MW循环流化床锅炉(以下均称为CFB锅炉)机组已经被广泛投入营运,例如四川白马、云南红河和开远及巡检司、河北秦皇岛、内蒙古蒙西、广东宝丽华、江西分宜、安徽中利、山西平朔等公司一共有117台机组,其它地区还有几十个正在规划建设的机组,可以说整体中国循环流化床锅炉机组运营规模不断扩大,为开发600MW超临界循环流化床锅炉打下了扎实的基础。
在中国,300MW循环流化床技术已经日臻成熟, 国内大型锅炉公司积极与国外先进公司合作,为600MW超临界循环流化床锅炉的技术发展做了充分准备, 例如东方 锅炉公司凭借自身的300 MW机组锅炉的技术设计与高效运行实力在600MW机组开发研究中积累了丰富经验,在消化、吸收与完善FW公司和ALSTOM 公司的循环流化床锅炉技术的基础上,目前正在自主进行600MW超临界CFB的研究与制造。
2 600MW超临界循环流化床锅炉系统关键技术
2.1 锅炉蒸汽参数选择
和其它机组相比,超临界机组具有较多优势:
a) 较好的热效率,低能耗;
b) 控制线路比较简易;
c) 开、关锅炉非常快;
d) 锅炉蒸汽的量变化不大。
诸多优势能够使汽轮机保证较高的效率,改善锅炉流量, 提高机组利用率。从响应可持续发展的宗旨、技术发展、循环环保、降低成本等几方面要求来看,循环流化床锅炉的使用都能够满足以上条件,燃煤技术有高效、低污染、高回报的优点,其发电效率达到了50%以上,不但满足环境保护要求,而且还可以保持高效工作。
通常情况下,运行环境温度过高,锅炉过热器系统压力随之变高,相应的管道需要随之加厚,进而消耗大量高温耐热钢,这使得整体成本增高。经调查发现,每台600MW锅炉需要消耗大约110 t钢材以作为高温耐热钢。通常管道壁板会积压较多热蒸汽,长期运行会使温度高一些,因此对于壁板的设计温度不能过高。
部分企业使用超临界CFB机组锅炉通常会控制燃煤成本,因此部分燃煤相对质量低下,当加入这种类型燃煤时,不能提高蒸汽的初参数设置,保持在24.5 MPa/550 ℃/580 ℃的参数较为合理。具体设计时,蒸汽参数应该考虑其工程条件与环境,对其经济性对比之后,再来确定具体数值。
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