0、前言
1981年我國引進美國燃燒工程公司（CE公司）的控制循環鍋爐技術，第一臺配300MW的1025t/h控制循環鍋爐于1987年6月在山東石橫發電廠正式投入商業運行，表示了引進工作告一段落。該機組至今已安全、可靠、經濟地運行10多年，在這10多年中，控制循環鍋爐在國內許多電廠投運，許多優點逐步顯示，深受電廠歡迎。隨著使用地區的擴大，燃用煤質的復雜化；運行要求和自動化程度提高；國產材料和配套件的比例增加，以及制粉系統多樣化，從而在鍋爐上也暴露一些新問題。上海鍋爐廠有限公司多年來針對這些問題進行深入分析研究，采取了許多改進措施，取得一定成效和實績，富通新能源生產銷售
生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機、
秸稈壓塊機壓制的
生物質顆粒燃料。
1、控制循環鍋爐的基本評價
1981年引進的鍋爐技術，是美國CE公司80年代最新技術，為改良型控制循環CC+，即“低壓頭循環泵+爐膛水冷壁內螺紋管”。此技術是利用內螺紋管來防止膜態沸騰降低水冷壁管內的質量流速，從而降低了循環倍率及循環泵所需的壓頭和流量，減少循環泵的電耗，節約了廠用電。
石橫發電廠1025t/h控制循環鍋爐考核試驗結果證實了引進技術是成熟的、可靠的、先進的。該機組在第一年內運行了7373小時，共發電20.19億度，年平均負荷283MW，最大負荷達338MW，創國內同容量機組投產第一年運行最好水平。通過運行證明：機組具有調峰能力強、啟停速度快、可控性好、自動化水平高、鍋爐低負荷穩燃性能好等優點，解決了我國發電鍋爐長期存在的可靠性差、漏風漏煙大、效率低、啟停時間長等問題，逐步成為電廠首選的爐型。
2、暴露和存在的問題
2.1再熱器局部超溫
石橫發電廠控制循環鍋爐（考核機組）投運2年多后，連續在末級再熱器中發生3次爆管，經試驗測量，發現爐膛出口的右側煙溫比左側煙溫約高250℃左右，右側1/4寬度的再熱蒸汽溫度普遍高于左側，該處的管壁溫度已長期處于過熱超溫狀態。經查閱相同布置的寶鋼自備電廠350MW控制循環鍋爐的情況和CE公司有關資料，發現這些具有典型布置結構控制循環鍋爐的再熱器汽溫分布特性均存在類似的情況，即右側再熱蒸汽溫度普遍高于左側。
經過詳細分析研究和現場實爐的測量，證明造成末級再熱器管子超溫爆管主要有3個原因：
(1)煙氣的殘余旋轉影響。控制循環鍋爐一般采用逆時針轉向的切向燃燒方法，因而爐膛出口后的水平煙道中煙氣流均偏向煙道右側，導致右側再熱器受熱面吸熱增多，使右側汽溫高于左側：
(2)三通結構影響。再熱器引入處采用三通結構，在三通區域產生局部渦流，造成靜壓降低，導致部分管子蒸汽流量降低，使熱偏差增大；
(3)材料選用問題。在末級再熱器中選用鋼102，據資料使用范圍可達600—620℃，但實際上只能用到580℃，造成材料裕度不夠。
上述3個主要原因造成了末級再熱器管子超溫爆管。
2.2燃燒器熱態不能擺動
引進型控制循環鍋爐特點之一是利用擺動式燃燒器作為調節再熱汽溫的主要手段，但在初期投運的幾臺鍋爐中發生了熱態不能擺動的問題。經過對設計、制造、安裝、運行等各個環節進行調查研究與分析認為：部分零件剛性不足：不能吸收膨脹的附加應力；制造誤差過大；在運行中噴嘴結焦、變型燒壞；安裝后沒有進行調整，造成噴嘴位置不一致；運行中長期不擺動，使傳動機構失靈等綜多因素造成了熱態時不能擺動。
2.3回轉式空氣預熱器漏風超標
回轉式空氣預熱器是在和鍋妒技術引進的同時，與美國CE-API公司簽訂技術引進合同的。在技術引進以后，使國內預熱器的技術水平大大提高，但從石橫電廠引進考核機組起，預熱器的漏風偏大，如吳涇電廠1025t/h控制循環鍋爐同樣存在預熱器漏風偏大的問題。雖然各電廠預熱器漏風有很大差異，但均為漏風率沒有達到預期的目標。造成預熱器漏風偏大的原因，不僅與預熱器設計、結構有關，且與制造、安裝、調整亦有十分密切的關系。主要可歸納為：
(1)預熱器某些密封結構可進一步改進；
(2)制造質量尚需嚴格控制；
(3)安裝、調整有待進一步提高；
(4)漏風控制系統有待于完善、投運。
2.4主蒸汽溫度的控制問題
控制循環鍋爐的過熱器系統是采用輻射和對流組合式，由五個部分組成，即是爐頂及包覆過熱器、低溫過熱器、分隔屏，、后屏和末級過熱器。主蒸汽調溫主要是采用布置在分隔屏進口前的單級噴水減溫。蒸汽在噴水減溫后，通過串聯布置的分隔屏、后屏和末級過熱器等三級受熱面，時滯較大。當減溫水量發生變化4分鐘后，主汽溫度才有反應。尤其在運行中增投一臺磨煤機時，爐內風量和煤粉量突然增加，主蒸汽溫度變化較大，汽溫難以控制。且原國內機組一直采用二級或三級噴水減溫，其第二級（或第三級）往往布置在靠近主蒸汽出口端，反應較快，調節較靈敏，故采用一級布置后很不習慣。另外在投運初期，往往汽溫自動控制系統尚未投入，只能用手動調節，則汽溫更難以控制。
2.5尾部煙道的振動
按引進技術設計、制造的山東石橫5、6號爐；廣東沙角A廠4、5號爐，在試運行階段曾在尾部煙道省煤器部位發生過不同程度的振動。石橫電廠5號爐振動頻率約在53-60赫芝，噪聲約在110分貝，振動發生在電負荷229-293MW范圍內；沙角A廠4號爐振動的頻率約在56-63赫芝，噪聲約在95分貝，振動發生在電負荷245—300MW。據了解吳涇電廠300MW、平圩電廠600MW控制循環鍋爐也曾發生過振動，國內自行設計的鍋爐，僅在管式空氣預熱器上發生過振動，在省煤器部位發生振動尚屬首次。國內外許多專家對鍋爐振動的研究結果建立了一系列理論，已有一整套解決方法和措施。隨著鍋爐容量增大和煙速提高，發生振動的可能性會增加。CE公司的控制循環鍋爐尾部煙速比國內同類鍋爐略高2—3米／秒，因而發生振動可能性也相應增加。
2.6一次風機容量偏小
鍋爐技術引進以后，回轉式空氣預熱器從原二分倉發展為三分倉，所謂三分倉即是除煙氣分倉外，空氣側又分隔為一次風和二次風兩個分倉。采用這種方式具有明顯的優點，由于對這一新系統缺乏設計經驗，在選擇冷一次風機的參數、容量和裕度時考慮不周，有些電廠所選用的一次風機余量偏小，影響了鍋爐的出力。
在國內應用冷一次風機系統中，不論正壓中速直吹系統，或者負壓倉儲制熱風送粉系統都曾發生過一次風機容量偏小問題。其主要原因是：空氣預熱器漏風增大；電廠實際使用煤質變差；選擇風機的最大風量和裕度偏小。
3、引進技術的改進和實績
控制循環鍋爐的技術引進已近20年，在這20年中經過廣大科技人員的努力，許多暴露出來的問題得到了圓滿解決，經過改進和優化，許多性能已大大超出引進初期的指標，結構更趨合理，引進技術得到了推廣和發展。
3.1引進技術的推廣和發展
(1)燃料應用范圍的擴大
引進初期僅為燃用煙煤類的鍋爐，至今已設計出燃用次煙煤、貧煤、褐煤和無煙煤等各種燃煤鍋爐，同時也設計出燃用重油、原油和天然氣的鍋爐，使用范圍擴大到全部化石燃料。
(3)燃燒系統的開發
引進時僅采用RP型中速磨系統，結合中國國情和燃料特性，逐步開發了各種類型的系統，現已能配HP型、MPS型中速磨、雙進雙出磨煤機系統以及鋼球磨中間倉儲制乏氣送粉系統和熱風送粉系統。
爐膛燃燒系統由原單爐膛切圓燃燒，發展有單爐膛雙切圓燃燒。
(4)擴大控制循環鍋爐的應用范圍
控制循環鍋爐一般作為新建電廠選擇的定型產品，經我們消化開發后，已把這種技術應用鍋爐改造工程中去。現已把原雙爐膛和單爐膛直流鍋爐改造成控制循環鍋爐，使控制循環鍋爐技術擴大了應用范圍。
3.2性能上的提高
(1)鍋爐效率的提高——由表1所示，燃用煙煤時鍋爐效率已由92.3%提高到93.4%，效率提高了一個百分點。燃用貧煤時，也由91.4%提高到93%。
(2) NOx的降低——由表2所示，當燃用煙煤時NOx排放量由初期600mg/m3左右，降到200mg/m3左右。
(3)再熱汽溫偏差的減少——經過多年研究攻關，從各個方面采取措施來解決再熱汽溫偏差的問題，目前已取得較好效果，從熱偏差系數的降低充分反映這一情況。見表3所示。
( 4)預熱器漏風減小——經過一段時間的攻關，在預熱器的設計、制造、安裝上采取了有效措施后，空氣預熱器的漏風已有明顯的降低，見表4所示。
3.3結構優化和改進
(1)主蒸汽調溫方式由單級噴水減溫改為二級噴水減溫。原噴水減溫器放在分隔屏進口處，現改為分隔屏進口及末級過熱器進口分別設置一級和二級噴水減溫，滿足電廠主蒸汽溫度調節靈敏的要求。
(2)在屏式再熱器和末級再熱器之間增設了混合集箱，并進行一次左右交叉，從而減輕爐膛左右側煙溫偏差而引起的再熱蒸汽溫度的偏差，使末級再熱器的汽溫偏差大為降低，左右側汽溫更趨均勻。
（3）分隔屏結構布置優化。原每片分隔屏是由兩小片獨立屏片組成，見圖2所示。現經優化改進，每片分隔屏改由6小片獨立屏片組成，使每小片屏的內外圈管子幾何長度趨于接近。
(4)燃燒器優化。在考核機組上是采用傳統四角切圓燃燒，后經優化而采用WR型（寬調節比）燃燒器，并配同心反切燃燒系統，即在吳涇工程上應用，在外高橋電廠中采用了同心反切加反反切OFA方式，從而提高了燃燒效率，改善鍋爐低負荷的性能，降低了NOx的排放量，減輕了爐膛水冷壁的結焦。
(5)空氣預熱器密封結構的改進。減小預熱器漏風，其密封結構改進是非常重要的，我們在新設計預熱器中采用了雙道徑向、軸向密封，改進了中心密封結構和軸向密封板與外殼的靜密封結構等，使漏風大為降低。
4、問題討論
控制循環鍋爐技術引進以后，經過消化、吸收、改進和國產化，鍋爐的性能進一步提高，結構更趨完善。但是不同用戶考慮到不同的需求，從而增加不少的新要求，這些要求與技術引進時已有很大的區別。有些問題由于理解的不同，也有些是使用要求不合理而引起的，現在是值得我們討論和研究，使機組更加合理完善。
(1)容量和參數
技術引進以后鍋爐的設計容量和參數起了變化，常用如表5所示。
經過多年改進，汽輪機的熱耗已大幅度降低，在300MW額定工況下，主蒸汽流量只需874t/h，因此配300MW機組的鍋爐最大連續蒸發量是否還需要1025t/h。
另外，過熱蒸汽和再熱蒸汽出口溫度均為541℃，而原國家參數系列標準及有關材料標準均以540℃為準，因此造成一些矛盾，是否統一到540℃．
(2)高加切除問題
現國內用戶要求在高加切除時能帶額定負荷，即300MW機組要在高加解列時帶300MW電負荷。這一問題提出是在若干年之前，高加可靠性較差，經常解列，用電負荷又很緊張，要求多發電情況下，希望高加切除時仍能帶到額定負荷。這是很不經濟又影響鍋爐壽命的工況，現在可以重新討論要不要這一要求。目前情況已有很大變化，高加設備質量穩定，很少發生事故，用電負荷也不緊張，并經常降低負荷運行，
(3)過熱器一級噴水問題
引進技術300MW、600MW的控制循環鍋爐，過熱器系統采用一路一級噴水調溫，這一先進技術已在世界幾百臺鍋爐上使用，技術成熟，對鍋爐設計和運行帶來了許多方便，這由于當時國內控制技術沒有跟上和運行人員的習慣性的問題，不得不在過熱器系統上增加噴水點，成為二級噴水調溫。但是目前已完全可以解決，采用一級噴水調溫，其調節品質完全達到要求。
(4)緊急放水
我國大小鍋爐均設有緊急放水的接口，在過去小容量鍋爐中緊急放水作為保證鍋筒水位穩定的一個措施，即當水位超過高水位時，緊急放掉一部分水。但是現代高參數大容量鍋爐的情況已完全不同了，水位控制和保護已十分先進、可靠，另外高參數大容量鍋爐在運行中緊急放水時，不但使鍋爐循環破壞，受熱面受損傷，并有可能發生重大事故，因此在引進控制循環鍋爐中所設置的Ø100mm口徑的緊急放水只作為水壓試驗后，或停爐冷態時放水之用。
( 5)水位表問題
目前鍋爐鍋筒上設置很多水位表接口，有些工程多達十多套，不但裝有就地水位表和差壓式遠程水位表，還裝設若干套電接點水位表。這樣多的配置，不一定給鍋筒水位帶來絕對安全。因為各種水位表之間存在水位指示的差異，沒有經過細仔的校正，反而成為發生事故的隱患。所以應當減少數量和品種，建議配置兩對就地水位表，4對壓差或遠程水位表即可，取消電接點水位表。
相關顆粒機秸稈壓塊機產品：
1、
秸稈顆粒機
2、
木屑顆粒機
3、
秸稈壓塊機
