东锅CFB锅炉示范项目的启示

东方锅炉600MW超临界CFB锅炉的商业化运行，把国内洁净煤燃烧技术提升到了新的水平。而该项目的运行又给国内的大型装备企业带来怎样的借鉴呢？

从自贡市区向东北沿渝昆高速驱车40多公里，便来到神华国能所在的四川白马600MW超临界CFB锅炉示范电站。这个半山环绕的电厂，自4月以来就吸引了一批又一批的慕名而来者。一组装机600MW的超临界循环流化床锅炉（简称“CFB”）示范电站，成了焦点。

“这套设备不仅实现了煤炭的高效率转化，降低了污染物排放，更重要的是它对煤种的选择范围更广泛。”白马电厂发电部主任谢泽良说。随着白马电厂600MW超临界CFB示范电站，通过168小时试运行，正式投入商业运行，意味着国内企业在洁净煤燃烧技术领域实现了新的突破。

然而，更多的人在关注示范电站本身的同时，却忽视了示范电站的核心部分——600MW超临界CFB锅炉。作为该锅炉的设计研发者，东方锅炉团队同样有着自己的体会。东方锅炉总经理徐鹏表示，“该项目的商业化运行，对国家重大技术装备制造企业全面掌握600MW超临界CFB原始设计技术，提高企业自主创新和自主开发能力，调整能源结构，实现能源发展与环境保护具有划时代的重大意义。”

东方锅炉600MW超临界CFB锅炉，到底给行业带来了哪些改变？在整个研发制造过程中，他们又遇到了怎样的困难。最终东方锅炉又如何与神华白马电厂在应用中实现结合。

示范者

在四川德阳，东方锅炉设有3兆瓦的CFB试验平台，用于技术研究和开发。

当日，在试验间的小桌子上，摆放着五六瓶煤炭燃烧后的灰渣样本——黑色、浅灰、土黄等。“我们的试验平台，主要是测试不同煤种燃烧的变化，以及对锅炉的影响，最终采取不同的应对办法。这些不同颜色的灰渣，就是来自贵州、山西、新疆甚至国外的煤炭燃烧的结果。”东锅技术中心工程师林山虎表示。

对于不同煤种，尤其是低热量煤种的试验，是东方锅炉德阳基地的主要任务。在国内低热值煤储量众多。据不完全统计，国内每年大约有2亿吨煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值煤尚未得到利用。这为CFB锅炉提供了广阔的市场空间。

去年3月，国家科技部也明确提出煤电技术的发展趋势是“大型、高参数、洁净”，并将高参数、新型CFB燃煤锅炉列为煤电四大重要发展方向之一。

单就东方锅炉自身而言，其研究CFB锅炉可以追溯到上世纪70年代。“从70年代开始，我们就在做循环流化床的技术开发，到80年代东方锅炉在国内，首先建立了循环流化床的冷热态试验台。”东方锅炉副总经理胡修奎介绍说。

由于具备多年的研发生产经验，也让东方锅炉占据了绝对的市场优势。据统计，目前东方锅炉设计、制造的各容量等级CFB锅炉超过200台套，国内市场占有率超过30%。其中，300MW等级CFB锅炉国内市场占有率达到70%，并成功出口欧洲。

2007年7月，国内600MW超临界CFB示范电站项目正式启动。该项目是我国继300MW等级CFB锅炉之后，将CFB燃烧技术与超临界技术完美融合的示范工程。由神华国能四川白马电厂运营，东方锅炉进行设计研发生产，双方配合完成。

在胡修奎看来，该项目的高参数、蒸汽循环效率更高。同时，它能够实现低污染排放。“循环流化床技术作为主要洁净煤发电技术之一，脱硫、脱硝过程全都在炉床内进行，在充分燃烧劣质煤的同时，减少了二氧化硫和氮氧化物的排放。”这也让其在国内，也在世界范围内成为极为推崇的一项技术。

更为重要的是，超临界CFB锅炉的煤种适应性广。它不仅能够适应于低热值的煤种，甚至连极低热值1000多大卡的煤矸石也可以燃烧利用。“这不仅考验着锅炉炉膛的设计，对灰渣的处理系统的设计也有特殊要求。”胡修奎说。

毫无疑问，由东方锅炉研制的超临界CFB锅炉，在行业引发了巨大的示范效应，但其前期的研发生产并非一帆风顺。

新考验

“水动力的设计，是超临界CFB锅炉能否成功最关键的因素。也是当时最大的难题。”徐鹏回忆称。

为此，东方锅炉专门成立了水动力研究组。其中包括东方锅炉自身的力量，以及西安交通大学等科研院所、研究机构对相关技术进行了研究试验，并掌握了一定的水动力技术在超临界CFB锅炉中的应用。

与此同时，为保证超临界循环流化床锅炉水动力计算的准确性，2007年6月，东方锅炉与西门子签订了“本生锅炉许可证协议”，研发人员利用引进技术对600MW超临界循环流化床锅炉的水动力设计方案进行了详细计算，确保了锅炉水动力的安全性。

不仅是水动力设计方案，在整个600MW超临界循环流化床锅炉的设计研发中，仍有不少的技术难题。面对重达2.4万吨，高89米，重量和外形尺寸相当于百万千瓦常规机组的600MW超临界CFB机组的锅炉。如何实现锅炉炉膛的合理设计，则是另一道难题。

为此，东方锅炉的研发人员在以往经验基础上，通过大量复杂的科学计算，完成了多个炉膛总体布置的初步方案设计工作，对不带外置式换热器的可行性进行了分析计算。经过专家们的多次评审权衡，最终确定了相应的布置形式，并将高温级受热面布置在高温的主回路系统中。

在徐鹏看来，锅炉床温的控制，床温如何分布均匀，将直接影响锅炉的稳定、安全运行以及污染物的排放。

在这一点上，东方锅炉的研发人员通过对超临界参数工质特性的分析，总结了超临界煤粉炉热力系统的设计经验，并结合以往循环流化床锅炉主回路系统设计经验，根据白马燃用煤质特性及总体布置情况，最终制定了9个初步方案。从中优中选优，最终确定了各级受热面的布置以及锅炉主循环回路吸热份额，从而确定了锅炉水冷壁系统、省煤器系统、各级过热器及再热器受热面吸热份额。

同时，在锅炉设计研发的其他领域。东方锅炉与清华大学、浙江大学、西安热工院等国内科研院所广泛进行了产学研合作，研究内容涉及锅炉系统设计、水冷壁壁面热负荷计算、炉内屏布置方式对主循环回路均匀性影响的实验研究、冷态模化试验及数值计算研究、锅炉计算软件包的开发等。

为了提高研发效率，东方锅炉建立了以自身为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。研发工作小组组长聂立带领设计研发团队潜心研究，反复论证各个方案，逐步解决了炉膛选型、水动力设计、热力系统匹配等设计难题。

“在白马600MW超临界循环流化床锅炉的开发过程中，通过大力开发具有自主知识产权的关键技术和核心技术，我们进一步提升了自主创新能力”，东方锅炉技术中心主任聂立介绍说。

启示录

两个多月前，国家发改委对600MW超临界CFB锅炉投入商业化运行，向东方锅炉发来了贺信。在这份贺信中，国家发改委强调要认真总结经验，把示范做得更好。事实上，此前曾参与该示范项目的企业、研究机构为此专门进行了探讨。

在研讨会上，国家能源局综合处处长赵一农指出，四川白马电厂600MW超临界CFB示范电站的顺利建成投产，是中国电力装备国产化取得的一个重大突破，具有里程碑的意义。希望通过提高优化运行水平，使电站起到真正的示范作用，加快洁净煤技术推广应用。

作为600MW超临界CFB锅炉研发主体的东方锅炉，其总经理徐鹏也有自己的看法。在他看来，三大结合（政府与企业的结合；产学研的结合；产用的结合）是该项目实施最大的收获。也是国内在重大装备制造研发中值得借鉴的经验，而产用结合的商业模式或许会在产业内大范围推广。

政府主导、企业为实施主体是项目开展实施的保障。此前，国家发改委和国家能源局，确定了600MW超临界CFB示范电站项目。随后，专门成立了专家组，对这个项目中首次采用的产品，进行审核、研究、把关，这其中包括锅炉、风机、除尘器等。“这其中，任何一个环节出现问题，都不可能示范成功。” 徐鹏说。

同时，由东方锅炉研制并联合国内各研究机构对项目进行研发，借助了很多外部力量，从不同的视角对项目提出了建议，有利于更全面的开发研制。

更为重要的是，研发企业和应用企业的结合，这避免了生产企业的闭门造车。徐鹏说，“以前，很多研究更多的是先列研究项目，未来谁用不知道。而在该项目确立初国家发改委就明确要求，研制单位东方锅炉未来开发的产品，用在白马电厂，这也让用户方参与了设计研发，他们会站在应用的角度，及时提出问题，并纠正应用中可能面临的问题。”

随着东方锅炉600MW超临界CFB锅炉进入商业化应用，也把国内的超临界循环流化床技术带到了新的水平。而在该项目的研制运行过程中所取得经验，或许更是值得在国内大型装备制造中推广的地方。