0、引言
近20年来，我国电力工业发展迅速，火力发电机组的建设主要经历了2个阶段。
第1阶段为20世纪90年代初期，该阶段开始引进国外设备，进口了相当数量300 MW及600 MW以上机组。引进的国外设备来自世界工业发达国家，所配锅炉几乎囊括了世界有代表性的制造厂家的特有技术。其设计特点和技术的应用，促进了我国电力工业技术水平的提高，也为当时国内几大锅炉制造厂吸收国外先进技术提供了良好的条件，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗�；�、
秸秆颗�；�、
秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。
第2阶段为21世纪初期，该阶段我国进行电力体制改革，电力行业得到了飞速发展，各发电公司不断扩大装机容量，国内几大锅炉制造厂与世界有代表性的制造厂家合作，建造了大批国产化600 MW以上超临界机组。
我国的600MW以上超临界机组锅炉主要由三大公司制造，它们是上海锅炉厂有限公司（以下简称上锅）、东方锅炉（集团）股份有限公司（以下简称东锅）和哈尔滨锅炉厂有限责任公司（以下简称哈锅）。
三大锅炉制造厂的技术主要是按美国或日本对应公司的许可证制造锅炉：上锅对应美国燃烧工程公司CE（Combustion Engineering），现被阿尔斯通能源公司( ALSTOM)合并；东锅对应日本日立公司的拔伯葛一日立株式会社(BHK)，日本日立公司的拔伯葛一日立株式会社又对应美国巴布科克·威尔科克斯公司B＆W( Babcock&Wilcox)；哈锅对应日本三井巴布科克能源公司(MB)。
国内各锅炉制造厂在消化国外技术的基础上，根据我国的国情，600 MW以上超临界锅炉机组采用超临界压力螺旋管圈式变压运行直流锅炉，且都为煤粉炉，低NO，燃烧技术。本文将对国内几大锅炉制造厂及与其合作的国外制造厂家的600 MW以上超临界锅炉机组主要技术和技术特点及运行特点进行介绍。
1、上锅600 MW以上超临界机组技术特点
上锅600 MW以上超临界锅炉机组主要有以下技术特点：
(1)螺旋管圈式超临界变压直流本生型锅炉，采用内置式汽水分离器启动系统；
(2)直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式，可摆动喷嘴用以调节再热汽温；
(3)带燃尽风OFA( Over Fire Air)和出口扩锥的浓淡低NOx燃烧系统；
(4)采用气流反切，削弱炉膛出口气流残余旋转，降低水平烟道左右侧烟气流速偏差。
1.1锅炉启动旁路系统及主要技术特点
1.1.1锅炉启动旁路系统
启动旁路系统采用内置式启动分离器，布置2台汽、水分离器，每个分离器分别由2根导管将水冷壁出口的工质引入，经2根导汽管将工质引至炉顶棚进口集箱。
在机组启动或锅炉负荷低于最低直流负荷30010 MCR时，启动旁路在分离工况下运行，工质在分离器中进行汽、水分离后，蒸汽进入顶棚过热器继续加热，水经1根疏水管引至1个储水箱，储水箱下方设有2根管道分别通至除氧器和大气式扩容器，每根管道上分别设有调节阀，可根据不同状况控制分离器水位并回收工质和热量。
1.1.2锅炉启动旁路系统主要技术特点
(1)系统简单可靠、操作方便。
(2)在机组启、停和低负荷(<30%MCR)运行过程中的上水、大流量清洗、建立启动流量，为控制分离器水位而将分离器中多余的水排向大气式扩容器或除氧器，能回收分离器的疏水和热量。
(3)在负荷>30% MCR时，启动旁路系统解列，分离器处于干态运行，此时，分离器仅作为蒸汽流通集箱作用。
(4)不带炉水循环泵，启动流量靠给水泵建立。在机组启、停和低负荷运行(< 30%MCR)运行时，在水质符合要求前，为控制分离器水位而将分离器中多余的水排向大气式扩容器，将带走大量的热量，汽温特性不好，但由于燃烧量较少，基本不存在超温问题。在水质符合要求后，便可排向除氧器，回收热量，提高给水温度，汽温特性得到改善，随着燃烧量的增加，汽温也不易超温。
(5)在直流锅炉启动过程中，除氧器水位的控制十分重要。在机组由低负荷运行状态到分离器切除的运行阶段中，分离器水位的上升会引起分离器疏水量的增加，从而影响到除氧器水位。而除氧器水位的剧烈波动会使凝结水泵瞬时流量过大，导致凝结水泵进口滤网差压超限，进而导致凝结水泵出口压力降低，低压旁路关闭。给水泵的密封水由凝结水泵提供，凝结水泵跳闸就会影响给水泵密封水的供应，凝结水压力升高，给水泵密封调节门自动关小，使给水泵密封差压降低。这些因素都将引起锅炉主燃料跳闸MFT( Master Fuel Trip)动作。
1.2切圆燃烧及低NO，排放直流燃烧系统
1.2.1带燃尽风(OFA)的切圆燃烧
切圆燃烧方式适用于各种燃烧无烟煤、烟煤、褐煤以及油、气等各种燃料，切圆燃烧将燃料和空气分别从炉膛四周喷人炉膛，切向炉膛中心的一个假想切圆，形成旋转的火球，延长燃料在炉内的停留时间。侧面相邻气流的碰撞促进了炉内的强烈混合，相邻火焰相互帮助点燃使着火稳定，因而燃烧效率高，由于炉内整体涡流的强烈混合和稳定的燃烧，形成“炉膛本身是一个大燃烧器”的情境。此外，上锅采用切圆燃烧还有以下3个方面的特点：
(1)具有独特的燃烧器摆动调温功能，燃烧器喷嘴采用上、下摆动町改变炉膛的吸热份额，用于调节再热汽温。
(2)切圆燃烧具有先天的炉内降低NOx形成的性能，因为燃料和空气喷嘴间的物理距离天然地形成分级燃烧和较低的火焰尖峰温度。
(3)采用燃尽风(OFA)直流燃烧器风箱。即在角置式直流燃烧器喷口的最上端再布置2-3层燃尽风喷口，将10% -25%总风量的风从此处送进炉膛上部。
燃尽风OFA被首先和最广泛地使用于切圆燃烧以控制NOx。当稳定工况时，在脱挥过程的早期，会有大量的N释放出来，此时可能产生大量的NO。。利用燃尽风( OFA)使主风箱运行在较低的空气量下（约80%），从而降低燃烧区段温度，使NO，的反应率下降，此时有些氮得不到氧，复合为N2，NO。就会减少（即燃烧过程延迟），然后，再从上部燃烧器喷口送入其余约20%的空气（即富空气燃烧）以达到风、煤燃烧平衡。
1.2.2采用三角形扩锥的直流燃烧器
为了改善低负荷时燃烧的稳定性，一次风喷口内装有三角形扩锥（锥角2a= 200），如图3所示。扩锥的作用是使在喷口外的一次风气流中心形成一个回流区，有利于提高煤粉气流的着火性能，使锅炉在低负荷下也能有较好的燃烧稳定性。
在此基础上，该燃烧器一次风入口弯头中故意不安装气流导向装置，而在煤粉喷嘴管内装置水平肋片，主要目的是有意识地利用煤粉气流在一次风管内转弯后煤粉的离心力的分离作用，使水平肋片上部的出口气流中煤粉浓度较高，水平肋片下部的出口气流中煤粉浓度较低。
同时，改进了喷嘴头部的装配，使喷嘴出口截面和入口截面相等，而喉口截面积约为入口截面积的95%，这样，使喷嘴出口一次风速度降低。有利于在整个喷口的煤粉气流容易着火和低负荷下保持燃烧稳定。
1.3降低水平烟道左，右侧烟气流速偏差
减少四角切圆燃烧锅炉的炉膛出口水平烟道左、右两侧烟温差、流速偏差及防止过热器、再热器局部超温爆管，对600 MW以上机组的安全运行有极为重要的意义。
沿烟道宽度各管的吸热偏差是由于炉膛出口气流的残余旋转导致了水平烟道左右侧烟气流速和温度偏差所引起。因此，降低沿烟道宽度各管之间的吸热偏差的根本途径在于削弱炉膛出口气流的残余旋转。通过适当控制一次、二次风动压比和使部分射流风反切，将一次风或部分二次风、燃尽风射流与主体旋转气流反切，可以削弱炉膛出口气流残余旋转，降低水平烟道左、右侧烟气流速偏差。
2、东锅600 MW以上超临界机组技术特点
东锅600 MW以上超临界锅炉机组主要有以下技术特点：
(1)螺旋管圈式超临界变压直流本生型锅炉，采用内置式汽水分离器启动系统；
(2)燃烧设备系统为前、后墙布置，采用对冲燃烧、带燃尽风(OFA)的旋流式燃烧器系统；
(3)采用煤粉浓缩器、稳焰环及稳焰齿的低NO；燃烧器系统；
(4)采用挡板调节再热汽温。
2.1锅炉启动旁路系统及主要技术特点
2.1.1锅炉启动旁路系统介绍
启动循环系统由启动分离器、储水罐、储水罐水位控制阀（361阀）等组成。
启动分离器数量为每台炉2个。经水冷壁加热以后的工质分别由6根连接管沿切向向下倾斜15。进入2个分离器，分离出的水通过分离器下方的连接管进入储水罐，蒸汽则由分离器上方的连接管引入顶棚入口集箱。
储水罐的水位由储水罐水位控制阀（361阀）进行调节控制。储水罐中的水由储水罐下部的出口连接管引出，经过361阀，在锅炉清洗及点火初始阶段被排出系统外或循环到凝汽器中。启动循环系统如图4所示。
2.1.2锅炉启动旁路系统主要技术特点
(1)系统最简单可靠、操作最方便。
(2)在机组启、停和低负荷(<25% MCR)运行过程中的上水、大流量清洗、建立启动流量，为控制储水罐水位而将储水罐中多余的水排向大气式扩容器或凝汽器，仅能回收储水罐的疏水，不能回收热量。
(3)在负荷>25% MCR时，启动旁路系统解列，分离器处于干态运行，此时分离器仅作为蒸汽流通集箱作用。
(4)不带炉水循环泵，启动流量靠给水泵建立。在机组启、停和低负荷(<25%MCR)运行时，在水质符合要求前，为控制储水罐水位而将储水罐中多余的水排向大气式扩容器，将带走大量的热量，汽温特性不好，但由于燃烧量较少，基本不存在超温问题。在水质符合要求后，便可排向凝汽器，同样将带走大量的热量，汽温特性没有得到改善，随着燃烧量的增加，汽温易超温，运行调整要加强屏式过热器出口及高温过热器出口汽温的控制，使汽温控制在合适的范围内。
2.2前后对冲燃烧、低NO，旋流式燃烧器系统
2.2.1带燃尽风( OFA)的前、后对冲燃烧
燃烧设备系统为前、后墙布置，采用对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风粉气流从投运的煤粉燃烧器、燃尽风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。
前、后墙各布置3层HT - NR3燃烧器，每层4台；同时在前、后墙各布置一层燃尽风喷口，其中，每层2台侧燃尽风( SAP)喷口，4台主燃尽风(AAP)喷口。利用燃尽风( OFA)，减少煤粉燃烧过程中NOx的生成量，补充燃烧需要的空气量，以达到风煤燃烧平衡。燃烧器的布置简图如图5所示。
燃烧器区域设有大风箱，大风箱被分隔成多层风室，每层燃烧器一个风室。大风箱对称布置于前后墙，设计入口风速较低，风箱内风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，保证燃烧器在相同状态下自然得到相同风量，利于燃烧器的配风均匀。大风箱示意图如图6所示。
2.2.2带煤粉浓缩器、稳焰环及稳焰齿的低NOx旋流燃烧器系统
旋流燃烧方式的燃烧器射流在喷入炉膛时依靠射流旋转时产生的中心回流来稳定燃烧。其特点是单一燃烧器可以组织燃烧，其稳燃的关键是通过气流的切向旋转在燃烧器出口中心附近形成稳定的、合适的轴向回流区以卷吸高温烟气，有利于煤粉气流的着火。
煤粉燃烧器采用日本拔伯葛一日立株式会社(BHK)的新型HT - NR3燃烧器。燃烧器配风示意图如图7所示。
在HT - NR3燃烧器中，燃烧的空气被分为3股，它们是直流一次风、直流二次风和旋流三次风。燃尽风(OFA)风口包含2股独立的气流：中央部位为非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合。
为了提高燃烧器的低负荷稳燃、防止结渣及降低NO，排放，采用了煤粉浓缩器、稳焰环及稳焰齿。一次风气流的浓淡分离是靠安装于一次风管中的煤粉浓缩器来实现的，使气流在稳焰环附近区域形成一定煤粉浓度的煤粉气流。
为了防止煤粉浓缩器的磨损，在煤粉浓缩器上贴有耐磨陶瓷片。
HT - NR3燃烧器主要有以下4项技术特点：
(1)在一次风管内装有一个锥形煤粉浓缩器用于将煤粉气流进行浓淡分离，利用浓淡燃烧技术来加强煤粉气流的着火和燃尽。
(2)在一次风管出口装有稳焰环及稳焰齿用于加强煤粉气流的着火和低负荷下保持燃烧稳定。
(3)将助燃空气分为2股（即二次风和三次风）既有利于煤粉气流的着火和燃烧，又有利于减少煤粉燃烧过程中NO，的生成量。
(4)安装有专门设计的喉口。喉口有合理的旋角；喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕；喉口表面镶衬光洁且导热性能良好的陶瓷材料，不仅耐高温、耐磨，而且降低喉口表面温度，有利于防止喉口部位结渣。
3、哈锅600 MW以上超临界机组技术特点
哈锅600 MW以上超临界锅炉机组主要有以下技术特点：
(1)螺旋管圈式超临界变压直流本生型锅炉，采用带炉水循环泵的内置式汽水分离器启动系统；
(2)燃烧设备系统为前、后墙布置，采用对冲燃烧、带燃尽风(OFA)的旋流式燃烧器系统；
(3)采用煤粉浓缩器、稳焰环及稳焰齿的低NOx燃烧器系统；
(4)采用挡板调节再热汽温。
3.1锅炉启动旁路系统及主要技术特点
3.1.1锅炉启动旁路系统
采用内置式汽、水分离器启动系统，启动系统包括启动分离器、炉循环泵及其他汽侧和水侧连接管、阀门等。
通往锅炉疏水扩容器的溢流支管及其2台高水位调节阀和闭锁阀用于初次启动和较长期停炉后启动前用凝结水清洗给水系统和省煤器、水冷壁系统。当流量大或清洗后的水质不合格不能进行再循环时，必须通过此溢流管送往扩容器。另外，当机组启动初期，水冷壁出现汽、水膨胀现象，导致分离器贮水箱中水位急剧上升，也必须打开高水位和高高水位调节阀，将工质送往扩容器系统。它的容量可满足锅炉各种状态下的启动溢流要求。启动循环系统如图8所示。
3.1.2锅炉启动旁路系统主要技术特点
(1)系统可靠、相对较复杂，运行操作相对要求更高。
(2)在机组启、停和低负荷(<35% MCR)运行过程中的上水、大流量清洗及建立启动流量，只要水质合格，启动系统可完全回收工质及其所含的热量。
(3)在负荷>35% MCR时，启动旁路系统解列，分离器处于干态运行，此时分离器仅作为蒸汽流通集箱作用。锅炉转入直流运行时，启动系统处于热备用状态，一旦锅炉渡过启动期间的汽水膨胀期，即通过循环泵水位控制阀进行炉水再循环。在最低直流负荷以下运行，贮水箱出现水位时，将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀，进行炉水再循环。
(4)带炉水循环泵，启动流量靠炉水循环和给水泵共同建立。在机组启、停和低负荷(<35%MCR)运行时，在水质符合要求后，启动系统可完全回收工质及其所含的热量。提高给水温度，汽温特性好，随着燃烧量的增加，汽温也不易超温。
(5)启动分离器系统也能起到在水冷壁出口集箱与过热器之间的温度补偿作用，均匀分配进入过热器的蒸汽流量。
3.2前后对冲燃烧、低NO，旋流式燃烧器系统
3.2.1带燃尽风( OFA)的前后对冲燃烧
燃烧器布置方式采用前、后墙布置，对冲燃烧。前、后墙上各布置4层燃烧器，每层各有4台LNASB燃烧器，共32台LNASB燃烧器。在最上层煤粉燃烧器上方，前、后墙各布置1层燃尽风口，每层布置7台，共14台燃尽风口。风箱分为前、后墙风箱，根据燃烧器前、后墙布置的层数，前、后墙风箱又各分为4个小的分风箱，即每层燃烧器1个小风箱，每层小风箱从炉膛两侧进风。
3.2.2带煤粉浓缩器、稳焰环及稳焰齿的低NO，旋流燃烧器系统
LNASB燃烧器的结构如图9所示，主要由一次风道、二次风道、三次风道、旋流控制机构、中心风孔、喉口等组成。一次风喷口采用防止烧坏和磨损的耐磨不锈钢制造。喉口表面镶衬光洁且导热性能良好的碳化硅砖，不仅耐高温、耐磨，而且与普通耐火材料相比能够大大降低喉口表面的温度，有助于防止喉口部位结渣。
为实现降低NO；生成量的同时，防止炉膛结渣，保证低负荷稳定燃烧、充分燃尽。LNASB燃烧器设计准则有以下5项：
(1)增大挥发分从燃料中释放出来的速率，以获得最大的挥发物生成量。
(2)在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外，尽量维持一个较低氧量水平的区域，以最大限度地减少NO，生成。
(3)控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间，以最大限度地减少NO，生成。
(4)增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成NO，的可能。
(5)及时补充燃尽所需要的其余的风量，以确保充分燃尽。
4、国内三大锅炉制造公司的技术特点比较
国内三大锅炉制造公司的600 MW以上锅炉机组的性能比较见表1。
5、结束语
以上分析了国内主要燃煤电站锅炉现状及未来发展状况，作者对以下4个问题也深有感触，愿提出来与同行共同探讨。
(1)完善电网调度运行模式，充分发挥600 MW超临界机组高参数、高效率优势。三大锅炉制造厂均采用螺旋管圈式变压运行直流炉，适应了目前电网调峰要求，但长期低负荷运行不能发挥600 MW超临界机组高参数、高效率优势，有关部门应根据国家节能减排政策，完善电网调度运行模式，优先让600 MW超临界机组带基负荷运行，充分发挥600MW超临界机组高参数、高效率、高清洁性的优势。
(2)根据实际用煤情况提供设计煤种资料。电站锅炉必须按一定的煤质特性来设计制造，否则，就难以满足其出力和安全经济运行的要求，烧百家煤的通用化锅炉实际是没有的。保证按设计煤种运行是保持良好运行性能的关键因素。因此，除应强调电站用煤要实现按设计煤种供应外，在电站建设的前期工作中，正确的选定设计煤种，从而使机组能在设计条件下正常运行。
(3)根据燃料性质选择燃烧方式。我国大型电站锅炉目前绝大部分还是煤粉炉，根据燃料的性质选择正确的燃烧方式，才能保证锅炉的安全和经济运行。目前，由于燃料市场的紧张，有的设计燃用烟煤的锅炉，却全部成掺烧无烟煤，严重威胁锅炉的安全运行，经济性下降。
(4)加强发展完善我国自己的锅炉技术。各种国外先进技术和设备的引进，为我国电力工业技术水平的提高起到了显著的作用。同时，国内研究、设计、制造、使用各单位如何通力合作，开发、支持、发展、完善我国自己的锅炉技术，是国家有关部门、单位应着重考虑、协调发展的重要课题。如600 MW以上超临界锅炉启动系统的完善，使之既安全经济又操作方便；燃烧器及燃烧系统的设计等。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质壁炉
2、
秸秆颗粒机
3、
木屑颗粒机
