吳勇
(云南大唐國際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司,云南 開遠 661600)
目前,我國正面臨著嚴峻的能源緊缺問題。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的出現(xiàn),為最大限度的利用能源,減少資源矛盾起到了很好的效果和作用。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)不僅能夠提高鍋爐的發(fā)電效率,還能夠節(jié)約煤炭資源,也能夠降低運行的成本,更能夠提高環(huán)境保護的水平[1]。外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展與我國正在推進的綠色節(jié)能理念、低碳理念等相符合,因而未來必然有著良好的發(fā)展前景[2]。因此,本研究通過對已有文獻的檢索和研究,對外循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展過程和趨向進行了研究。
循環(huán)流化床鍋爐是在循環(huán)流化床鍋爐中適應(yīng)循環(huán)流化床潔凈燃燒技術(shù)的一種產(chǎn)品,這種產(chǎn)品的優(yōu)勢在于高效節(jié)能以及低污染。循環(huán)流化床鍋爐的特點主要表現(xiàn)在以下幾方面:第一,在鍋爐的爐膛內(nèi)部,存在大量的物料。物料在循環(huán)的過程中,產(chǎn)生高傳熱系數(shù),進而促使鍋爐熱負荷額調(diào)節(jié)范圍增大。同時,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還具有較強的燃料適應(yīng)性,并能夠有效改善鍋爐燃燒的能源結(jié)構(gòu)。第二,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還具有較高的燃燒效率,不僅能夠充分燃燒劣質(zhì)燃料,還具有較好的環(huán)保性能[3]。
在國外,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)始于20世紀60年代,是在鼓泡流化床鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展的。20世紀70年代,第一臺循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在芬蘭被建造,在建造的過程中,主要是商用。該鍋爐在燃用泥煤的過程中,熱功率為15MW,采用的主要是鍋爐外高溫旋風(fēng)分離器。1981年美國第一臺循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)問世。1982年德國第一臺循環(huán)流化床鍋爐問世,主要用于生產(chǎn)蒸汽和供熱。1984年瑞典與美國合作,共同生產(chǎn)了循環(huán)流化床鍋爐。隨著時代的發(fā)展和社會的進步,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)也獲得了很大的發(fā)展。國外在研究的過程中,更為注重循環(huán)流化床鍋爐容量的增大和蒸汽參數(shù)的提高。
在我國,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展也起源于20世紀60年代后期,發(fā)展的基礎(chǔ)也是鼓泡流化床鍋爐。自20世紀60年代后期開始,我國的鼓泡流化床鍋爐的研究和產(chǎn)品開發(fā)逐漸受到關(guān)注和重視,研發(fā)出的產(chǎn)品被廣泛投入到市場中,蒸汽量已從4t/h發(fā)展到130t/h。在20世紀80年代,約有3000多臺鼓泡流化床鍋爐已經(jīng)投運到市場中。20世紀90年代中期,我國研發(fā)了蒸發(fā)量為130t/h的流化床鍋爐,自此我國邁入了中容量循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)階段。在這一階段,循環(huán)流化床鍋爐的蒸汽參數(shù)為3.82Mpa,溫度為450℃。然而,在這一階段,我國研發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐還處于簡單的自然循環(huán)鍋爐階段,還有很大的研發(fā)空間。在20世紀90年代后期,我國引進國外技術(shù),為發(fā)展大型循環(huán)流化床電鍋爐提供了經(jīng)驗。在時代和科技的發(fā)展下,循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)被提出,并獲得廣泛的應(yīng)用。20世紀末,為更好地解決燃煤發(fā)電所引發(fā)的環(huán)境問題,我國加大了對循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的進一步研究。在這一階段,我國研發(fā)了高壓、高溫循環(huán)流化床鍋爐。進入21世紀,我國在這方面的研究依然在不斷的加強和完善,并取得了一定的成績。其中,蒸汽量、蒸汽參數(shù)已經(jīng)達到了1025t/h、17.4/3.72Mpa、540℃。在新時期,在綠色節(jié)能理念下,我國對該項技術(shù)的研究依然要給予不斷的關(guān)注和重視。有研究學(xué)者在超臨界循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)研究中,600MW循環(huán)流化床鍋爐大容量也已經(jīng)研制出,并被廣泛應(yīng)用到研究和試驗中。總之,隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)還會不斷的發(fā)展。通過對已有文獻的研究和檢索,不同的研究學(xué)者均從不同的角度對循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進行了研究,有的研究學(xué)者從節(jié)能的角度進行研究,有的研究學(xué)者從擴大容量的角度進行研究。在容量方面,已經(jīng)達到600MW。由此可見,我國在循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的過程中,也已經(jīng)取得了很大的成績。
在國內(nèi)外工業(yè)規(guī)模逐漸擴大的過程中,工業(yè)企業(yè)對工業(yè)鍋爐容量提出了更高的要求。與此同時,人們對于工業(yè)鍋爐的蒸汽參數(shù)也提出了一定的要求。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的未來發(fā)展趨向也必然體現(xiàn)在這兩個方面。這主要是由于隨著人們生活水平的提高,人們對電網(wǎng)容量的需求也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。在這一背景下,電廠發(fā)電機組的高功率也必須獲得飛速的增長。而循環(huán)流化床鍋爐容量的擴大就是一種必然。目前,最大的單臺煤粉燃燒電站鍋爐可配1300MW發(fā)電機組。為在未來的市場競爭中占據(jù)重要的地位,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)必須開發(fā)配300MW以上等級的大容量鍋爐。目前,經(jīng)過多年的研究和開發(fā),我國研發(fā)的最大超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐和蒸汽參數(shù)分別已經(jīng)達到了800MW、31MPa、605/620℃。隨著技術(shù)的進步,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)未來在這兩方面的研究力度和強度也必然會逐漸加大。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是一項比較成熟的商業(yè)化技術(shù),在我國潔凈煤發(fā)電的過程中占有很高的地位,并發(fā)揮著日益顯著的作用。隨著我國綠色節(jié)能理念的不斷深入和推進,循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國最實用的燃煤設(shè)備。在這一理念下,循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用范圍也逐漸增加。循環(huán)流化床鍋爐在實際的應(yīng)用過程中,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在較高的燃料適應(yīng)性以及穩(wěn)定性上。然而,目前在我國煤炭能源日益緊缺的情況下,在采用煤供電的過程中,部分煤電站會使用劣質(zhì)煤料,進而導(dǎo)致熱效率下降,煤耗增加等等,這與節(jié)能理念嚴重悖離。為進一步推動綠色節(jié)能理念,提高循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究深度和力度是十分必要的。為進一步加大這方面的研究力度和深度,在綠色節(jié)能理念下,研究循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展過程和趨向是十分的關(guān)鍵和重要的。
綜上所述,通過對循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展過程和趨向的研究,本研究主要得出以下四個方面的結(jié)論。
①循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在發(fā)展的過程中,無論是在國內(nèi),還是在國外,均是在20世紀80年代發(fā)展起來的,且發(fā)展的基礎(chǔ)是鼓泡流化床。
②經(jīng)過多年的發(fā)展,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)由于自身具有諸多的優(yōu)勢,因而獲得了飛速的發(fā)展。目前,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可配300MW等級發(fā)電機組的水平。同時,關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究還在進行和完善。
③循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展方向是提高蒸汽參數(shù)和增加容量,這點與煤粉鍋爐是一致的。在增大容量的過程中,應(yīng)注重新構(gòu)件的開發(fā)。
④在市場競爭的過程中,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)未來的發(fā)展趨向必然走向更加高效、節(jié)能、經(jīng)濟和安全??傊?,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展趨向是非常良好的。