1、前言
中国科学院工程热物理研究所长期从事循环流化床锅炉的研究和开发，1 991年开始与无锡华光锅炉股份有限公司合作开发75t／h循环流化床锅炉，并实现了批量生产。2002年开始了130～480t／h等级的循环流床锅炉的合作开发。本文将介绍由两家共同开发的150t／h高温高压循环流化床锅炉的设计原则、技术特点和锅炉的运行情况，富通新能源销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
2、150t／h高温高压循环流化床锅炉
2.1 锅炉设计参数、总体性能及布置
2.1.1 锅炉的基本性能参数
额定蒸发量 150t／h
额定蒸汽压力 9. 82MPa
额定蒸汽温度 540℃
给水温度 215℃
一次热风温度 201℃
二次热风温度 207℃
冷风温度 20'c
排烟温度 132℃
锅炉效率 90. 44%
2.1.2 锅炉燃用煤种
锅炉燃用煤种为山东淄博贫煤，元素分析如下：
收到基碳 46.55%
收到基氢 3.06%
收到基氧 6.11%
收到基氮 0.86%
收到基硫 1.94%
收到基灰分 32. 48%
收到基水分 9. 00%
干燥无灰基挥发分 18. 50%
收到基低位发热量 4233 kcal／kg
2.1.3 锅炉的整体布置
锅炉采用高温高压蒸汽参数、单汽包自然循环、2根集中下降管、平衡通风、汽冷旋风分离器、两级喷水调节汽温和常规过热器包墙的结构。图1为该锅炉简图。
锅炉采用支吊结合的固定方式，运转层标高为7000mm。三个给煤口位于炉膛前墙水冷壁下部，三个排渣口位于炉膛底部布风板上，其中的两个排渣口与滚筒式排渣机连接。
锅炉采用了一个汽冷涡壳式高效旋风分离器，它位于炉膛出口和尾部竖井烟道之间，旋风分离器筒体采用整体膜式汽冷壁结构，管内流动介质为锅筒出来的饱和蒸汽。旋风分离器下的一个返料器将旋风分离器分离的物料送回炉膛。返料器的流化风由罗茨风机提供。
锅炉采用床下点火启动方式，两只床下燃烧器布置在一次风箱的后墙。燃烧器由油枪、高能点火器组成。
锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。
锅炉基本尺寸：
锅筒中心标高 36.7m
锅炉运转层标高 7.Om
锅炉左、右柱中心宽度 9.4m
锅炉前、后柱中心深度 21.3m
炉顶大板梁标高 41.Om
2.2 锅炉技术特点
2.2.1 锅炉炉膛
炉膛水冷壁采用膜式壁结构，水冷壁管的规格为∮60×5mm，节距为80mm，悬吊于钢架的顶部横梁上。水冷壁由两根集中下降管供水，由连接管与前墙、后墙和侧墙下集箱连接，水冷壁上集箱经汽水引出管与锅筒连接，其中前墙水冷壁和后墙水冷壁进入一个汇集集箱。
炉膛下部是密相区，前后墙在底部向中间收缩，形成水冷布风板和水冷风室。水冷布风板的管规格是∮60×5mm，管节距为160mm。为防止水冷壁磨损，炉膛下部四周水冷壁和布风板上均敷设耐磨可塑料，从管中心到耐磨可塑料壁面的厚度为80mm。炉膛上部靠近前墙布置了三片汽冷屏，在屏的下部也进行了防磨处理，采用密焊销钉和敷设耐磨可塑料。
为保证锅炉长期连续运行的可靠性，放渣管采用了水冷结构，冷却水接入了锅炉的自然循环水系统中。
2.2.2 旋风分离器
锅炉采用了涡壳进口型式的汽冷旋风分离器，采用了比较低的烟气进口速度，使烟气阻力减小，分离效率达到非常高的水平。汽冷旋风分离器由上、下环形集箱和膜式壁管组成，它是过热器的一部分。采用汽冷旋风分离器具有如下优点：
(1)分离器内衬的耐火防磨层厚度比较小，管子外侧则采用轻型保温结构，所以热惯性小，锅炉启停和变负荷速率较快，分离器的整体重量大幅度减少，简化了整体支吊结构。
(2)内壁采用很薄的高性能耐火防磨层，具有良好的导热性能，材料不易损坏、不易开裂和脱落，大大减轻了锅炉维修量。采用汽冷分离器的某130t]h循环流化床锅炉至今己运行4年，其汽冷旋风分离器内的耐磨层没有维修过，比绝热旋风分离器有很强的优势。
(3)旋风分离器内烟气湍流强烈，后燃现象不可避免，汽冷旋风分离器的吸热可有效降低旋风分离器和返料器内的温度。
2.2.3 尾部烟道
高温过热器和低温过热器均为纯对流型、顺列逆流布置，均采用二管圈布置。高温过热器材料为12CrlMoV，最上一排管圈采用钢研102。低温过热器下级材料为20G，上级材料采用了15CrMo材料。高温过热器和低温过热器由省煤器悬吊管支吊。整个过热器部分的烟道采用了过热器包墙，密封性非常好。
省煤器布置在低温过热器下部区域，由省煤器管夹支吊。整个省煤器分成三个管组，均采用膜式壁结构、单管圈绕制、错列布置。省煤器的进出口联箱全部布置在烟道里面，避免了由省煤器管的穿墙带来的漏风现象。
空气预热器采用卧式结构，分为三流程，顺排布置。烟气在管间纵向流动，空气在管内流动。一、二次风的冷风风道分别从炉后方向引入，热风风道从炉前方向引出。
2.2.4 可靠的膨胀密封设计
由于循环流化床锅炉循环系统内存有大量的循环灰，尾部烟道内的负压较高，因而锅炉的膨胀和密封设计显得尤为重要，具体的设计原则如下：
(1)锅炉深度方向上的膨胀零点分别设置在炉膛后墙水冷壁管的中心线、分离器的中心线和尾部烟道的中心线上，宽度方向上的膨胀零点设置在炉膛中心线上。垂直方向上的膨胀零点都设在锅炉顶部。
(2)旋风分离器与炉膛、回料器、尾部烟道之间均采用了非金属膨胀节，既消除了膨胀差产生的位移，又严格保证了密封。
(3)炉膛水冷壁、汽冷旋风分离器和尾部过热器烟道包墙均为膜式壁结构，具有良好的密封性。水冷壁和过热器包墙四周外侧沿高度方向设置刚性梁，以增加水冷壁刚度和承受炉内压力的波动能力。省煤器的进出口联箱布置在烟道里面，炉墙的密封结构得到简化，也减少了烟气泄漏。
(4)锅炉的给煤管和二次风进风管上均设置了不锈钢金属膨胀节。床下启动点火燃烧器和返料器采用恒力弹簧支吊。
2.2.5 锅炉的防磨措施
循环流化床锅炉的防磨结构历来是着重考虑的问题。在进行150t／h高温高压循环流化床锅炉的设计时，根据我们长期的研究结果和积累的实际经验，采取如下防磨措施。
(1)在炉膛底部易磨损区域采用密集销钉并敷
设防磨材料。在防磨层和光管的交界处采用水冷管向外让的结构。
(2)上部炉膛出口侧和后侧水冷壁管处采用销钉并敷设防磨材料。
(3)炉膛上部水冷壁光管区域不布置测点，所有温度和压力测点均布置在有耐磨层的区域，以防止由于水冷管让管造成磨损。
(4)高温汽冷旋风分离器的内侧面及入口通道采用了耐磨可塑料防磨。
(5)尾部竖井内的受热面管子两边弯头处设置阻流板，防止形成烟气走廊。各段受热面首排管子设有防磨护板。
3、150t／h高温高压循环流化床锅炉使用情况
山东巨能电力集团金玉米开发有限公司位于山东省寿光县，主要生产赖氨酸和淀粉，生产需要大量的蒸汽。2002年12月该厂从无锡华光锅炉股份有限公司订购了一台150t／h高温高压循环流化床锅炉。该项目于2003年5月开始动工，锅炉的安装单位是江苏溧阳市金马工程总公司，电厂的设计单位是河北邯郸市北冶建设工程设计有限公司。一次风机、二次风机和引风机为济南风机厂设计制造，静电除尘器由浙江诸暨市天地环保工程有限公司设计制造。
山东巨能电力集团金玉米开发有限公司原有2台无锡华光锅炉股份有限公司设计制造的75t／h中温中压循环流化床锅炉，他们对于锅炉的调试运行有着丰富的经验，因此150t／h锅炉的调试就由他们自己进行。
150t／h高温高压循环流化床锅炉从2004年1月4日首次启动后就达到了满负荷，过热蒸汽的参数全部达到设计值，并连续满负荷运行到2004年2月6日（论文截稿止）。炉膛、返料器的烟气温度基本一致。
150t／h高温高压循环流化床锅炉具有较高的燃烧效率，根据初步的化验结果，在燃用淄博贫煤时，炉渣的含碳量在1%～2%，飞灰的含碳量在6%～8%。底渣和飞灰的活性较好，含碳量低，全部就地利用，用作水泥掺和料，不需配备堆放灰、渣的专用场地，不会造成新的污染，综合经济效益显著。
5号锅炉已经顺利投运，现在开始进行6号锅炉的安装，仍然是无锡锅炉厂生产的150t／h高温高压循环流化床锅炉。
4、结论
中国科学院工程热物理研究所和无锡华光锅炉股份有限公司进行了150t／h高温高压循环流化床锅炉的研制，并在山东开发有限公司成功地投入了运行。初步的运行数据表明该炉完全达到了设计要求，进一步考验还有待于长期运行结果。
该锅炉结构简单、紧凑，充分考虑了锅炉的密封和膨胀密封等问题，它汇集了两家单位多年从事循环流化床锅炉的丰富设计、运行经验，是优质高效的锅炉产品，富通新能源生产销售生物质锅炉，而且还销售木屑颗粒机压制的生物质锅炉专用生物质颗粒燃料。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质蒸锅
2、
秸秆压块机
3、
木屑颗粒机
