內容摘要：本文論述在福建省龍巖電廠裝設大型循環流化床鍋爐進行技術改造的可行性及其帶來的環境效益、經濟效益和社會效益，  同時推論大型循環流化床鍋爐在福建電力工業的應用前景。

關鍵詞  大型循環流化床鍋爐  無煙煤  環保

l  前言

經二十多年的發展，循環流化床(CFB)鍋爐顯示出無可置疑的優勢：燃料適應性廣；在爐內加入石灰石脫硫較煙氣脫硫經濟，且能達到與PC爐加濕法FGD相當的排放指標；爐內燃燒溫度800～900℃，NOx排放量少，一般不需要脫硝裝置，即可滿足環保要求。

福建省含煤面積約一萬平方公里，據目前探明的儲量約為13．7億噸多，其中無煙煤儲量占98．3％。現在福建省無煙煤的煤價約150～200元／噸，省外到岸煙煤綜合價約350～400元／噸。目前沿海的大型火電廠及過去已建成的內地熱電廠及大量工業鍋爐燃用外省煙煤。由于市場變化，我省按1996年生產水平，今后幾年內每年本省煤將有250 ～300萬噸煤炭剩余，如何節約、減少購買外省煙煤資金，增加利用本省無煙煤；提高企業的經濟效益，不僅電力更是煤炭工業不得不考慮的大問題。CFB鍋爐為此提供一個很好的路子。

由于福建無煙煤揮發分含量極低，炭化程度高，著火和燃燼都困難，一般沸騰爐燃燒效率和熱效率較低，煤粉爐需摻油助燃和穩燃，而CFB鍋爐能較好地解決這些問題，因此CFB鍋爐在福建省工業鍋爐和小型熱電廠上已得到較廣泛的應用，現有CFB鍋爐30多臺投運。

自90年福州華塑安裝了我省第一臺湘潭鍋爐廠制造的10t／hCFB鍋爐以來，人們經過認識、改進和初步掌握的階段。福州二化集團2臺35t／h次高壓CFB鍋爐也通過改造獲得成功。1998年12月29日正式投運的石獅熱電廠2 × 35t／hCFB鍋爐，運行情況良好，最高出力曾達42t／h，其飛灰含碳量約30％，估計熱效率可達82％；在已投產良好的情況下該廠又增加1臺75t／hCFB鍋爐，現已完成施工圖設計。

有了小型CFB鍋爐設計、制造和運行經驗，加之目前國內外已有大型CFB鍋爐的運行實踐，預測大型CFB鍋爐在福建推廣應用將會有廣闊的前景。

2  概述

擬裝大型CFB鍋爐(2 ×125MW機組)進行技術改造的福建省龍巖電廠是1975年建成、裝有2 ×12MW中溫中壓的凝汽式機組的老廠，燃燒當地無煙煤。現有職工600多人，生活福利設施齊全。由于機組老化，容量又小，近二、三年來處于停產狀態，職工強烈要求盡快進行“以大代小”的技改工作，以擺脫困境，同時又可改善當地的環境增加本省無煙煤利用量，一舉數得。

3  大型循環流化床鍋爐燃用福建龍巖無煙煤的可行性

3．1  技改的需要

龍巖電廠現有2 ×12MW機組，屬嚴重老化應退役的機組，急需以老廠為依托，利用原設施和一支素質高的職工隊伍等有利條件，裝設大容量、高參數的新機組替代。另外，福建大部分火力發電廠都在東部沿海地區，龍巖位于福建省的西部地區，該地區多為水電站，缺少穩定可靠的電源，很有必要在龍巖增設電源點，對減少東電西送、合理分布都有一定的意義。從建設條件等諸因素分析、論證，裝設2 ×125MW機組較為適宜，鍋爐為CFB鍋爐，燃用當地無煙煤。

3．2  我國大型CFB鍋爐設備的設計和制造能力

早在60年代初期，我國就開始把流化床燃燒技術用于燃煤鍋爐，至今已30多年。國家計委將35t／hCFB鍋爐列入國家“七五”科技攻關項目，由中國科學院、中國統配煤礦總公司、濟南鍋爐廠、明水熱電廠等單位共同承擔，鍋爐安裝在山東明水熱電廠，于1998年11月投入運行。1989年由四川鍋爐廠制造出4臺35t／h的示范CFB鍋爐，1989年底一臺在四川資中糖廠運行，另外三臺于1990年初開始在內蒙古包棉運行。此后的十年發展，CFB鍋爐象雨后春筍般的產生，且經歷了曲折的道路，取得了豐富的經驗，為我國發展CFB鍋爐打下了良好的基礎。我國現有CFB鍋爐1000臺左右。

我國自行設計制造的220t／hCFB鍋爐有一批在東北等地投運，但都存在一些問題。由東鍋吸收引進的FW技術設計制造的2臺220t／hCFB鍋爐安裝在寧波中華紙業公司，1號爐于1997年5月20日成功投運，2號爐于1998年2月投運，運行情況良好。該鍋爐鑒定會已由國家經貿委組織就序，不久將召開。

四川內江高壩電廠引進芬蘭奧斯龍公司(現已被FW公司收購)的410t／hCFB鍋爐于96年9月23日正式投運，實際可用率為92．4％，熱效率90．8％，排煙含S02為700mg／Nm3  (Ca：S = 2.3)，  NOx為200 mg／Nm3，CO等完全達到設計指標和要求。

為了加快潔凈煤發電技術發展，國家計委和國家電力公司現已基本確定，在四川白馬電廠安裝l臺300MW等級的CFB鍋爐，并計劃在大連臺上電廠安裝2套P200的PFBC—CC機組和在煙臺電廠安裝l套300MW或400MW等級IGCC機組，且均作為示范電站，并采用技貿結合，在從國外采購設備的同時，引進設計和制造技術。

100MW容量的CFB鍋爐國產化。四川宜賓電廠的2 × 410t／hCFB鍋爐已于1998年底招投標，東鍋和哈鍋為此作了很多設計方案，最后東鍋中標。

由于環保需要，不少老的煤粉爐正在進行或計劃改為CFB鍋爐的工作，如廣西合山電廠410 t／h粉爐正在進行改為CFB鍋爐的設計和籌備工作。

國內中等以上的鍋爐制造廠商，與科研機構和大學結合開發CFB鍋爐，已都形成了具有不同特色的流派，其設計、制造水平已有很大的進步，其中東鍋和哈鍋、武鍋、北鍋等還分別引進了FW、ABBCE、B&W等的先進技術。

雖然目前世界上最大的CFB鍋爐為250MW，但都正在開發300 ～600MW的大容量、高參數CFB鍋爐，50 ～100MW容量等級的CFB鍋爐技術已成熟。

由以上可以說明，我國完全有設計和制造大型CFB(125MW機組)鍋爐的能力。

3．3  建設條件

3．3．1  龍巖地區是福建無煙煤的重點產區，全地區煤炭探明有開采價值儲量約為6．8億噸。現年產原煤量為400萬噸，2000年開采能力可達700萬噸，2010年可達850萬噸。煤源豐富，供應可靠，完全可以滿足2 ×125MW年耗原煤約70萬噸的要求。

3．3．2  有滿足建設的場地，場地的地質條件良好，區域地質穩定，交通運輸方便，電廠可以與就近的國道和省道聯接以及鐵路聯接，有足夠的供水水源，有優越的大容量山谷灰場，有足夠的出線走廊和接入電網系統方便等建設條件。

3．3．3  當地政府各部門積極支持龍巖電廠的技改工作，作為業主的福建省電力工業局正爭取立項。

4  大型CFB鍋爐燃用福建龍巖無煙煤所帶來的效益

4．1  環境效益

由于國家實行一控雙達標的環保政策，龍巖市SO2總量指標3．4萬噸／年，現實際已達到3．1萬噸／年，剩余不多。老電廠年排放SO2量約2600噸、煙塵約1300噸，裝設2×125MWCFB鍋爐的新廠，由于采取爐內加石灰石脫硫技術和高效靜電除塵器，年排放SO2量約為1560噸，煙塵1200噸，反而比老廠減少SO2量約1000噸、煙塵約100噸。其新廠排放的SO2、NOx、煙塵濃度更大大低于老廠的排放濃度。因此裝設大型CFB鍋爐的環境效益是顯著的。

4，2  經濟效益

龍巖電廠2×125MW機組(CFB鍋爐+脫硫)技改建設總投資約12．1億元，單位造價約4840元／kW，上網電價約0．421元／KW．h(還貸期含稅)，而福建省已建成的廈門嵩嶼電廠(2×300MW，不脫硫)上網電價為0．52元／kWh，同容量的邵武電廠(2×125MW，不脫硫)上網電價為0．42元／kWh；正在建設的漳州電廠(6× 600MW，海水脫硫)上網電價為0．54元／kWh。可見其經濟效益是顯著的。

4．3  社會效益

龍巖電廠技改的實施，對龍巖市的經濟發展將起著積極的促進作用。建成后一是可以增大龍巖市的經濟總量，增加稅收；二是可以改善龍巖市的電源結構，提高供電可行性；三是電廠的年用煤量70萬噸、石灰石22萬噸，可以解決大量煤炭、石灰石產品的市場問題，帶動礦業、交通、第三產業的發展。因此，社會效益也是顯著的。

5  采用大型CFB鍋爐在福建的前景

5．1  福建電力發展前瞻

福建電網是一個獨立電網。至1998年底全省發電裝機800．71萬kW。1985～1995年10年平均年發電量增長13％，98年增長7．4％，電力工業的快速發展，基本滿足了經濟增長和社會進步對電力的需求。1997年以來全省出現了供電緩和的新局面。但這種緩和也僅是低水平的，或是暫時的。電網缺少足夠的備用容量，若遇到枯水年，或大機組事故，電網仍處于缺電狀態。為此，在今后一、二十年內仍要繼續加強電力工業建設，使之能與經濟增長和環境同步發展。

福建省的水電開發已占可開發的60％以上，預計在2005年有經濟效益的水電將開發殆盡。因此在今后的一、二十年內將重點轉向火電建設，計劃在今后十年間福建沿海的燃煤機組將增加到1000kW，預測年發電燃煤量將達2500萬噸以上。如不采取措施，大量燃煤對沿海經濟發達的特區和港口城市帶來的污染是不可忽視的。如何解決發展和環境的矛盾，將成為人們非常關心和致力于解決的重要問題。

5．2  沿海較發達地區電力負荷增長與環保的要求

福建省的福州、泉州、廈門、漳州、莆田等沿海地區，是福建經濟較發達地區，也是經濟增長和電力負荷增長迅速的地區。如前所述，為了滿足其電力負荷增長的需要，福建沿海的燃煤發電機組計劃在今后十年內增加至1000萬kW，預計其年燃煤量將達2500萬噸左右，即意味著每年向大氣排放SO2 25萬噸左右，NOxl5 ～25萬噸，煙塵約3萬噸，向地面排放約275萬噸和70萬噸渣(按煤質Sar=0．6～1．22％、Aar=15％、Qner．Ar=21．2MJ／㎏、粉爐、靜電除塵效率99％估算)。這是不可忽視的環保問題。隨著經濟的發展和人民生活水嚴的不斷提高，國家對環保工作非常重視，人們的環保意識也越來越強。福建沿海經濟發達特區和港口城市的環境容量是有限的，也不能全讓電力工業所占據。福建省已對SO2實行總量控制，2000年控制在30萬噸以內，其中福州5．2萬噸、廈門4萬噸、泉州1．85萬噸、漳州1．5萬噸，而1995年全省SO2排放量已達23．48萬噸(其中福州5．46萬噸、廈門2．26萬噸、泉州1．98萬噸、漳州1．55萬噸)。

    因此，在建設燃煤發電機組的同時，必須采取措施，嚴格控制和減少SO2、NOX等污染的排放。如果采用大型CFB鍋爐，由于它在爐內加石灰石脫硫效率可達90％以上，NOX生成量少，完全可以滿足環保要求，而且它的脫硫比常規燃煤電廠脫硫方法簡單、占地少、投資少等優點，也不需要脫硝裝置，因此也顯示了它在經濟效益方面的優勢。又由于CFB燃燒效率可達99％以上，因此又為灰渣的綜合利用開辟了廣闊的前景。

5．3  采用大型CFB鍋爐是較佳選擇

福建經濟要發展，電力工業要發展，必然要建設新的電源點，由于可供開發的水力資源所剩不多，核電目前還處于前期工作，利用液化天然氣(LNG)發電的關鍵設施—LNG接收中心站的籌資、選點和建設等還需要較長時間，而PFBC和IGCC等都為期尚遠，因此，必然要走向發展燃煤發電的道路。為了較好地解決福建電力工業發展與環境保護的矛盾，采用大型CFB鍋爐是較現實也是較佳的選擇。

6  結束語

隨著環境保護問題的日益突出，可以預料，CFB燃燒技術可作為一種有效的能源利用和環境保護措施而受到越來越廣泛的重視。

目前煤炭在世界能源消費中占有相當的比重(約占30％)，我國是世界第一產煤大國(年產煤約13億噸)，探明可采儲量為1145億噸，一次能源以煤為主(1994年約占40％，2010的預計將占2／3)，煤炭直接燃用的占煤總消費量的80％以上，其中用于發電的約占31％。因此無論國外還是國內、或是福建省作為利用煤炭轉換為電能和熱能很重要的設備和技術—CFB鍋爐和CFBC將是人們致力于研究、應用、完善和發展的對象。CFB鍋爐在我省、我國和世界都有廣闊的推廣應用前景。 

文章作者：蔣昌盛(福建省電力勘測設計院)陳朝柱(福建省電力工業局)