2010 NO.22工业及工程技术我国生物质循环流化床锅炉的技术特点韦江华广西迪森生物质电力有限公司 广西 南宁 530022【摘 要】我国已经投入运行的生物质发电项目中主要使用水冷振动炉排锅炉和循环流化床(CFB)锅炉两种类型锅炉。本文是笔者通过 对部分锅炉厂家的参观考察，对国内燃生物质 CFB 锅炉的技术特点和发展情况作的总体介绍。【关键词】生物质电厂 流化床锅炉 技术特点中图分类号：TK6文献标识码：A文章编号：1671-2064 （2010 ）11-019-02 学科代码：470.0000前言生物质燃料与煤比较有以下特性：氯含量及碱金属含量高、挥据不完全统计，截至目前国家发改委或各省（直辖市、自治区）发份高、氧含量高、水分含量高、固定炭低、灰分低、热值低、硫 发改委已审批的利用农林生物质发电项目就有 170 余项，总装机含量低。锅炉的设计必须根据燃料特性进行。 460 万千瓦；估计已经投产的项目约 50个，装机百万千瓦以上 。生物质燃料由于含有一定量的碱金属无机杂质，燃烧过程中灰2007 年 9 月发布的可再生能源中长期发展规划中明确提出了颗粒容易在低温下出现熔融现象，因而容易在高温的炉膛内结焦， 到 2020 年我国生物质能装机容量达到 30GW 的发展目标 。特别在流态化燃烧过程中主要体现在床层聚团和水冷壁及炉膛内受热 是从 2010 年 7 月起，国家在生物质能发电的上网电价上给予了重面结焦等方面。 大扶持，每千瓦时电价上调至 0.75 元人民币。总的说来，生物质床层聚团发生的主要原因是局部熔融的生物质半焦或者灰颗 能发电行业有着广阔的发展前景。粒粘附床料颗粒之后降低流化质量，由于局部流化不充分会导致局部高温从而加剧灰颗粒的熔融，从而强化床料颗粒之间的粘结，使1、生物质电厂锅炉的主要型式流化进一步恶化，最使流化失败。因此，作为燃用生物质的锅炉系生物质发电是生物质能源规模化利用的重要方式之一。规模化 的生物质燃烧发电技术，是利用生物质作为锅炉的原料产生蒸汽，统，要解决的主要难题是：燃料在锅炉中燃烧容易引起结团、结焦 用蒸汽驱动汽轮发电机发电。的问题；对流受热面易形成高温粘结灰，产生高温碱金属腐蚀、锅生物质直燃发电的燃料属于固体燃料，通常对于固体燃料，燃炉尾部低温氯腐蚀、飞灰搭桥的问题。 烧方式主要有三种，即以煤粉炉为代表的悬浮燃烧、炉排炉为代表众多科研机构(或院校)及锅炉厂在研究过程中,对生物质燃料 的层燃燃烧和以流化床锅炉为代表的流化态燃烧。根据生物质燃料的燃烧特性理解和认识上基本是一致的, 但具体的技术解决方案 的自身特性，煤粉炉不适用于生物质的燃烧。我国在已经投入运行各有千秋，主要表现在方案设计、工艺选材、运行调整手段等不同。 的生物质发电项目中主要使用水冷振动炉排锅炉和循环流化床纵观各家设计方案 ，依据受热面的布置形式差异可归结为两 (CFB)锅炉两种类型锅炉。大技术流派：第一类技术流派主张炉膛内（包括水平烟道内）尽可能少布置2、生物质 CFB 锅炉的技术特点对流受热面。这类布置方式尾部需要比较长的烟气流程，以满足更西方发达国家早在20世纪80年代就已经开始进行CFB锅炉燃多的受热面的热交换。如图 2 为65t/h 高温次高压的生物质 CFB 锅 生物质燃料的研究开发工作，并且已有多个实际应用项目。我国的炉采用了尾部三烟道的设计方案，屏式过热器布置于第一烟道内， 一些科研单位和锅炉厂在早期也进行了比较深入的研究, 先后开低温过热器、高温过热器分别位于第二烟道上下部，省煤器和空气 发出纯烧蔗渣锅炉、蔗渣煤粉混烧锅炉、造纸厂用碱回收锅炉和棕预热器布置在第三烟道内。除了加长尾部烟气流程，另一解决方案 榈锅炉，这些锅炉已经形成系列产品。是将高温过热器布置在外置式换热器中。采用外置式换热器方案通近几年国家出于节能减排、提高资源利用率的考虑，号召开发过调整进入换热器的循环灰量与直接返回炉内循环灰量的比例控 生物质能源的再生利用技术，燃用生物质燃料的 CFB 锅炉应运而制床料温度，使调整床温更具灵活性。根据需要还可以采用水冷或 生。中国节能（宿迁）生物质发电有限公司秸秆直燃发电项目锅炉汽冷旋风分离器，以保证锅炉足够的受热面积。一般使用在较大容 是国内第一个具有自主知识产权的生物质 CFB 锅炉，此后各科研机量的 CFB 锅炉。 构和各锅炉厂陆续研发了不同参数一系列 CFB 锅炉产品并有部分 项目投入运行。生物质 CFB 锅炉国产化摆脱了我国在生物质发电依 靠引进国外技术的高成本、技术不适应我国生物质燃烧的局面。为 我国生物质锅炉向低成本、规模化、产业化发展奠定了良好的基础。 据不完全统计，截至目前已投入运行的生物质电厂中用 CFB 锅炉的 项目超过15个，运行较好的项目设备年利用小时数超过7000小时。 图 1 为某锅炉厂130t/h 高温高压生物质锅炉的方案示意图。图 2 65t/h CFB 锅炉示意图（尾部三通道）图 1 130t/h CFB 锅炉示意图（设外置换热器）Fig.1 130 t/h CFB boiler (heat exchanger set the outer) Fig.2 65t/h CFB boiler (tail three-channel) 19 中国科技纵横 China Science Technology 万方数据2010 NO.22 工业及工程技术第二类技术流派是主张在炉膛内多布置受热面。部分厂家除了（4）尾部受热面（省煤器、空预器等）管组一般采用顺列布 在炉膛内布置翼墙式水冷屏外，还将中高温过热器布置炉膛内（或置，横向节距普遍比燃煤锅炉的节距大。其主要目的是防止飞灰搭 水平烟道内）。如图 3 所示，炉膛内稀相区下部布置水冷管屏，炉桥。 膛上部布置中温过热器和高温过热器蛇形管，受热面通过对流管束（5）负荷调节性好，当负荷变化时，需调节给料量、空气量 悬吊在炉膛内。这类方案主要是靠调节返料量来调节床内固体颗粒
