0、引言
    華能玉環電廠、華電鄒縣電廠、外高橋電廠三期工程等1 000 MW超超臨界機組相繼成功投入運行，標志著我國在超超臨界火電技術領域上有了跨越式的發展，火力發電技術與國外縮短30-40年，達到國際先進水平，并為我國在該領域上拓展更高參數和更大容量的機組打下了堅實的基礎。世界上超超臨界技術發展趨勢表明，開發更大容量、更高壓力和溫度參數的機組，以進一步提高機組的經濟性，降低機組單位造價，獲得良好的性價比是超超臨界機組發展的方向。為此，上海鍋爐廠有限公司在1000MW超超臨界鍋爐研制開發獲得成功的基礎上，自行開發和研制了1200 MW超超臨界鍋爐。在鍋爐方案設計階段，著重對影響其可行性的幾個方面進行了重點分析，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、爐型選擇
    在1000 MW容量等級上，從已經投運和正在設計的機組來看，無論是選擇塔式鍋爐還是選擇雙煙道鍋爐，都是可靠的。但當容量在1000 MW等級的基礎上繼續提升時，選擇塔式爐型對于鍋爐今后的運行更為安全、可靠，理由如下：
    (1)選擇塔式鍋爐是綜合考慮爐膛尺寸和受熱面布置相匹配的結果。
    隨著機組容量的增加，鍋爐爐膛斷面和容積也要求相應放大，對于常規的雙煙道切圓燃燒鍋爐，機組的容量達到了800 MW以上，推出的是雙切圓燃燒方案（主要受制于受熱面布置），目前國內已經投運或正在設計的1000 MW容量等級切圓燃燒的雙煙道鍋爐全部采用雙切圓燃燒方案。機組的容量達到1200MW以上，如果繼續選擇該型鍋爐，爐膛寬度和深度的匹配以及受熱面的布置都存在較大困難。而對于塔式鍋爐而言，由于推出的是正方形爐膛的方案，隨著鍋爐容量的增加，爐膛寬度、深度和受熱面的匹配就不成問題。
    (2)選擇塔式鍋爐更能夠適應高參數機組發展的要求。
    在目前的超超臨界參數鍋爐(27MPa/600℃／600℃)中，高溫受熱面已經大量使用了HR3C和Super 304H。在目前已投入商業運行的鍋爐中，HR3C和Super 304H是受熱面中使用的最高檔次材料。如果將超超臨界鍋爐的參數進一步提高，在目前材料使用狀況下降低鍋爐煙氣溫度和蒸汽溫度偏差是唯一的選擇，與雙煙道鍋爐相比，塔式鍋爐爐膛出口及各受熱面的左右煙溫偏差要小，因此，在沒有比HR3C和Super 304H更好的材料推出之前，塔式鍋爐對于機組參數提高的適應性比雙煙道鍋爐更強。
    (3)選擇塔式鍋爐更有利于減少汽輪機受固體顆粒侵蝕的危害。
    水平布置的受熱面有利于減少汽輪機受固體顆粒侵蝕(solid particle erosin，SPE)的危害。因為隨著蒸汽溫度的上升，受熱面管內的高溫蒸汽氧化現象加劇，當機組發生較大的負荷變化，尤其在啟停中，因受冷熱溫度應力的作用，氧化顆粒很容易脫落。因此，SPE現象較多發生在鍋爐啟動階段，鍋爐受熱面受熱沖擊引起管子汽側氧化鐵剝離并形成固體顆粒，使汽輪機調節級和高、中壓缸第1級葉片產生侵蝕。造成SPE的原因有多種，鍋爐受熱面布置的形式也是其中之一，因為停爐后脫落的氧化顆粒沉積于受熱面中，鍋爐重新啟動后，這些顆粒可能被蒸汽帶出鍋爐。對于垂直布置的過熱器和再熱器的雙煙道鍋爐，氧化顆粒一般沉積在U管的底部，在啟動及低負荷階段，低流量的蒸汽動量不足以將大的氧化剝離物帶出垂直管段，直到高負荷階段，蒸汽動量的增加，這些物體才可能被沖出，此時的蒸汽動量所攜帶的硬質顆粒對汽輪機葉片所產生的侵蝕性最大。而塔式爐的受熱面呈水平布置，啟動階段雖然蒸汽的動量低，但也很容易將氧化顆粒帶走，并由旁路系統直接送入凝汽器。因此，除非是較大的氧化剝落物，在機組啟動階段固體顆粒不會進入汽輪機，而較大顆粒的剝落物由于離心力大，受到汽機進汽流道結構的限制，也不容易直接沖擊汽機的葉片。此外，塔式鍋爐的受熱面呈臥式布置，過熱器、再熱器受熱面能自疏水，所以塔式鍋爐的過熱器、再熱器受熱面能實現酸洗，經過酸洗的受熱面在防止氧化皮產生上具有很大的優勢。
2、容量及參數
    鍋爐出口蒸汽參數按29 MPa(a)/605℃/613℃考慮，最終可根據用戶的要求對鍋爐出口蒸汽參數進行調整，以滿足機爐參數匹配的要求。
3、方案設計所考慮的問題
3.1大容量斷面選取的可行性
    1200 MW和1000MW斷面選取的對比見表2。
    23.21 mx23.21 m是目前為止國內最大的塔式鍋爐的爐膛，但由國外已經投運的機組的實例表明（見圖l，國外有24 mx24m鍋爐爐膛斷面），如此大的爐膛斷面中采用切向燃燒是沒有問題的。
    鍋爐容量增加雖然可導致螺旋管圈水冷壁吊掛結構復雜化，爐膛尺寸加大，水冷壁管帶過寬，過熱器、再熱器受熱面管子過長而受到熱偏差限制等問題，但國外24 mx24 m爐膛實際投運的實例表明這些問題在技術上都是可以得到解決的。
3.2高參數引起材料變化的可行性
    壓力和溫度的同時提高對受熱面的選取提出了更高的要求，在目前使用的材料檔次前提下，經過驗算，受熱面的材料只要在1 000 MW超超臨界參數的基礎上將壁厚進行調整即可。具體對比如表3。
    經過對比不難發現，在1 200 MW超超臨界參數下，鍋爐受熱面材料的選取基本等同于1000 MW超超臨界鍋爐，變化細微。
4、1200 MW超超臨界鍋爐方案可行性評估
    對于1200 MW超超臨界設計方案，爐膛斷面和高度在國外已經有更大的爐膛成功投運的實例，因此對于容量增大后，鍋爐燃燒可靠性可以達到保證，而爐膛及受熱面結構的變化也是可以實現的。鍋爐蒸汽參數提高經過計算沒有引起受壓件材料的本質變化，而1000MW超超臨界鍋爐中成功使用高合金材料的經驗可為1200 MW中使用同等級材料打下扎實的基礎。
    因此，對于1200 MW的塔式鍋爐，設計和制造技術均是成熟、可靠的。


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