循环流化床锅炉技术2020年会

核心提示:  2020年10月29日,中国电力科技网在南昌召开以优化可靠节能环保经济运行,探索智慧循环流化机组建设为主题的循环流化床锅炉技术2020年会


  2020年10月29日,中国电力科技网在南昌召开以“优化可靠节能环保经济运行,探索智慧循环流化机组建设”为主题的“循环流化床锅炉技术2020年会”,神华国能集团有限公司提供技术支持,25位专家发表技术演讲并答疑,旨在研讨交流CFB锅炉机组设计、制造、建设、调试、运行技术,探索智慧循环流化床机组建设。


会场

  首先,中国电力科技网处长杨伟代表副主任耿迪宣读主办单位开幕辞:

杰士豪情,风云千古,吴头楚尾,粤户闽庭,襟三江而带五湖,控蛮荆而引瓯越。
渔舟唱晚,雁阵惊寒,落霞孤鹜,秋水长天,滕王高阁临江渚,物换星移几度秋。

尊敬的各位专家、与会嘉宾:大家好。

  创新铸就丰碑,科技引领未来。随着世界首座单机容量最大超临界循环流化床锅炉发电机组电厂成功投运,我国在运超临界流化床机组已达46台。适逢佳势,今天,在这座红色英雄之城,“循环流化床锅炉技术2020年会”开幕了。

  我们将立足国际前沿和国家需求,针对实际中的疑难问题,从系统性基本理论研究到大量的实际技术应用展开交流和讨论,旨在进一步优化CFB机组,争取可靠、节能、环保、经济运行,研讨大型CFB锅炉和超超临界CFB锅炉设计、制造、建设、调试技术,探索智慧循环流化床机组建设之路。

  从成功研制首台每小时35吨循环流化床发电锅炉,到66万千瓦超临界锅炉,我国书写了世界循环流化床技术发展新史册,中国电力科技网召开年会、专题研讨会,辛勤耕耘三十年,创新技术、传播经验、夯实理论、分享成果、应用实践、无私奉献、见证历程。

  感谢演讲专家精心准备、与会嘉宾积极出席!

  感谢《中国电力报》前期和即将对年会采编、报道!

  缘《滕王阁序》,南昌引人入胜;因“八一起义”,南昌名扬四海。应运、应时、应际,弘扬“第一枪”精神,系年会召开,你我初心再续南昌。会后恰值周末,攀登庐山,一览仙境,感受“匡庐奇秀甲天下”;旅游名楼,临江远眺,体会古人千年前写下的宏伟诗篇!预祝各位不虚此行。


杨伟

  中国工程院院士岳光溪特地发来视频版“年会贺辞”。

  首先,热烈祝贺中国电力科技网组织循环流化床2020年会。

  在很长一段时间,我国以煤炭为主的一次能源局面无法改变,在国内外能源生产的多元化、低碳化推动下,我国2019年年底,非化石能源装机容量达到8.4亿千瓦,占总装机容量的41.9%。然而,非化石能源实际的发电量远远没达到这个比例。国外的经验已经证明,可再生能源在电网上的比重已超过20%,电网的安全稳定就成了问题。事实上,中国非化石能源发电装机的高比例,是在总发电容量赋予有传统燃煤电站强力调峰支撑下,得以维持稳定的。我国政府高层在当前国内外的紧张形式下,特别强调能源供应的安全性,燃煤电站在保电力供应安全上的角色不可或缺。

  循环流化床技术上个世纪七十年代出现的新型燃煤技术,具有燃料适应性强、低成本污染控制、高负荷调节比大三大优势,特别适合我国国情。我国与世界同步开发循环流化床燃烧技术,经过四十年的努力,我国循环流化床燃烧理论、设计理论、工程建设和管理经验,均达到世界领先水平。我国循环流化床总装机容量稳居世界第一,蒸汽参数、单机容量也达到了世界领先,特别是2017年以后,中国开发的新一代超低排放循环流化床技术,把国外远远甩在身后。

  按照我国国情需要,今后,循环流化床燃烧技术的发展方向,可能要集中于:一、发挥循环流化床高负荷调节比的特点,支撑电网,消纳能高比例的非化石能源,在能源生产减碳上发挥作用。二、实现超低排放循环流化床锅炉大型化和高参数化,减低污染控制成本,甚至可能取代一部分燃用高硫低挥发分煤种的超临界煤粉炉,这在发改委十四五规划指南的制定中正在体现。三、循环流化床多元燃料化,把循环流化床供热发电的角色向能源供应、垃圾生物质处理综合中心转移。

  多年来,中国电力科技网形成了循环流化床技术交流的平台,起到了非常重要的作用,预祝中国电力科技网2020年循环流化床技术年会成功。


岳光溪

  中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司高级工程师赵鹏勃发表“大型循环流化床锅炉布风均匀性研究与工程实践”演讲。大型循环流化床锅炉布风装置和风帽结构形式影响布风均匀性,布风装置常见问题是风帽阻力偏低、布风不均匀;风帽常见问题是磨损、烧毁和漏渣。风帽脱落、磨损和漏渣受到结构设计、风帽材质、阻力匹配等多个因素的共同影响,改造过程中需要全面予以考虑,否则很难达到良好效果。风帽改造对锅炉安全性、经济性、环保性有重要意义。钟罩形风帽阻力特性优良,具有良好的防漏渣、抗磨损能力,适用于新机组及老机组改造。钟罩形风帽较为适应大型循环流化床锅炉的发展,应当予以优先选择。

  国家能源集团循环流化床技术研发中心技术研发高级师邬万竹发表“CFB机组污染物控制优化技术研究”演讲。提升污染物浓度控制水平,减少时均值、瞬时值超标在CFB电厂,包括部分完成超低排放改造的电厂仍有较大空间。由于AGC投入、燃用煤质变化等原因,炉内燃烧工况快速波动,甚至导致翻床等问题,而石灰石加入系统、二次风系统难以快速准确响应,加之污染物排放浓度存在耦合关系,导致污染物控制困难。通过优化AGC控制逻辑,提高一二次风的响应速度和调节准确性,避免床压交叉波动,维持炉内燃烧工况的相对稳定,是控制污染物排放浓度的前提。通过优化石灰石控制系统,取得了较好的效果。利用污染物相互关系寻求最优控制值,可在控制SO2排放浓度的同时降低脱硫钙硫比,具有较好的经济性。在全负荷脱硝方面,应通过炉内低氮改造、SNCR系统布置优化等方式,尽可能提高炉内脱硝效率,降低运行成本。
  
赵鹏勃                            邬万竹

  西北电力设计院有限公司技术中心热机室副主任工程师周朝辉发表“CFB锅炉与污泥的资源化利用”演讲。污泥焚烧发电不但可以实现污泥安全处置,还可以从污泥中抽取能量,替代部分化石燃料,既节约能源,又保护环境,有利于促进我国向可持续的循环型社会转变。污泥既是污染物,也是一种资源,在治理污染的同时变废为宝,实现污泥的资源化,具有显著的环境和经济效益,资源化方向将成为污泥处置的发展方向。随着“十四五”规划的出台,国家应该会提出更严格的处置率目标,并建立监控手段、监测方法标准和考核办法,同时加大政策倾斜和资金扶持力度,污泥处置市场将会前景广阔。

  青岛松灵电力环保设备有限公司总经理郭广龙发表“固体废弃物资源化利用”演讲。通过概述流化床机组除渣系统、冷渣机独特的制造工艺、冷渣机膜式壁管生产线、冷渣机有足够大的检修空间和优越的出力调节能力等方面,对冷渣机各种形式进渣管进行比较,并结合工程实例,针对国家层面的产业政策支持分析松灵污泥干化的工艺路线,并说明污泥干化的核心设备——膜式滚筒烘干机,具有不易堵塞、检修空间大、对物料粒度适应范围广、膜式外筒体和单位体积换热面积大等优点。
  

周朝辉                        郭广龙

  华电淄博热电有限公司生技部主任助理刘培华发表“循环流化床锅炉经验交流——防磨防爆”演讲。淄博公司主要采用防磨喷涂、加装防磨护瓦等被动防磨手段,辅以分离器阻流板等主动防磨技术,取得较好的防磨效果。通过降低一次风量运行、推行低床压运行方式、严防壁温超限、加强汽水品质监督、控制燃料品质等运行优化调整措施与检修工作有机结合,对炉膛、浇注料、尾部烟道、炉外管及附件等部位进行针对性的检查处理。通过制定实施细则、严格金属监督、重视技术资料管理、正向激励等措施构建防磨防爆长效管理机制。

  西安华电清洁能源技术有限公司循环流化床技术部主任、研究员江建忠发表“循环流化床锅炉近零排放工程应用”演讲。介绍循环流化床锅炉近零排放的项目背景、技术路线选择和工程应用。
  

刘培华                          江建忠

  赵鹏勃主持“专家对话”环节,邬万竹、周朝辉、郭广龙、江建忠、蔡新春、刘培华针对循环流化床布风均匀性研究、污染物控制优化技术、资源化利用等方面阐述分析,发表各自观点。


专家对话

  昆明理工大学冶金与能源工程学院副院长李法社发表“我国西南地区循环流化床锅炉节能减排技术发展探讨”演讲。循环流化床锅炉采用混燃发电的方式可以使生物质能以大机组的效率进行高效利用,效率远高于生物质直燃电站。循环流化床锅炉燃料适应性广,对生物质秸秆的品种与燃煤的配比方面较为灵活。设备改造投资较低,锅炉本体不需要做大的改动,仅需改动相应的辅机设备以及安装检测计量装置。混烧比例可调,能够防止直燃电站面临的秸秆价格飞涨问题。利用生物质秸秆进行点炉可节省大量燃油,这对提高电站的经济性非常有利。可将混烧秸秆做成CDM项目,进一步提高电厂效益。有利于推动国家制定相关混烧激励政策,进一步推动混烧工作的开展。针对西南地区循环流化床锅炉技术发展,提出建议:向超临界、大型化方向转变、结合本地优势资源发展生物质锅炉、运行灵活性和燃料适应。

  哈尔滨北方通用机电设备工程有限公司研发中心副总工程师马君发表“中心给料机在火力发电机组中的应用”演讲。强调中心给料机卸料原理按照当前发达国家广泛采用的“先进先出”原则对各种物料进行卸料,主要适用于对储存水分大、易粘结、流动性较差的各种煤仓进行出仓卸料工作,能够完全避免因煤仓内的物料因长时间的堆积滞留或存在不流动区域而产生的堵煤现象,因此用户可以提高煤泥或劣质煤的掺烧比例,进而提高电厂经济效益。
  

李法社                           马君

  福建华电邵武能源有限公司副总经理许燕飞发表“300MW循环流化床锅炉固废及生物质直燃耦合发电关键技术研发与工程应用”演讲。固废及生物质的理化特性与燃煤差异大,燃料的着火与燃尽,输送系统设备,给料稳定、燃烧稳定、污染物达标排放等是直燃耦合发电亟待解决的重点。考虑固废及生物质的多样性特点,通过理论分析和试验,选择使用气力输送系统将破碎后的固废及生物质从锅炉返料器出口接入送入炉内直接耦合燃烧,其优势:最经济,满足固废及生物质在燃烧时间、温度、混合、燃尽、污染控制等方面的要求。项目组通过实验室研究、数模物模、现场试验等方式,完成我国首套300MW级循环流化床锅炉固废及生物质直燃耦合发电项目的系统开发、设计及建设,并达到了设计出力。本项目达到国际领先水平,为工业固废、城市垃圾等废弃物的处理提供了新思路和示范。为全国现役循环流化床锅炉的环保转型发展提供新方向。

  西北电力试验研究院有限公司锅炉技术研究所工程师巩时尚发表“大型循环流化床锅炉启动调试难点研究”演讲。锅炉启动节油问题研究、锅炉启动系统及启停过程中给水流量控制问题、大型流化床锅炉风机电耗问题、磨损问题、低负荷阶段屏过汽温偏高、流化床低负荷下氮氧化物排放、落渣管烧红等,是大型流化床锅炉启动调试存在的共性问题。随着循环流化床锅炉机组的容量越大、参数越高,炉内床料量越多,其单次点火耗油量也越大。针对锅炉启动系统及启停过程中给水流量控制问题,采取在保证水冷壁安全的前提下启动阶段和停炉阶段较小的给水流量。二次风为锅炉提供所需的燃烧空气量,补充一次风对燃烧的不足部分,一次风机要克服整个料层阻力,压头高,电耗高。通过实际案例,进一步分析机组吹管阶段锅炉结焦、分离器水平烟道积灰等问题,并给出处理方案。
  

许燕飞                           巩时尚

  安徽钱营孜发电有限公司发电部值长柳超发表“循环流化床锅炉启动节油控制”演讲。公司两台SG-1163/25.4-M4607型锅炉是上海锅炉厂的超临界循环流化床锅炉,该锅炉为超临界参数变压运行直流炉,循环流化床燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、全钢构架结构;锅炉采用半露天布置、燃煤、固态排渣、前后墙联合给煤,受热面采用全悬吊方式,锅炉整体呈左右对称布置。锅炉采用汽冷式旋风分离器进行气固分离。再分别阐述启动难点,锅炉启动注意事项和投煤、燃油控制。

  东南大学能源与环境学院热能工程研究所博士后段元强发表“350MWe超临界循环流化床富氧燃烧锅炉概念设计”演讲。基于对富氧燃烧CFB锅炉炉内稀相区轴向传热系数分布的计算结果,完成超超临界350MWe机组富氧燃烧CFB锅炉的概念性设计,探讨设计中的关键问题。与常规空气燃烧CFB锅炉相比,若给煤量不变,由于氧气浓度提高,燃烧所需理论总空气气量减小,保持流化风速不变,富氧CFB锅炉炉膛截面积必然减小,炉内可布置受热面面积减小,必须采用外置床换热器来吸收这部分炉内吸收不了的热量。富氧CFB锅炉的炉膛截面积、布风板面积、旋风分离器筒体直径及尾部烟道截面积相比同等级空气燃烧CFB锅炉均有较大幅度的减小。350MWe-SC-Oxy循环流化床锅炉将很大一部分热负荷分配在外置床换热器中,其所占份额为14.07%。
  

柳超                          段元强

  武汉永平科技有限公司总经理刘上中发表“格栅防磨技术最新应用成果报告”演讲。从该厂三台超临界锅炉格栅防磨改造至今的运行情况来看,其原有的磨损泄露问题已经得到根本控制。格栅防磨改造前后对比,原先的易磨损区域未见减薄。最早改造的2#炉距今已连续高负荷平稳运行超过12个月。经格栅防磨改造后,三台炉再无水冷壁磨损泄露事故发生,极大延长了锅炉运行周期。格栅防磨技术的有效性和安全性在超临界锅炉上得到良好验证。分别讲述浇注料改格栅提效降床温、吊挂管铠甲防磨新技术和海外项目。

  重庆先隆电力设备制造有限公司总经理刘贵发发表“分筛、破碎、优化、设计和系统校正——实现分筛破碎粒度、降低设备运行故障”演讲。讲述滚轴阶梯筛选优化设计和多级分筛节破碎机优化设计和应用案例。滚轴阶梯筛、多级分筛调节破碎机在安装形式上进行了组合,设备结构在振动筛、滚轴筛、锤头破碎机、齿辊破碎机的基础上进行提炼、借鉴设计,也是在传统设备基础上大力改良,迎合用户需求进行优化升级、满足客户个性化设计,确保分筛、破碎粒度,运行不堵塞。
  

刘上中                          刘贵发

  江建忠主持“专家对话”,马君、许燕飞、巩时尚、柳超、刘上中、刘贵发针对循环流化床优化运行,燃料处理、生物质耦合等,发表各自观点。


对话交流、专家答疑

  《中国电力报》发电编辑部执行主编邹春蕾发表记者观察。

各位专家、各位企业家、各位与会代表:

  大家好!非常荣幸受到中国电力科技网的邀请,来参加“循环流化床锅炉技术2020年会”。中国电力科技网连续多年举办循环流化床锅炉技术年会,打造了燃煤发电技术领域知名的会议交流品牌,为行业提供了一个非常好的技术交流、成果发布及深度研讨平台。

  今年,我们汇聚在钟灵毓秀的江西南昌,听完各位专家和企业家的发言,我备受感动。两天的会议议程,每天满满当当8个多小时,每位演讲嘉宾都讲干货,每位参会者都认真聆听,会场没有出现早退、喧哗的情况。由此可见,大家都非常珍惜这次交流机会。我想,正是因为有了这样一群务实、实干、求知若渴、爱好钻研的人,我们的燃煤发电技术才走在世界前列,我们的燃煤发电行业也才站在了世界顶端。

  听了大家的发言,我也想跟大家分享几点自己的思考。

  一是在生态文明建设要求加大煤炭清洁高效利用力度的大势下,发展高参数、低能耗、低排放的大容量高效循环流化床锅炉需求非常迫切。我国的循环流化床技术虽然起步较晚、发展时间还比较短,但发展非常迅速,效果也非常显著。我国的循环流化床技术已经占领了国内市场,并向国际市场输出,技术前景可期。

  二是新时期煤电的战略地位已发生变化,从主体性电源向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源转变。这一变化下,煤电机组面临低负荷、高灵活、高调节等性能的挑战,那么,循环流化床机组可能也需要通过更加精细化的管理运行手段来应对这一变化。

  三是循环流化床燃烧作为一种清洁煤技术,能够低成本满足几乎世界所有国家的环保标准,但在面对我国的超低排放标准时,还有空间挖掘。包括刚才段元强博士提到的,对于二氧化碳捕集,循环流化床锅炉也有潜力可挖。

  四是循环流化床锅炉对于即将到来的“十四五”是否有清晰的发展思路?CFB技术发展方向是什么?十四五即将出现的重点,如智能与智慧技术发展与应用,循环流化床机组在智能智慧化建设方面是否有好的方案。期待在明天的交流中,能听到更多的新思想,涌现更多的新技术。

  今年“十三五”即将收官,“十四五”即将起航。在这样一个意义特殊的时刻,我们欢聚一堂,共同探讨循环流化床技术发展前景,共同探寻行业发展新路。祝愿大家能够学有所获、业有所成。同时,我作为《中国电力报》的一份子,也将继续跟踪报道循环流化床技术,为行业鼓舞。

  广州粤能电力科技开发有限公司热工分部主管章振云发表“超(超)临界循环流化床机组协调控制策略研究与应用”演讲。首先简述循环流化床技术优势与发展、超临界循环流化床机组投产情况、韶关粤华电厂与华电韶关热电的设备概况与煤质情况;其次重点讲述了机组协调控制策略,并针对超临界循环流化床锅炉的时变性、滞后性、复杂性控制对象特点,提出了“煤质在线修正专利技术”、“一种主汽压动态惯性时间的BIR技术”、“基于多参数预控的中间点温控技术”关键控制技术;最后讲述了工程应用情况,应用效果优于行业标准。

  

邹春蕾                          章振云

  国电豫源发电有限责任公司副总工程师张继武发表“大型CFB锅炉吊屏防磨技术改进”演讲。炉膛内部吊屏底部迎风面采用敷设浇注料的方式作为耐磨层保护管子不受冲刷磨损,停炉检修期间发现吊屏底部迎风面浇注料频繁出现脱落现象,造成受热面管壁受到气固物料冲刷而减薄现象,只能采用换管方式解决。甚至机组运行期间出现因过热器、再热器吊屏底部管子磨损减薄爆管导致机组停运现象。技术改造后,两台炉炉内吊屏二过及高再共计28屏,依据公司以前运行记录统计,每年可以减少因炉内吊屏底部泄露造成非停一次,每台炉节约直接检修费用搭设脚手架9万,节约启动燃油30吨,可节约费用约15万,人工检修费用2万;间接损失(欠发电量)约10.5万元。2台炉共计节约费用:73万元。改造保证了济源市冬季供暖,为公司取得良好的社会形象。

  上海锅炉厂有限公司工程师贾良晨发表“上锅CFB锅炉技术优化发展及设备升级探讨”演讲。首先讲述超临界CFB运行情况;其次分别从先进的水动力系统设计、可靠的受热面壁温偏差控制技术、高效的大型旋风分离器设计、稳定节能的回料系统设计、成熟的给煤/布风设计、传统优势部组件设计来讲述350MW超临界CFB技术特点以及新技术在老机改造中的应用,最后讲述智能检修平台——e站通。
  
张继武                          贾良晨

  湖北宜昌东阳光火力发电有限公司副总经理孟洛伟发表“330MW循环流化床锅炉超低排放设计及运行优化”演讲。烟气循环流化床法脱硫工艺在大型循环流化床锅炉超低排放改造过程中具有较大的优势,通过核实锅炉实际运行情况,有利于对设计进行优化,对实际运行进行指导。经过设计及运行优化的循环流化床锅炉超低排放系统,故障率降低,长周期运行安全性可靠。在实际运行过程中,生产直接成本费用较超低排放改造前稍有下降。

  上海锅炉厂有限公司技术部设计处调试专业副总工程师胡瑞金发表“CFB锅炉不同点火方式的探讨”演讲。燃用高挥发份煤时,480T/H以下等级CFB锅炉采用床下点火方式为宜;480T/H以上等级CFB锅炉宜采用床下床上联合点火方式。燃用低挥发份煤时(贫煤或无烟煤),CFB锅炉宜采用床下床上联合点火方式。
  

孟洛伟                         代祥龙

  孟洛伟主持“专家对话”,章振云、张继武、胡瑞金、贾良晨、代祥龙、王鹏程针对循环流化床运行控制、防磨防爆、设计优化等答疑解惑,展开交流。


专家对话

  淮北临涣中利发电有限公司技术部首席工程师代祥龙发表“临涣300MW流化床锅炉脱硝超低排放改造情况介绍”演讲。临涣电厂4台300MW级循环流化床锅炉机组,一期#1、#2机组分别于2009年3月和5月投产;二期扩建#3、#4机组分别于2013年6月和7月投产。锅炉设计燃用临涣选煤厂洗选副产物煤泥、矸石与洗中煤组成的混合燃料。2013年与2014年分别对一期两台机组进行了SNCR脱硝装置改造,改造后NOx排放浓度达到当时国家要求的小于200mg/Nm3标准。

  山西国际能源河坡发电有限责任公司发电部首席工程师王鹏程发表“350MW超临界CFB机组深度调峰技术介绍”演讲。根据国内新能源消纳对火电机组灵活性运行的需求,火电机组运行灵活性改造主要围绕深度调峰运行、快速负荷响应、快速启停机三方面进行。基于蒸汽流程的灵活性改造路线的主要有光轴改造技术、主再热辅助供热系统、低压缸切缸运行技术等。超临界循环床燃烧室出于防止磨损的考虑,必须采用垂直管本生设计。燃烧室热负荷分布相对合理,适合超临界条件水加热过程。热负荷峰值远低于煤粉炉,控制传热危机容易。深度调峰过程中尽量保持低过剩空气量运行,寻求新的脱硫、脱硝方式,低氮燃烧(锅炉改造、布风板风帽、烟再等)。
  

代祥龙                         王鹏程

  哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计处性能室主任王君峰发表“大容量高效循环流化床发电技术发展探讨”演讲。介绍循环流化床锅炉技术现状及发展趋势,哈锅660MW超超临界循环流化床技术和大容量高效循环流化床发展规划。
东方锅炉股份有限公司循环流化床性能室主任邓启刚发表“东方锅炉CFB领域最新发展”演讲。介绍东锅第三代350MW超CFB运行情况;350MW超超CFB锅炉方案;660MW超临界CFB最新状况和660MW二次再热高效超超CFB锅炉方案。
  

王君峰                         邓启刚

  中国科学院金属研究所博士梁烨发表“热机械处理工艺对9Cr钢组织的影响”演讲。热机械处理工艺可消除钢中的硼化物,使B元素重新固溶于基体中。形变量为90%的热机械处理工艺可细化晶粒,通过提高界面数量及位错密度从而提高M23C6碳化物,从而提高M23C6碳化物的形核率,细化碳化物的初始尺寸。热机械处理后的G115钢应在750℃进行回火处理,从而得到具有密集分布的小尺寸M23C6碳化物的样品。形变量为90%热机械处理工艺可提高时效过程中析出的Laves相的数密度,并抑制其长大;增加时效过程中发生熟化的M23C6碳化物数量,但降低了熟化的M23C6碳化物平均尺寸;提高了MX相的数密度。

  山西格盟安全生产咨询有限公司首席工程师蔡新春发表“降低CFB锅炉机组电耗的分析研究及成果案例”演讲。循环流化床机组较低的厂用电率的主要因素:第一,辅机选型方面,配套汽动给水泵、汽动引风机、离心风机和变频调节的组合、多级离心返料风机、汽机间接空冷(或间接水冷)系统;第二,锅炉设计方面,注意布风板面积、二次风高度、分离器阻力圆型烟风道、回转式空气预热器、扩展省煤器、湿法脱硫系统、三塔合一、大灰斗除尘器;第三,低较佳的料层床压、单返料器运行、变频配置时双台运行方式、控制入炉煤粒度特性等运行措施。
 
  

梁烨                          蔡新春

  王君峰主持“专家对话”,邓启刚、蔡新春、梁烨针对循环流化床优化运行、超低排放、深度调峰和未来发展同与会嘉宾展开热烈探讨。


专家对话
  
  
心得体会、参会感悟


  中国电力科技网对本次会议进行全程实况录像,供国家能源局、各大发电集团主管部门和相关电厂技术共享,交流学习;还将本次会议专家演讲PPT上传至中国电力科技网相关栏目和《电力月刊》,供广大电力科技工作者在线浏览、免费共享、传播先进技术和经验,为我国电力发展贡献绵薄之力。


  中国电力科技网:www.eptchina.com;
  联系人:周丽15010503361;耿迪18910897399。



流化床发电技术开启新一轮革新
朝向大型化、高参数化、高负荷调节比发展
本报记者 邹春蕾 冯义军

  “要科学发挥煤电对高峰用电的支撑作用,切实保障能源安全。”近期“霸王级”寒潮来袭,全国多地最低气温破历史极值,1月8日召开的国务院常务会议再次强调了煤电对于特殊时期能源安全稳定供应的“压舱石”作用。

  “中国非化石能源发电装机的高比例,是在总发电容量富裕、有传统燃煤电站强力调峰支撑下得以维持稳定的,燃煤电站在保电力供应安全上的角色不可或缺。”不久前,在由中国电力科技网主办的“循环流化床技术2020年会”上,中国工程院院士岳光溪表示,循环流化床技术作为20世纪70年代出现的新型燃煤技术,具有劣质煤燃料适应性强、低成本污染控制、高负荷调节比大等优势,特别适合我国的国情,应得到大力支持和发展。

  “从成功研制首台35吨循环流化床发电锅炉,到首台66万千瓦超临界锅炉投运,我国书写了世界循环流化床技术发展新史册。”中国电力科技网主任魏毓璞认为,循环流化床技术取得举世瞩目的成就,使得我国煤炭清洁高效利用水平显著提升。面对“十四五”带来的新形势,面对行业存在的诸多待解难题,循环流化床锅炉技术开启了一轮自我革新,正朝着大型化和高参数化、高负荷调节比、深度调峰及智能智慧之路迈进。

为高硫、低质煤高效清洁利用提供示范

  “创新铸就丰碑,科技引领未来。”2020年循环流化床技术年会上,中国电力科技网副主任耿迪如是说。当“30·60”目标更加明确,当能源革命向纵深发展,当新一轮科技革命和产业革命加速演进,能源领域的深度转型全面进入倒计时阶段,煤电不可避免地走向了“主动求变”的发展之路。

  近日,中国科学院公布2020年度科技成果转移转化的6项亮点工作,其中,首台无烟煤原料循环流化床气化装置投运入选,被评价为具有里程碑意义。

  贵州安顺煤属低质无烟煤,灰分高、活性低,气化难度大。该装置采用中国科学院工程热物理研究所循环流化床气化技术,实现了安顺无烟煤的高效清洁气化,充分验证了循环流化床气化技术极强的煤种适应性和经济性,为我国西南片区高硫无烟煤高效清洁利用寻求现实途径。

  无独有偶,2020年9月16日在中煤山西平朔电厂投运的世界首台660兆瓦超临界循环流化床锅炉,也以燃用山西地区典型的低热值煤而引发行业广泛关注。
另外,660兆瓦超超临界流化床锅炉机组国家示范项目分别在贵州威赫和陕西彬长落地;上海电气700兆瓦超超临界流化床锅炉获国家能源局批准列入第一批能源领域首台(套)重大技术装备项目名单……2020年,流化床发电喜讯接踵而至。

  “实现超低排放循环流化床锅炉大型化和高参数化,降低污染控制成本,甚至可能取代一部分燃用高硫低挥发煤种的超(超)临界煤粉炉。”岳光溪在谈到今后循环流化床燃烧技术的发展方向时说道。

  从2000年启动超临界直流循环流化床锅炉的研究,到2007年在山西大土河热电厂首次实现基于流态重构的节能型循环流化床锅炉设想,到2013年4月白马电厂60万千瓦超临界循环流化床锅炉示范工程成功投运,再到2017年开发新一代超低排放循环流化床技术,经过十年发展,我国在循环流化床燃烧理论、设计理论、工程建设和锅炉配套辅机制造均走到了世界领先水平,循环流化床总装机容量稳居世界第一,蒸汽参数单机容量也达到了世界领先。这一点,在“135兆瓦等级和300兆瓦等级的大容量CFB锅炉机型占总装机容量的 73.2%、总装机台数的 73.8%”这组数据中可以得到印证。

  西南地区是循环流化床锅炉技术应用的“沃土”。昆明理工大学冶金与能源工程学院副院长李法社认为,“我国煤资源呈现硫分从西北向西南逐渐升高的特点,西南地区煤炭储量较大,高硫煤多,劣质煤种多。流化床锅炉技术具有燃料适应性广、燃料利用率高、污染物排放低等优势,对于西南地区的高硫、高灰、低挥发份、低灰熔点的燃煤尤为适合。”

解决燃煤机组深度调峰诸多挑战

  2020年12月12日,中国在2020年气候雄心峰会向全世界宣布,“到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%。”可以预见,可再生能源对化石能源的替代步伐将进一步加速。

  伴随着可再生能源发电持续快速发展,火电机组进行灵活性改造、参与深度调峰日益紧迫。“根据国内新能源消纳对火电机组灵活性运行的需求,火电机组运行灵活性改造主要围绕以下三个方面进行:深度调峰运行、快速负荷响应、快速启停机。”山西国际能源河坡发电有限责任公司CFB锅炉首席工程师王鹏程认为,今后循环流化床燃烧技术的发展方向集中于发挥循环流化床高负荷调节比、深度调峰稳定性好的特点,支撑电网消纳更高比例的非化石能源。

  为此,他提出的采用切缸/低背压运行改造技术方案,通过合理控制低压缸的最小冷却流量,能够在保证机组安全运行的前提下既达到深度调峰的目的,又提高机组供热能力。

  “深度调峰时,床温降低、分离器温度降低。温度偏离有效反应区间,给机组的二氧化硫、氮氧化物等污染物控制带来了诸多难题。”国家能源集团循环流化床技术研发中心研发高级师邬万竹则提到了另一个现实性问题。他调研全国范围10余家CFB电厂环保参数情况后发现,机组环保参数小时均值超标的情况仍时有发生,在深度调峰工况下则更为突出。

  他建议,采用炉内低氮改造、SNCR系统布置优化、AGC控制逻辑优化、污染物耦合控制等方法,深入挖掘循环流化床锅炉自身的污染控制潜力,实现循环流化床污染物控制能力的突破。

  东南大学能源与环境学院博士后段元强,将目光聚焦在二氧化碳减排领域。他表示,为了达到2050年全球温度升高限制在2摄氏度的目标,CCS技术将每年封存利用60亿吨二氧化碳。“富氧燃烧是最具工业运用前景的燃煤电站CCS技术之一,富氧CFB技术将循环流化床与富氧燃烧的优势相结合,可实现低成本捕捉燃煤电站二氧化碳。”

  东南大学于2000年前后进行循环流化床富氧燃烧技术研究,创造性地提出了流化床富氧温循环概念,通过整体氧浓度和局部氧浓度的协调控制来实现煤高效燃烧和SO2/NOx低排放的耦合。历经近20年技术研发,目前已完成了“实验室—小试—中试—工业化”的全套研发流程。

破解固废资源化利用世界性难题

  煤电机组也可以吃“粗粮”——循环流化床锅炉对燃料的广适应性,使得污泥等固体废弃物的资源化利用这一世界性难题找到了破解之法。

  随着经济的高速发展、城市化进程的不断加快,污泥等固体废弃物产量不断增加,环境污染问题日益严峻。十九大报告着重强调,“加强固体废弃物和垃圾处置”。加速燃煤耦合污泥等固体废弃物处理技术创新和产业化推广,由此上升为国家战略。

  2019年5月,一场由中国电机工程学会组织的技术成果鉴定会备受行业关注,鉴定委员会专家一致认为,“技术达到国际领先水平,成果具有显著的创新性,社会效益和经济效益显著,为固废、生物质与大型燃煤发电技术耦合提供了成功的范例。”

  这场鉴定会的主角,是“30万千瓦循环流化床锅炉固废及生物质直燃耦合发电关键技术研发与工程应用”。该技术由华能清能院与福建华电永安发电有限公司共同打造,深度参与该项目的福建华电邵武能源有限公司副总经理许燕飞介绍,该项目利用现有燃煤发电锅炉处理固废,利用现役电厂的环保设施及前端预处理系统就可满足环保排放的要求,远低于常规垃圾焚烧发电厂的排放标准。“该项目可替代垃圾焚烧电厂,它的成功应用,为工业固废、城市垃圾等废弃物的处置提供了新思路,为全国循环流化床的环保转型发展提供了新方向。”

  循环流化床锅炉对污泥的资源化利用同样具有广阔的价值空间。西北电力设计院热机室副主任工程师周朝辉分析认为,污泥中含有大量的有机物质,因而具有较高的热值。污泥焚烧发电不仅可以实现污泥安全处置,还可以实现污泥资源化利用,既节约能源,又保护环境,有利于促进我国向可持续的循环型社会的转变。

  “不过,我国污泥焚烧的研究起步较晚,对于如何控制这些污染物,暂时还没有全面、系统的研究,也没有对应的污染物排放标准或规范。需要进一步加大研究,弄清楚污染物产生的机理,消除电厂焚烧污泥是否达标排放的顾虑。”周朝辉预测,后续随着“十四五”规划的出台,国家或许会提出更严格的处置率目标,并建立监控手段、监测方法标准和考核办法,同时加大政策倾斜和资金扶持力度,污泥处置市场将前景广阔。



上海电气
电力月刊142期
第三届“热电联产远距离低能耗集中供热技术研讨会”
岱海发电亚临界机组“跨代”升级暨节能减排改造经验交流会


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