成都萬(wàn)基電力設備制造有限公司
成都萬(wàn)基石油機械制造有限公司

程樂(lè )鳴 1，許霖杰 1，夏云飛 1，王勤輝 1，駱仲泱 1，倪明江 1，岑可法 1， 聶立 2，周棋 2，蘇虎 21．能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室(浙江大學(xué))浙江省 杭州市 3100272．東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司四川省 自貢市 643000
摘要四川白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)在設計過(guò)程中，面臨不少亟需解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。這些問(wèn)題主要包括雙布風(fēng)板大爐膛密相區顆?；旌蠁?wèn)題、床料平衡與控制問(wèn)題，高爐膛中氣固濃度分布，二次風(fēng)穿透問(wèn)題，懸吊受熱面表面顆粒流動(dòng)問(wèn)題，六分離器循環(huán)回路物料平衡問(wèn)題，爐膛水冷壁、中隔墻和懸吊受熱面的熱流分布規律，超臨界水動(dòng)力特性，回料系統受阻對爐膛運行的影響和水冷壁的防磨等。這些問(wèn)題均是600MW超臨界CFB鍋爐設計和運行中至關(guān)重要和必須解決的問(wèn)題。該文主要介紹為解決這些問(wèn)題而開(kāi)展的大量實(shí)驗研究和數值模擬研究工作及其主要結果。實(shí)爐的運行結果驗證了研究結果的預測。關(guān)鍵詞超臨界；循環(huán)流化床；600MW；白馬電廠(chǎng)；鍋爐關(guān)鍵問(wèn)題
0引言循環(huán)流化床(circulating fluidized bed，CFB)燃燒技術(shù)有著(zhù)燃料適應性廣、污染排放低、負荷調節比大、灰渣利用率高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)取得了快速的發(fā)展。超臨界循環(huán)流化床(SCFB)兼具了CFB燃燒技術(shù)和超臨界蒸汽循環(huán)的特點(diǎn)，是一種高效清潔燃煤發(fā)電技術(shù)，商業(yè)前景廣闊。
大型超臨界CFB鍋爐技術(shù)綜合了低成本污染控制和高供電效率兩方面優(yōu)勢，是循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展方向。近十幾年來(lái)，國外多家CFB制造商、國內三大鍋爐廠(chǎng)和多家科研單位陸續提出了各自的超臨界循環(huán)流化床鍋爐設計方案，具體見(jiàn)表1?？傮w上看，大爐膛對稱(chēng)布置多個(gè)分離器和外置式換熱器成為共性，采用雙布風(fēng)板方案居多，爐膛截面積400m2左右、爐膛高度達到50m左右。
2013年4月14日，四川白馬600MW超臨界CFB鍋爐順利通過(guò)168h全負荷試運行，成功投入商業(yè)運營(yíng)。該機組是繼波蘭Lagisza460MW超臨界CFB機組投運后，單機容量最大的超臨界CFB機組。
白馬600MW超臨界CFB鍋爐為超臨界直流爐，爐膛寬15m，深28m，高55m。鍋爐采用單爐膛雙布風(fēng)板結構，中間設置有中隔墻，左右對稱(chēng)布置6個(gè)分離器及回料系統。這種帶有中隔墻、雙布風(fēng)板大爐膛、6回路的超臨界循環(huán)流化床鍋爐為世界第1臺，設計具有挑戰性。氣固流場(chǎng)、傳熱、水動(dòng)力、穩定性，如大爐膛雙布風(fēng)板支腿密相區顆?；旌蠁?wèn)題、床料平衡與控制問(wèn)題，高爐膛氣固濃度分布，二次風(fēng)穿透問(wèn)題，懸吊受熱面表面顆粒流動(dòng)問(wèn)題，六分離器循環(huán)回路物料平衡問(wèn)題，爐膛水冷壁、中隔墻和懸吊受熱面的熱流分布規律，超臨界水動(dòng)力特性，回料系統受阻對爐膛運行的影響等問(wèn)題，是600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐設計和運行中至關(guān)重要和必須解決的問(wèn)題。
本文將主要介紹這些問(wèn)題相關(guān)的實(shí)驗室試驗和數值模擬解決方法和主要研究結果。
1爐內氣固混合與流動(dòng)特性循環(huán)流化床鍋爐爐膛中氣固間強烈的混合有利于固體顆粒和氣相間的質(zhì)量、熱量傳遞，改善爐內燃燒、溫度均衡、產(chǎn)物生成及與受熱面間傳熱，對爐內燃燒及穩定操作運行均有著(zhù)重要的作用。隨著(zhù)鍋爐容量和蒸汽參數的不斷增大，爐膛橫截面尺寸也隨之增大。四川白馬600MW超臨界CFB鍋爐橫截面積為15mX28m，爐膛中部設有中隔墻，并在頂部設有多個(gè)懸吊屏，這些結構對爐內固相顆粒的混合均會(huì )產(chǎn)生不利影響。爐內固相顆粒的混合成為超臨界循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)過(guò)程中的一大關(guān)鍵問(wèn)題。
中隔墻對爐內固相顆?；旌系挠绊懤鋺B(tài)試驗在浙江大學(xué)600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐?；囼炏到y中進(jìn)行，見(jiàn)圖1。試驗以鐵粉為床料，并在運行穩定時(shí)從爐膛單側加入示蹤粒子。試驗結果如圖2所示，隨著(zhù)時(shí)間推進(jìn)，固相顆?；旌系迷胶?。中隔墻能夠影響固相顆粒的橫向擴散，其影響程度由中隔墻的幾何尺寸和布置決定。
為滿(mǎn)足爐內吸熱要求，CFB鍋爐通常在爐內設有懸吊屏或翼墻。當鍋爐容量達到600MW超臨界時(shí)，爐膛頂部需要設有更多的懸吊屏或翼墻來(lái)滿(mǎn)足鍋爐蒸汽參數和負荷要求，這將不可避免地影響爐內固相顆粒的混合。為研究懸吊屏對屏區氣固流場(chǎng)的影響，試驗采用光纖顆粒濃度速度儀，對相同運行條件下有、無(wú)懸吊屏時(shí)，屏區的顆粒濃度和速度進(jìn)行測量。圖3、4分別為600MW超臨界CFB鍋爐冷態(tài)試驗臺設有懸吊屏和未設懸吊屏時(shí)，無(wú)因次高度0.8處的顆粒懸浮濃度及速度分布。比較可知，二者在顆粒懸浮濃度及速度分布上有明顯差異。在爐膛懸吊受熱面設計與運行中均需要注意這點(diǎn)。

軸向固相濃度分布是循環(huán)流化床鍋爐氣固流場(chǎng)的重要參數，直接影響爐內各受熱面的傳熱系數和受熱面的布置，同時(shí)還對爐內氣固混合，如二次風(fēng)穿透等存在影響。白馬600MW CFB鍋爐爐膛高度達到54m，高于已有的絕大部分實(shí)驗臺或鍋爐，因而鍋爐設計過(guò)程中需要對爐內軸向氣固流動(dòng)特性重新認識。
HuNan等在54m高冷態(tài)試驗臺上的研究結果表明：當風(fēng)速大于快速流態(tài)化起始點(diǎn)風(fēng)速，且系統床料量高于臨界值時(shí)，提升管內可形成軸向快速流態(tài)化S型分布，上部氣固流動(dòng)達到飽和攜帶狀態(tài)，此時(shí)爐膛高度及床料量不會(huì )改變上部氣固濃度和循環(huán)流率的大小(圖5)。此外，二次風(fēng)也能影響固相顆粒間的混合。圖6所示為二次風(fēng)對固相顆?；旌嫌绊懙脑囼炑b置。入射口的幾何結構和尺寸、入射流的速度和動(dòng)量、氣固流體溫度和懸浮濃度及入射口間距離均能影響固相顆粒間的混合。如果是單布風(fēng)板大床面，為了解決大床面受熱面布置、爐膛中間受熱面的強度、震動(dòng)和二次風(fēng)穿透問(wèn)題，圖7給出了一種解決方案。2床料平衡及翻床控制白馬600MW CFB鍋爐采用雙布風(fēng)板結構設計，當雙布風(fēng)板支腿間物料失衡，易導致翻床事故，影響鍋爐安全穩定運行。因此，研究CFB雙布風(fēng)板支腿間床壓平衡特性及機理，并提出有效的雙布風(fēng)板支腿物料平衡策略是超臨界CFB鍋爐研發(fā)過(guò)程中的一項關(guān)鍵內容。國內對翻床的研究主要集中在引進(jìn)型300MW CFB鍋爐，相應的研究工作包括大量實(shí)爐運行調試、試驗臺研究和數值仿真模擬。研究認為由于左右側爐膛外界條件的不對稱(chēng)(如給煤量，回料量等存在偏差)，引起兩側爐膛內物料流動(dòng)不對稱(chēng)，進(jìn)而導致褲衩腿上部物料發(fā)生橫向不對稱(chēng)流動(dòng)，當單側床壓流阻達到一定程度時(shí)會(huì )造成翻床。
浙江大學(xué)就600MW CFB雙布風(fēng)板支腿床料翻床特性在雙布風(fēng)板支腿循環(huán)流化床冷態(tài)試驗臺上進(jìn)行了試驗研究，雙布風(fēng)板支腿左右兩側布風(fēng)板流量可單獨控制。
圖8為雙布風(fēng)板支腿風(fēng)量偏差和床壓偏差動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。試驗時(shí)，逐步減小總流化風(fēng)量，兩側支腿的流化風(fēng)量一開(kāi)始同步減小，表現為風(fēng)量偏差動(dòng)態(tài)平衡。當總流化風(fēng)量減小到某一數值時(shí)，開(kāi)始發(fā)生翻床現象，左側支腿流化風(fēng)量突然增大，而右側支腿的流化風(fēng)量急劇減小，整個(gè)翻床過(guò)程僅需約125s。翻床過(guò)程中的風(fēng)壓偏差與風(fēng)量偏差的方向相反，在翻床過(guò)程中阻力和風(fēng)量呈正反饋。當翻床發(fā)生時(shí)，右側支腿床壓大于左側，即右側支腿的床料量較大，流化風(fēng)更多地從阻力較小的左側支腿通過(guò)，如此又將更多的床料帶到右側，這樣循環(huán)作用下便形成了翻床。根據試驗結果，在試驗臺上建立了床壓平衡控制系統，采用可編輯邏輯控制器(PLC)實(shí)現控制。當試驗臺出現翻床時(shí)，床壓平衡控制系統將根據左右流化風(fēng)流量的偏差自動(dòng)調整左右流化風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度，使左右支腿爐膛的風(fēng)量恢復平衡，從而控制床壓平衡。圖9顯示兩側風(fēng)量偏差與雙布風(fēng)板支腿區床壓偏差動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)為周期波動(dòng)函數，且與兩側流量偏差曲線(xiàn)周期相同，相位相差半個(gè)周期。
CFB鍋爐雙布風(fēng)板支腿結構具有自平衡特性，但當總流化風(fēng)量低于某一臨界值時(shí)將導致翻床事故發(fā)生。具有雙布風(fēng)板設計的循環(huán)流化床鍋爐運行中使雙布風(fēng)板支腿系統始終處于自平衡狀態(tài)運行是保證鍋爐安全穩定運行的第一選擇。

3六分離器循環(huán)物料分配特性受限于鍋爐尺寸和分離器效率，大型CFB鍋爐通常采用多分離器設計。白馬600MW CFB在爐膛左右對稱(chēng)布置有6個(gè)分離器。不均勻的氣固兩相流進(jìn)入不同分離器后，有可能導致各分離器分離效率不一致，并最終導致循環(huán)物料分配不均勻。Hartge等在波蘭235MW CFB鍋爐上測得平行分布的兩個(gè)分離器出口頂部流量并不相同。Kim等也發(fā)現某大型CFB鍋爐對稱(chēng)分布的兩個(gè)出口處磨損形態(tài)存在明顯差異，間接說(shuō)明出口流量并不均勻。氣固兩相流不均勻分布影響爐膛壁面的氣固流動(dòng)，將導致?lián)Q熱面不均勻換熱、局部超溫、不均勻燃燒和污染排放等諸多問(wèn)題。因此，研究分離器循環(huán)物料分配特性是超臨界循環(huán)流化床研發(fā)過(guò)程中的一項重要內容。圖10示出了浙江大學(xué)基于東方600MW超臨界CFB鍋爐設計方案建立的?；囼炁_，用以研究該布置形式下六分離器回路的循環(huán)物料分配特性。試驗測量?jì)热莘譃橐韵?個(gè)方面：1）采用光纖探針技術(shù)測量爐膛煙窗出口水平方向和水平煙道內縱向方向的顆粒速度和濃度分布，計算得到各分離器入口顆粒流率分布；2）測量六個(gè)分離器壓降變化情況，分析判斷顆粒流分布變化；3）利用設置在六條立管上的物料截止閥，根據積料法原理測量各回路的床料外循環(huán)流率。對測量得到的3方面數據進(jìn)行比較分析，從各角度研究分離器循環(huán)物料分配特性。

圖11為同側三分離器流動(dòng)參數百分比分布的文獻對比結果，其中文獻中循環(huán)流化床的工況參數以及分離器結構尺寸雖然各不相同，但均采用了單側三分離器非對稱(chēng)布置形式。由圖可見(jiàn)，本試驗的外循環(huán)流率分布與廖磊等和Yue等的六分離器試驗結果規律一致，但是其外循環(huán)流率的分布偏差大于本試驗結果。Guo等在一臺單側非對稱(chēng)布置三分離器300MW CFB鍋爐上測量了冷態(tài)回料堆積高度，其結果顯示中間回料閥的床料堆積量低于兩邊回料閥，其床料堆積量的百分比分布于本試驗結果比較相似。圖12為600MW超臨界CFB鍋爐單側三分離器壓降分布圖。由圖可見(jiàn)，中間分離器壓降明顯低于兩側，說(shuō)明中間分離器的循環(huán)流率低于兩側分離器，這與本試驗結果吻合良好。

4受熱面熱流分布特性合理優(yōu)化的水冷壁及爐內換熱面布置是鍋爐，尤其是超臨界鍋爐安全穩定運行的重要基礎。研究爐內受熱面熱流分布是超臨界CFB鍋爐研發(fā)過(guò)程中的一項重要內容。
由于白馬600MW CFB是國內第1臺超臨界循環(huán)流化床鍋爐，沒(méi)有現成鍋爐可以進(jìn)行現場(chǎng)測試。因而，浙江大學(xué)通過(guò)試驗和數值模擬兩方面對受熱面熱流分布特性進(jìn)行了研究：首先針對實(shí)驗室?；囼炁_進(jìn)行數值模擬計算和試驗測試，然后將試驗結果與模擬計算結果進(jìn)行對比，驗證決定循環(huán)流化床燃燒、傳熱、產(chǎn)物生成和磨損等的基礎——爐膛氣、固流場(chǎng)分布特性規律，推導到可預測大型循環(huán)流化床鍋爐爐膛的計算模型。在此基礎上，進(jìn)行600MW超臨界CFB實(shí)爐數值模擬計算，得到爐內氣固流場(chǎng)分布，再根據循環(huán)流化床顆粒團更新傳熱模型，得到爐內熱流分布。圖13為600MW CFB鍋爐主循環(huán)回路的數值模擬氣固流場(chǎng)分布圖。圖14為實(shí)爐數值模擬不同高度顆粒流動(dòng)情況。由于中隔墻的作用，左右爐膛的氣固流動(dòng)相對獨立，整體而言，爐內為顆粒雙環(huán)核流動(dòng)分布。從橫截面顆粒流動(dòng)分布可以看出，實(shí)爐環(huán)核流動(dòng)結構并沒(méi)有一個(gè)集中均勻的稀相上行核心區，核心區的位置也不一定出現在爐膛正中心位置，顆粒的濃度速度徑向分布很大程度上與爐膛出口位置相關(guān)。由圖14(b)可見(jiàn)，右側爐膛存在3個(gè)局部核心區域，3條氣流通道對應3個(gè)爐膛出口。爐膛熱流分布取決于爐膛側熱量傳遞和受熱面側工質(zhì)吸熱情況。循環(huán)流化床爐膛中，傳熱系數可分為對流和輻射兩部分，它們的數值取決于爐膛氣、固流動(dòng)特性和受熱面溫度分布。

根據氣、固流動(dòng)模擬結果，由顆粒團更新模型計算得到水冷壁和中隔墻壁面換熱系數三維分布。圖15(a)為實(shí)爐數值模擬某一工況下水冷壁熱流分布，與Foster Wheele和Alstom的結果處于同一數量級且有著(zhù)相同的分布規律。
研究表明，爐內顆粒濃度對換熱系數有著(zhù)顯著(zhù)的影響。對水冷壁及中隔墻而言，隨著(zhù)爐膛高度的增加，顆粒團壁面覆蓋率、對流換熱系數、總換熱系數及熱流量均減小。輻射換熱系數的分布于對流換熱系數相反，它沿床高增加而增大。此外，水冷壁及中隔墻邊角區換熱系數相對較大。
圖16為實(shí)爐數值模擬某一工況懸吊屏換熱系數分布圖。由于懸吊屏區復雜的氣固流動(dòng)，懸吊屏壁面換熱系數并不是單一的值。部分研究者通過(guò)對300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐受熱面進(jìn)行測量研究，間接為600MW循環(huán)流化床鍋爐的爐膛受熱面的設計和研發(fā)提供一定的指導，當然超臨界條件下工質(zhì)的物性變化特性是需要特別考慮的。

ZhangRuiqing對不同負荷下某300MW亞臨界CFB鍋爐的各受熱面溫度分布進(jìn)行了測量。同時(shí)采用有限元分析法，間接計算得到各位置受熱面的換熱系數。結果表明由于溫度和懸浮密度等分布的不均勻，水冷壁表面各處熱流密度存在差異，中部大于邊角；熱流密度隨著(zhù)負荷增加而增大，隨高度增加而降低(圖17)。ZhangMan等測量了某300MW CFB鍋爐外置床固相進(jìn)、出口溫度和受熱面工質(zhì)進(jìn)、出口溫度，計算得到受熱換熱系數(圖18)，為600MW CFB外置床的設計提供參考。5超臨界循環(huán)流化床鍋爐水動(dòng)力運行

超臨界CFB鍋爐相比于與亞臨界CFB鍋爐，運行參數高，運行方式更加復雜，水動(dòng)力設計時(shí)既需要確保鍋爐不發(fā)生偏離核態(tài)沸騰(DNB)，又要保證在蒸干(DRYOUT)發(fā)生后水冷壁壁溫處于安全狀態(tài)。超臨界循環(huán)流化床鍋爐水動(dòng)力研究工作主要分為試驗研究和數值計算兩部分。

試驗工作主要在西安交通大學(xué)多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗室的高壓汽水實(shí)驗臺上進(jìn)行。通過(guò)在不同熱負荷下，對不同尺寸的垂直上升管流動(dòng)傳熱特性的實(shí)驗研究結果表明，在超臨界CFB鍋爐的工作范圍內，內螺紋管具有良好的傳熱特性，在超臨界CFB鍋爐的工作范圍內不會(huì )發(fā)生DNB，并且在DRYOUT發(fā)生后壁溫飛升也在安全范圍內。
為更加準確地了解超臨界循環(huán)流化床鍋爐設計方案下水冷壁水動(dòng)力特性，如壁溫分布特性、流量偏差、熱偏差和動(dòng)態(tài)響應特性等，研究者根據能量、質(zhì)量平衡方程開(kāi)展了數值研究工作。結果表明：不同負荷下，超臨界循環(huán)流化床鍋爐的設計水冷壁流量偏差和熱偏差較小，管壁溫度均處于管子材料的允許溫度范圍之內；在擾動(dòng)發(fā)生后，響應參數均趨于穩定不變，流動(dòng)系統是穩定的，水冷壁設計和運行是安全可靠的。
工質(zhì)溫度隨著(zhù)吸熱量的增加逐步升高，外壁溫度也隨著(zhù)爐膛高度的增加而升高(圖19)。壁溫變化趨勢和實(shí)爐運行情況一致，爐膛底部敷有防磨層熱負荷較小，溫度變化不大；隨著(zhù)爐膛高度增加，壁溫隨爐高變化較快，且下部比上部壁溫升速更快。這主要是下部區域灰濃度大、熱負荷更大的緣故，此外隨著(zhù)蒸汽溫度的升高，蒸汽比熱升高，汽溫升速變緩。實(shí)爐運行結果表明前墻、后墻最大偏差分別為8、9℃，左側墻、右側墻最大偏差均為17.0℃，中隔墻最大偏差為28.0℃。四周各墻面水冷壁和中隔墻水冷壁最大吸熱偏差均在1.1左右。結果證明了600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁系統的安全設計。6回料系統受阻時(shí)對爐膛運行的影響CFB鍋爐的物料循環(huán)系統對鍋爐的安全穩定運行起著(zhù)重要作用，循環(huán)回路發(fā)生故障會(huì )導致?tīng)t內顆粒濃度及壓力分布發(fā)生變化，影響鍋爐安全穩定運行。
為了解600MW CFB鍋爐物料循環(huán)系統故障時(shí)爐膛氣固流動(dòng)特性的動(dòng)態(tài)響應特性，在浙江大學(xué)600MW CFB冷態(tài)?；囼炁_上進(jìn)行了試驗研究。試驗通過(guò)關(guān)閉/調整一路/多路回料風(fēng)閥門(mén)來(lái)模擬循環(huán)回路各種受阻情況，同時(shí)對爐內顆粒濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，得到回路受阻及受阻回路的位置對爐內氣固特性的動(dòng)態(tài)影響。
研究發(fā)現：循環(huán)回路中斷后，爐內固體顆粒濃度下降；重新打開(kāi)回料風(fēng)閥門(mén)后，顆粒濃度可恢復到初始狀態(tài)。圖20為中斷一/兩條回路時(shí)，爐膛過(guò)渡區截面各區域顆粒濃度動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。由圖可見(jiàn)，中斷一條回路后，過(guò)渡區各區固相濃度隨時(shí)間呈指數降低；約600s后，曲線(xiàn)趨于平緩，系統達到新的平衡，顆粒濃度降低幅度不大。而同時(shí)中斷兩條回路時(shí)爐膛內固體顆粒濃度變化較大，特別是左、右爐膛有較大的差別，由此引起對鍋爐穩定運行的影響需要關(guān)注7水冷壁大面積磨損與防磨梁防磨循環(huán)流化床爐膛中，在密、稀相區的交界處、爐膛四角角部、懸吊受熱面下部、分離器入口等區域是易磨損區。特別是鍋爐燃燒灰分較高的燃料時(shí)，CFB鍋爐爐膛水冷壁會(huì )發(fā)生大面積磨損。水冷壁磨損爆管是CFB鍋爐非正常停爐的重要原因之一。
在循環(huán)流化床爐膛中，水冷壁面存在的顆粒下降流是造成磨損的主要原因。一般鍋爐廠(chǎng)或電廠(chǎng)會(huì )選擇在水冷壁表面間隔設置防磨梁，以此破壞貼壁顆粒持續下降流，降低其下降速度，減輕水冷壁的磨損。對此，國內不少研究單位也提出了不同結構類(lèi)型的防磨梁，如西安熱工院、浙江大學(xué)和華北電力大學(xué)等。
為了解防磨梁的防磨機理和優(yōu)化，浙江大學(xué)對設置有不同結構防磨梁的循環(huán)流化床爐膛氣固流場(chǎng)進(jìn)行了試驗研究和數值模擬，分析防磨梁結構對爐內氣固流場(chǎng)和壁面磨損的影響。
圖21為模擬計算得到的防磨梁周邊顆粒流動(dòng)矢量特性和采用高速攝影得到的顆粒流動(dòng)情況。由圖可見(jiàn)，爐內貼壁顆粒下降流遇到防磨梁后部分轉向爐中心區域；在防磨梁下方邊壁區域出現低濃度貼壁顆粒上升流，這股上升流對防磨梁下沿附近水冷壁面有磨損作用，需要關(guān)注。
8結語(yǔ)四川白馬600MW超臨界CFB鍋爐于2013年4月成功投入運營(yíng)。在鍋爐研發(fā)過(guò)程當中，針對600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐設計和運行中至關(guān)重要和必須解決的問(wèn)題，包括大爐膛雙布風(fēng)板支腿密相區顆?；旌蠁?wèn)題、床料平衡與控制問(wèn)題，高爐膛氣固濃度分布，二次風(fēng)穿透問(wèn)題，懸吊受熱面表面顆粒流動(dòng)問(wèn)題，六分離器循環(huán)回路物料平衡問(wèn)題，爐膛水冷壁、中隔墻和懸吊受熱面的熱流分布規律，超臨界水動(dòng)力，回料系統受阻對爐膛運行的影響等問(wèn)題，研究者開(kāi)展了大量實(shí)驗室試驗和數值模擬研究，提出解決方案，為進(jìn)一步研發(fā)更廣泛燃料、不同規模的超臨界循環(huán)流化床鍋爐積累了經(jīng)驗和解決途徑。
白馬600MW超臨界CFB鍋爐的成功運行，表明我國已掌握超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，具備自我開(kāi)發(fā)創(chuàng )新能力。今后，在清潔高效循環(huán)流化床燃燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，更高可靠性、更高經(jīng)濟性、更清潔燃燒產(chǎn)物排放與控制(SO2、NOx、CO2、小顆粒等)、燃料多樣化、自主知識產(chǎn)權、技術(shù)儲備及對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響、發(fā)展爐型和配套輔機等問(wèn)題是在發(fā)展過(guò)程中需要關(guān)注和投入研究的。
在循環(huán)流化床燃燒技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中，下述方面是值得關(guān)注的，包括：1）單機容量更大型化、更高參數的超臨界、超超臨界循環(huán)流化床鍋爐；2）多種燃料循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，如煤泥煤矸石、油頁(yè)巖、石油焦、中高水分褐煤、低揮發(fā)份無(wú)煙煤等；3）生物質(zhì)/城市生活垃圾/工業(yè)廢棄物等特種燃料循環(huán)流化床燃燒技術(shù)；4）不同燃料混燒循環(huán)流化床燃燒技術(shù)；5）循環(huán)流化床發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)；6）循環(huán)流化床鍋爐生產(chǎn)能力與分布；7）循環(huán)流化床燃燒技術(shù)在煤清潔燃燒利用技術(shù)中的地位；8）循環(huán)流化床燃燒技術(shù)儲備研究，CCS技術(shù)；9）富氧燃料法捕集CO2技術(shù)等。發(fā)展鍋爐容量包括300/350MW等級超臨界循環(huán)流化床鍋爐、600MW等級超臨界/超超臨界循環(huán)流化床鍋爐和1000MW超臨界/超超臨界循環(huán)流化床鍋爐。
此外，大型高參數循環(huán)流化床鍋爐的配套輔機如穩定安全的大渣量冷渣機，系統設計過(guò)程中風(fēng)機流量和壓頭裕量問(wèn)題、余熱利用系統等問(wèn)題也是大型高參數循環(huán)流化床鍋爐應用中需要考慮的。

文獻信息

程樂(lè )鳴,許霖杰,夏云飛,王勤輝,駱仲泱,倪明江,岑可法,聶立,周棋,蘇虎. 600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵問(wèn)題研究[J]. 中國電機工程學(xué)報,2015,21:5520-5532.