隨著循環(huán)流化床(CFB)鍋爐大型化的發(fā)展，2003年4月1日，以白馬項(xiàng)目為依托，哈鍋、上鍋和東鍋同時(shí)與ALSTOM公司簽署了200～350 MW大型CFB鍋爐技術(shù)引進(jìn)合同，并采用引進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)、制造了國(guó)內(nèi)第一批300 MW CFB鍋爐，分別安裝在云南開(kāi)遠(yuǎn)電廠、云南小龍譚電廠和秦皇島電廠，但鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)一些問(wèn)題，其中有些是可以改進(jìn)的，如磨損問(wèn)題、冷渣器問(wèn)題等，但有些很難改進(jìn)，如廠用電高、系統(tǒng)復(fù)雜及初投資大等問(wèn)題，這對(duì)國(guó)內(nèi)用戶來(lái)說(shuō)很難接受．
    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)迅猛發(fā)展，同時(shí)，海外市場(chǎng)也不斷擴(kuò)大，為適應(yīng)中國(guó)國(guó)情，且避免出口項(xiàng)目引起的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，國(guó)內(nèi)各大鍋爐制造商及科研單位分別開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300 MW CFB鍋爐產(chǎn)品，于是，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了分別采用汽冷分離器和高溫絕熱旋風(fēng)分離器代替外置式換熱器的2種典型爐型，由于分離器型式不同，導(dǎo)致2種爐型的熱負(fù)荷分配差異較大．與引進(jìn)技術(shù)相比，由于主循環(huán)回路取消了外置床，各級(jí)受熱面的熱量分配更是截然不同。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    筆者研究了目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)和在建機(jī)組的3種典型爐型的受熱面?zhèn)鳠釞C(jī)理、傳熱計(jì)算和熱量分配，并對(duì)其進(jìn)行了分析比較．
1、300 MW CFB鍋爐典型爐型總體布置
1.1引進(jìn)型300 MW CFB鍋爐總體布置
    引進(jìn)型300 MW CFB鍋爐的總體布置示于圖1．鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、回料閥、外置式換熱器、尾部對(duì)流煙道、冷渣器和回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器等部分組成．
    水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段蒸發(fā)系統(tǒng)，燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及延伸墻結(jié)構(gòu)，
    鍋爐共采用4個(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器，布置在燃燒室兩側(cè)墻，分離器分離下來(lái)的高溫物料一部分直接返送回爐膛，另一部分進(jìn)入外置式換熱器．在燃燒室兩側(cè)下部對(duì)稱布置4個(gè)外置式換熱器，靠近爐前的2個(gè)外置式換熱器內(nèi)布置高溫再熱器和低溫過(guò)熱器，其主要作用是調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度；靠近爐后的2個(gè)外置式換熱器內(nèi)布置一級(jí)中溫過(guò)熱器和二級(jí)中溫過(guò)熱器，其主要作用是調(diào)節(jié)床溫，
    尾部對(duì)流煙道中依次布置末級(jí)過(guò)熱器、低溫再熱器、省煤器和回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，過(guò)熱蒸汽溫度由布置在各級(jí)過(guò)熱器之間的三級(jí)噴水減溫器調(diào)節(jié)，減溫器分別布置在低溫過(guò)熱器與一級(jí)中溫過(guò)熱器、一級(jí)中溫過(guò)熱器與二級(jí)中溫過(guò)熱器以及二級(jí)中溫過(guò)熱器與末級(jí)過(guò)熱器之間．再熱蒸汽溫度通過(guò)布置有末級(jí)再熱器的2個(gè)外置式換熱器來(lái)調(diào)節(jié)，同時(shí)還在冷段再熱器入口處布置事故噴水減溫器．末級(jí)過(guò)熱器、低溫再熱器和高溫省煤器區(qū)煙道采用的包墻過(guò)熱器為膜式壁結(jié)構(gòu)，低溫省煤器區(qū)煙道采用護(hù)板結(jié)構(gòu)．
1.2  自主開(kāi)發(fā)絕熱分離器300 MW CFB鍋爐總體布置
    自主開(kāi)發(fā)絕熱分離器300 MW CFB鍋爐的總體布置示于圖2．鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、回料閥、尾部對(duì)流煙道、冷渣器和空氣預(yù)熱器等部分組成，
    水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段蒸發(fā)系統(tǒng)．燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及水冷屏結(jié)構(gòu)．爐膛內(nèi)布置高溫屏式再熱器和中溫過(guò)熱器，以增加過(guò)熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射受熱面積，使過(guò)熱汽溫和再熱汽溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。
    鍋爐共采用4個(gè)分離器，布置在燃燒室兩側(cè)墻．尾部采用雙煙道結(jié)構(gòu)，上部被中隔墻過(guò)熱器分為前煙道和后煙道，前煙道中布置低溫再熱器和部分省煤器，后煙道中布置高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器和部分省煤器，上部煙道為膜式包墻過(guò)熱器，下部為單煙道，布置有管式空氣預(yù)熱器，煙道為護(hù)板結(jié)構(gòu)，
    過(guò)熱蒸汽溫度由布置在各級(jí)過(guò)熱器之間的二級(jí)噴水減溫器調(diào)節(jié)，減溫器分別布置在低溫過(guò)熱器與中溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器與末級(jí)過(guò)熱器之間．再熱蒸汽溫度以尾部煙道煙氣擋板作為主要調(diào)溫手段，通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣擋板的開(kāi)度，改變流經(jīng)低溫再熱器側(cè)的煙氣量，以達(dá)到調(diào)溫目的，兩級(jí)再熱器之間的連接管道上布置噴水減溫器用于微調(diào)，低溫再熱器進(jìn)口管道上布置事故噴水減溫器，用于緊急狀況下控制再熱器進(jìn)口汽溫．
1.3自主開(kāi)發(fā)汽冷分離器300 MW CFB鍋爐總體布置
    自主開(kāi)發(fā)汽冷分離器300 MW CFB鍋爐的總體布置示于圖3．鍋爐為單汽包自然循環(huán)、一次中間再熱、高溫分離器、平衡通風(fēng)、前墻給料CFB鍋爐，采用高溫汽冷式旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，
    鍋爐主要由1個(gè)膜式水冷壁爐膛、3臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器和1個(gè)尾部豎井3部分組成。
    爐膛內(nèi)布置過(guò)熱器管屏、再熱器管屏和水冷蒸發(fā)屏，爐膛與尾部豎井之間布置3臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器．尾部煙道被中隔墻分隔，在鍋爐深度方向形成雙煙道結(jié)構(gòu)，前煙道布置低溫再熱器，后煙道從上到下依次布置高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器，向下前后煙道合成1個(gè)煙道，在其中布置省煤器和空氣預(yù)熱器．過(guò)熱器系統(tǒng)中設(shè)有兩級(jí)噴水減溫器，再熱器采用煙氣擋板調(diào)溫并布置有事故噴水減溫器和微噴減溫器．
2、鍋爐燃料及主要參數(shù)
    筆者以燃用小龍譚褐煤的典型300 MW亞臨界CFB鍋爐的主要參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)不同爐型進(jìn)行了熱力特性研究，從而比較鍋爐不同受熱面的吸熱情況．鍋爐主要參數(shù)見(jiàn)表1．富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
3、不同爐型水冷壁的吸熱
3.1爐內(nèi)蒸發(fā)受熱面的傳熱
    CFB鍋爐燃燒室中的傳熱是1個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，傳熱系數(shù)計(jì)算的精度直接影響受熱面布置的數(shù)量，從而影響鍋爐的實(shí)際出力，正確計(jì)算燃燒室受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是CFB鍋爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，也是區(qū)別于煤粉爐的重要方面．CFB鍋爐爐膛傳熱通常包括以下3個(gè)部分：煙氣對(duì)流、物料對(duì)流和輻射，這3個(gè)過(guò)程互相影響，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，不具備可加性，但在工程應(yīng)用范圍內(nèi)，通常將其簡(jiǎn)化為線性疊加．
    一些學(xué)者針對(duì)CFB鍋爐的傳熱規(guī)律進(jìn)行了大量研究，但由于試驗(yàn)的困難性和技術(shù)保密的原因，目前公開(kāi)發(fā)表的有關(guān)CFB鍋爐爐內(nèi)傳熱計(jì)算的文獻(xiàn)較少，而且完全應(yīng)用理論推導(dǎo)進(jìn)行傳熱計(jì)算是十分復(fù)雜和困難的．筆者根據(jù)大量實(shí)際運(yùn)行鍋爐的爐膛傳熱能力，提出爐膛傳熱系數(shù)的計(jì)算方法，