循环流化床锅炉的发展过程及趋向

吴勇

【摘 要】循环流化床锅炉是一种新型的低污染和节能技术，是未来相关领域应用中的方向。然而，尽管循环流化床锅炉技术在应用过程中具有自身的优势，但在很多方面，尤其是節能方面还存在一定的不足。在绿色节能理念下，进一步研究循环流化床锅炉技术十分必要。基于此，本研究在概述循环流化床锅炉技术相关理论的基础上，对国内外循环流化床锅炉的发展过程进行了总结，并总结了其发展趋向，希望为该技术的进一步深入研究提供参考。

【Abstract】Circulating fluidized bed boiler is a new type of low pollution and energy saving technology， which is the direction of application in related fields in the future. However， although circulating fluidized bed boiler technology has its own advantages in the process of application， there are still some shortcomings in many aspects， especially in energy saving. Under the concept of green energy saving， it is necessary to further study the circulating fluidized bed boiler technology. On this basis， based on summarizing the related theory of circulating fluidized bed boiler technology， this study summarizes the development process of circulating fluidized bed boiler at home and abroad， and summarizes its development trend. Hoping to provide reference for the further study of this technology.

【关键词】循环流化床；锅炉；发展过程；发展趋向

【Keywords】circulating fluidized bed； boiler； development process； development trend

【中图分类号】TK229.6 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）09-0164-02

1 引言

目前，我国正面临着严峻的能源紧缺问题。外循环流化床锅炉技术的出现，为最大限度的利用能源，减少资源矛盾起到了很好的效果和作用。外循环流化床锅炉技术不仅能够提高锅炉的发电效率，还能够节约煤炭资源，也能够降低运行的成本，更能够提高环境保护的水平[1]。外循环流化床锅炉技术的发展与我国正在推进的绿色节能理念、低碳理念等相符合，因而未来必然有着良好的发展前景[2]。因此，本研究通过对已有文献的检索和研究，对外循环流化床锅炉技术的发展过程和趋向进行了研究。

2 循环流化床锅炉相关理论概述

循环流化床锅炉是在循环流化床锅炉中适应循环流化床洁净燃烧技术的一种产品，这种产品的优势在于高效节能以及低污染。循环流化床锅炉的特点主要表现在以下几方面：第一，在锅炉的炉膛内部，存在大量的物料。物料在循环的过程中，产生高传热系数，进而促使锅炉热负荷额调节范围增大。同时，循环流化床锅炉技术还具有较强的燃料适应性，并能够有效改善锅炉燃烧的能源结构。第二，循环流化床锅炉技术还具有较高的燃烧效率，不仅能够充分燃烧劣质燃料，还具有较好的环保性能[3]。

3 循环流化床锅炉在国内外的发展过程

3.1 循环流化床锅炉在国外的发展过程

在国外，循环流化床锅炉技术始于20世纪60年代，是在鼓泡流化床锅炉的基础上发展的。20世纪70年代，第一台循环流化床锅炉技术在芬兰被建造，在建造的过程中，主要是商用。该锅炉在燃用泥煤的过程中，热功率为15MW，采用的主要是锅炉外高温旋风分离器。1981年美国第一台循环流化床锅炉技术问世。1982年德国第一台循环流化床锅炉问世，主要用于生产蒸汽和供热。1984年瑞典与美国合作，共同生产了循环流化床锅炉。随着时代的发展和社会的进步，循环流化床锅炉技术也获得了很大的发展。国外在研究的过程中，更为注重循环流化床锅炉容量的增大和蒸汽参数的提高。

3.2 循环流化床锅炉在国内的发展过程

在我国，循环流化床锅炉技术的发展也起源于20世纪60年代后期，发展的基础也是鼓泡流化床锅炉。自20世纪60年代后期开始，我国的鼓泡流化床锅炉的研究和产品开发逐渐受到关注和重视，研发出的产品被广泛投入到市场中，蒸汽量已从4t/h发展到130t/h。在20世纪80年代，约有3000多台鼓泡流化床锅炉已经投运到市场中。20世纪90年代中期，我国研发了蒸发量为130t/h的流化床锅炉，自此我国迈入了中容量循环流化床锅炉研发阶段。在这一阶段，循环流化床锅炉的蒸汽参数为3.82Mpa，温度为450℃。然而，在这一阶段，我国研发的循环流化床锅炉还处于简单的自然循环锅炉阶段，还有很大的研发空间。在20世纪90年代后期，我国引进国外技术，为发展大型循环流化床电锅炉提供了经验。在时代和科技的发展下，循环流化床锅炉燃烧技术被提出，并获得广泛的应用。20世纪末，为更好地解决燃煤发电所引发的环境问题，我国加大了对循环流化床锅炉技术的进一步研究。在这一阶段，我国研发了高压、高温循环流化床锅炉。进入21世纪，我国在这方面的研究依然在不断的加强和完善，并取得了一定的成绩。其中，蒸汽量、蒸汽参数已经达到了1025t/h、17.4/3.72Mpa、540℃。在新时期，在绿色节能理念下，我国对该项技术的研究依然要给予不断的关注和重视。有研究学者在超临界循环硫化床锅炉技术研究中，600MW循环流化床锅炉大容量也已经研制出，并被广泛应用到研究和试验中。总之，随着时代的发展和技术的进步，循环流化床锅炉技术还会不断的发展。通过对已有文献的研究和检索，不同的研究学者均从不同的角度对循环流化床锅炉技术进行了研究，有的研究学者从节能的角度进行研究，有的研究学者从扩大容量的角度进行研究。在容量方面，已经达到600MW。由此可见，我国在循环流化床锅炉技术发展的过程中，也已经取得了很大的成绩。

4 循环流化床锅炉的发展趋向

在国内外工业规模逐漸扩大的过程中，工业企业对工业锅炉容量提出了更高的要求。与此同时，人们对于工业锅炉的蒸汽参数也提出了一定的要求。循环流化床锅炉技术的未来发展趋向也必然体现在这两个方面。这主要是由于随着人们生活水平的提高，人们对电网容量的需求也呈现出逐渐增加的趋势。在这一背景下，电厂发电机组的高功率也必须获得飞速的增长。而循环流化床锅炉容量的扩大就是一种必然。目前，最大的单台煤粉燃烧电站锅炉可配1300MW发电机组。为在未来的市场竞争中占据重要的地位，循环流化床锅炉技术必须开发配300MW以上等级的大容量锅炉。目前，经过多年的研究和开发，我国研发的最大超临界参数循环流化床锅炉和蒸汽参数分别已经达到了800MW、31MPa、605/620℃。随着技术的进步，循环流化床锅炉技术未来在这两方面的研究力度和强度也必然会逐渐加大。循环流化床锅炉技术是一项比较成熟的商业化技术，在我国洁净煤发电的过程中占有很高的地位，并发挥着日益显著的作用。随着我国绿色节能理念的不断深入和推进，循环流化床锅炉已经成为现阶段我国最实用的燃煤设备。在这一理念下，循环流化床锅炉的应用范围也逐渐增加。循环流化床锅炉在实际的应用过程中，其优势主要体现在较高的燃料适应性以及稳定性上。然而，目前在我国煤炭能源日益紧缺的情况下，在采用煤供电的过程中，部分煤电站会使用劣质煤料，进而导致热效率下降，煤耗增加等等，这与节能理念严重悖离。为进一步推动绿色节能理念，提高循环流化床锅炉技术的研究深度和力度是十分必要的。为进一步加大这方面的研究力度和深度，在绿色节能理念下，研究循环流化床锅炉发展过程和趋向是十分的关键和重要的。

5 结语

综上所述，通过对循环流化床锅炉发展过程和趋向的研究，本研究主要得出以下四个方面的结论。

①循环流化床锅炉技术在发展的过程中，无论是在国内，还是在国外，均是在20世纪80年代发展起来的，且发展的基础是鼓泡流化床。

②经过多年的发展，循环流化床锅炉技术由于自身具有诸多的优势，因而获得了飞速的发展。目前，循环流化床锅炉技术已经发展到可配300MW等级发电机组的水平。同时，关于循环流化床锅炉技术的研究还在进行和完善。

③循环流化床锅炉技术的发展方向是提高蒸汽参数和增加容量，这点与煤粉锅炉是一致的。在增大容量的过程中，应注重新构件的开发。

④在市场竞争的过程中，循环流化床锅炉技术未来的发展趋向必然走向更加高效、节能、经济和安全。总之，循环流化床锅炉技术发展趋向是非常良好的。

【参考文献】

【1】刘吉臻，洪烽，吕游，等.循环流化床锅炉床温动态模型[J].中国电机工程学报，2016，36（8）：2168-2174.

【2】蔡毅，程乐鸣，许霖杰，等.循环流化床锅炉组合脱硫系统运行策略研究[J].中国电机工程学报，2017，37（1）：161-171.

【3】蔡润夏，吕俊复，凌文，等.超临界循环流化床锅炉技术的发展[J].中国电力，2016，49（12）：1-7.