2020年10月29日,中國電力科技網(wǎng)在南昌召開以“優(yōu)化可靠節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟運行,探索智慧循環(huán)流化機組建設(shè)”為主題的“循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)2020年會”,神華國能集團有限公司提供技術(shù)支持,25位專家發(fā)表技術(shù)演講并答疑,旨在研討交流CFB鍋爐機組設(shè)計、制造、建設(shè)、調(diào)試、運行技術(shù),探索智慧循環(huán)流化床機組建設(shè)。
會場
首先,中國電力科技網(wǎng)處長楊偉代表副主任耿迪宣讀主辦單位開幕辭:
杰士豪情,風(fēng)云千古,吳頭楚尾,粵戶閩庭,襟三江而帶五湖,控蠻荊而引甌越。
漁舟唱晚,雁陣驚寒,落霞孤鶩,秋水長天,滕王高閣臨江渚,物換星移幾度秋。
尊敬的各位專家、與會嘉賓:大家好。
創(chuàng)新鑄就豐碑,科技引領(lǐng)未來。隨著世界首座單機容量最大超臨界循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機組電廠成功投運,我國在運超臨界流化床機組已達(dá)46臺。適逢佳勢,今天,在這座紅色英雄之城,“循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)2020年會”開幕了。
我們將立足國際前沿和國家需求,針對實際中的疑難問題,從系統(tǒng)性基本理論研究到大量的實際技術(shù)應(yīng)用展開交流和討論,旨在進一步優(yōu)化CFB機組,爭取可靠、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟運行,研討大型CFB鍋爐和超超臨界CFB鍋爐設(shè)計、制造、建設(shè)、調(diào)試技術(shù),探索智慧循環(huán)流化床機組建設(shè)之路。
從成功研制首臺每小時35噸循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐,到66萬千瓦超臨界鍋爐,我國書寫了世界循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展新史冊,中國電力科技網(wǎng)召開年會、專題研討會,辛勤耕耘三十年,創(chuàng)新技術(shù)、傳播經(jīng)驗、夯實理論、分享成果、應(yīng)用實踐、無私奉獻、見證歷程。
感謝演講專家精心準(zhǔn)備、與會嘉賓積極出席!
感謝《中國電力報》前期和即將對年會采編、報道!
緣《滕王閣序》,南昌引人入勝;因“八一起義”,南昌名揚四海。應(yīng)運、應(yīng)時、應(yīng)際,弘揚“第一槍”精神,系年會召開,你我初心再續(xù)南昌。會后恰值周末,攀登廬山,一覽仙境,感受“匡廬奇秀甲天下”;旅游名樓,臨江遠(yuǎn)眺,體會古人千年前寫下的宏偉詩篇!預(yù)祝各位不虛此行。
楊偉
中國工程院院士岳光溪特地發(fā)來視頻版“年會賀辭”。
首先,熱烈祝賀中國電力科技網(wǎng)組織循環(huán)流化床2020年會。
在很長一段時間,我國以煤炭為主的一次能源局面無法改變,在國內(nèi)外能源生產(chǎn)的多元化、低碳化推動下,我國2019年年底,非化石能源裝機容量達(dá)到8.4億千瓦,占總裝機容量的41.9%。然而,非化石能源實際的發(fā)電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到這個比例。國外的經(jīng)驗已經(jīng)證明,可再生能源在電網(wǎng)上的比重已超過20%,電網(wǎng)的安全穩(wěn)定就成了問題。事實上,中國非化石能源發(fā)電裝機的高比例,是在總發(fā)電容量賦予有傳統(tǒng)燃煤電站強力調(diào)峰支撐下,得以維持穩(wěn)定的。我國政府高層在當(dāng)前國內(nèi)外的緊張形式下,特別強調(diào)能源供應(yīng)的安全性,燃煤電站在保電力供應(yīng)安全上的角色不可或缺。
循環(huán)流化床技術(shù)上個世紀(jì)七十年代出現(xiàn)的新型燃煤技術(shù),具有燃料適應(yīng)性強、低成本污染控制、高負(fù)荷調(diào)節(jié)比大三大優(yōu)勢,特別適合我國國情。我國與世界同步開發(fā)循環(huán)流化床燃燒技術(shù),經(jīng)過四十年的努力,我國循環(huán)流化床燃燒理論、設(shè)計理論、工程建設(shè)和管理經(jīng)驗,均達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我國循環(huán)流化床總裝機容量穩(wěn)居世界第一,蒸汽參數(shù)、單機容量也達(dá)到了世界領(lǐng)先,特別是2017年以后,中國開發(fā)的新一代超低排放循環(huán)流化床技術(shù),把國外遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。
按照我國國情需要,今后,循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展方向,可能要集中于:一、發(fā)揮循環(huán)流化床高負(fù)荷調(diào)節(jié)比的特點,支撐電網(wǎng),消納能高比例的非化石能源,在能源生產(chǎn)減碳上發(fā)揮作用。二、實現(xiàn)超低排放循環(huán)流化床鍋爐大型化和高參數(shù)化,減低污染控制成本,甚至可能取代一部分燃用高硫低揮發(fā)分煤種的超臨界煤粉爐,這在發(fā)改委十四五規(guī)劃指南的制定中正在體現(xiàn)。三、循環(huán)流化床多元燃料化,把循環(huán)流化床供熱發(fā)電的角色向能源供應(yīng)、垃圾生物質(zhì)處理綜合中心轉(zhuǎn)移。
多年來,中國電力科技網(wǎng)形成了循環(huán)流化床技術(shù)交流的平臺,起到了非常重要的作用,預(yù)祝中國電力科技網(wǎng)2020年循環(huán)流化床技術(shù)年會成功。
岳光溪
中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司高級工程師趙鵬勃發(fā)表“大型循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)均勻性研究與工程實踐”演講。大型循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置和風(fēng)帽結(jié)構(gòu)形式影響布風(fēng)均勻性,布風(fēng)裝置常見問題是風(fēng)帽阻力偏低、布風(fēng)不均勻;風(fēng)帽常見問題是磨損、燒毀和漏渣。風(fēng)帽脫落、磨損和漏渣受到結(jié)構(gòu)設(shè)計、風(fēng)帽材質(zhì)、阻力匹配等多個因素的共同影響,改造過程中需要全面予以考慮,否則很難達(dá)到良好效果。風(fēng)帽改造對鍋爐安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性有重要意義。鐘罩形風(fēng)帽阻力特性優(yōu)良,具有良好的防漏渣、抗磨損能力,適用于新機組及老機組改造。鐘罩形風(fēng)帽較為適應(yīng)大型循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展,應(yīng)當(dāng)予以優(yōu)先選擇。
國家能源集團循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)中心技術(shù)研發(fā)高級師鄔萬竹發(fā)表“CFB機組污染物控制優(yōu)化技術(shù)研究”演講。提升污染物濃度控制水平,減少時均值、瞬時值超標(biāo)在CFB電廠,包括部分完成超低排放改造的電廠仍有較大空間。由于AGC投入、燃用煤質(zhì)變化等原因,爐內(nèi)燃燒工況快速波動,甚至導(dǎo)致翻床等問題,而石灰石加入系統(tǒng)、二次風(fēng)系統(tǒng)難以快速準(zhǔn)確響應(yīng),加之污染物排放濃度存在耦合關(guān)系,導(dǎo)致污染物控制困難。通過優(yōu)化AGC控制邏輯,提高一二次風(fēng)的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性,避免床壓交叉波動,維持爐內(nèi)燃燒工況的相對穩(wěn)定,是控制污染物排放濃度的前提。通過優(yōu)化石灰石控制系統(tǒng),取得了較好的效果。利用污染物相互關(guān)系尋求最優(yōu)控制值,可在控制SO2排放濃度的同時降低脫硫鈣硫比,具有較好的經(jīng)濟性。在全負(fù)荷脫硝方面,應(yīng)通過爐內(nèi)低氮改造、SNCR系統(tǒng)布置優(yōu)化等方式,盡可能提高爐內(nèi)脫硝效率,降低運行成本。
趙鵬勃 鄔萬竹
西北電力設(shè)計院有限公司技術(shù)中心熱機室副主任工程師周朝輝發(fā)表“CFB鍋爐與污泥的資源化利用”演講。污泥焚燒發(fā)電不但可以實現(xiàn)污泥安全處置,還可以從污泥中抽取能量,替代部分化石燃料,既節(jié)約能源,又保護環(huán)境,有利于促進我國向可持續(xù)的循環(huán)型社會轉(zhuǎn)變。污泥既是污染物,也是一種資源,在治理污染的同時變廢為寶,實現(xiàn)污泥的資源化,具有顯著的環(huán)境和經(jīng)濟效益,資源化方向?qū)⒊蔀槲勰嗵幹玫陌l(fā)展方向。隨著“十四五”規(guī)劃的出臺,國家應(yīng)該會提出更嚴(yán)格的處置率目標(biāo),并建立監(jiān)控手段、監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)和考核辦法,同時加大政策傾斜和資金扶持力度,污泥處置市場將會前景廣闊。
青島松靈電力環(huán)保設(shè)備有限公司總經(jīng)理郭廣龍發(fā)表“固體廢棄物資源化利用”演講。通過概述流化床機組除渣系統(tǒng)、冷渣機獨特的制造工藝、冷渣機膜式壁管生產(chǎn)線、冷渣機有足夠大的檢修空間和優(yōu)越的出力調(diào)節(jié)能力等方面,對冷渣機各種形式進渣管進行比較,并結(jié)合工程實例,針對國家層面的產(chǎn)業(yè)政策支持分析松靈污泥干化的工藝路線,并說明污泥干化的核心設(shè)備——膜式滾筒烘干機,具有不易堵塞、檢修空間大、對物料粒度適應(yīng)范圍廣、膜式外筒體和單位體積換熱面積大等優(yōu)點。
周朝輝 郭廣龍
華電淄博熱電有限公司生技部主任助理劉培華發(fā)表“循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)驗交流——防磨防爆”演講。淄博公司主要采用防磨噴涂、加裝防磨護瓦等被動防磨手段,輔以分離器阻流板等主動防磨技術(shù),取得較好的防磨效果。通過降低一次風(fēng)量運行、推行低床壓運行方式、嚴(yán)防壁溫超限、加強汽水品質(zhì)監(jiān)督、控制燃料品質(zhì)等運行優(yōu)化調(diào)整措施與檢修工作有機結(jié)合,對爐膛、澆注料、尾部煙道、爐外管及附件等部位進行針對性的檢查處理。通過制定實施細(xì)則、嚴(yán)格金屬監(jiān)督、重視技術(shù)資料管理、正向激勵等措施構(gòu)建防磨防爆長效管理機制。
西安華電清潔能源技術(shù)有限公司循環(huán)流化床技術(shù)部主任、研究員江建忠發(fā)表“循環(huán)流化床鍋爐近零排放工程應(yīng)用”演講。介紹循環(huán)流化床鍋爐近零排放的項目背景、技術(shù)路線選擇和工程應(yīng)用。
劉培華 江建忠
趙鵬勃主持“專家對話”環(huán)節(jié),鄔萬竹、周朝輝、郭廣龍、江建忠、蔡新春、劉培華針對循環(huán)流化床布風(fēng)均勻性研究、污染物控制優(yōu)化技術(shù)、資源化利用等方面闡述分析,發(fā)表各自觀點。
專家對話
昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院副院長李法社發(fā)表“我國西南地區(qū)循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展探討”演講。循環(huán)流化床鍋爐采用混燃發(fā)電的方式可以使生物質(zhì)能以大機組的效率進行高效利用,效率遠(yuǎn)高于生物質(zhì)直燃電站。循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣,對生物質(zhì)秸稈的品種與燃煤的配比方面較為靈活。設(shè)備改造投資較低,鍋爐本體不需要做大的改動,僅需改動相應(yīng)的輔機設(shè)備以及安裝檢測計量裝置?;鞜壤烧{(diào),能夠防止直燃電站面臨的秸稈價格飛漲問題。利用生物質(zhì)秸稈進行點爐可節(jié)省大量燃油,這對提高電站的經(jīng)濟性非常有利??蓪⒒鞜斩捵龀蒀DM項目,進一步提高電廠效益。有利于推動國家制定相關(guān)混燒激勵政策,進一步推動混燒工作的開展。針對西南地區(qū)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展,提出建議:向超臨界、大型化方向轉(zhuǎn)變、結(jié)合本地優(yōu)勢資源發(fā)展生物質(zhì)鍋爐、運行靈活性和燃料適應(yīng)。
哈爾濱北方通用機電設(shè)備工程有限公司研發(fā)中心副總工程師馬君發(fā)表“中心給料機在火力發(fā)電機組中的應(yīng)用”演講。強調(diào)中心給料機卸料原理按照當(dāng)前發(fā)達(dá)國家廣泛采用的“先進先出”原則對各種物料進行卸料,主要適用于對儲存水分大、易粘結(jié)、流動性較差的各種煤倉進行出倉卸料工作,能夠完全避免因煤倉內(nèi)的物料因長時間的堆積滯留或存在不流動區(qū)域而產(chǎn)生的堵煤現(xiàn)象,因此用戶可以提高煤泥或劣質(zhì)煤的摻燒比例,進而提高電廠經(jīng)濟效益。
李法社 馬君
福建華電邵武能源有限公司副總經(jīng)理許燕飛發(fā)表“300MW循環(huán)流化床鍋爐固廢及生物質(zhì)直燃耦合發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用”演講。固廢及生物質(zhì)的理化特性與燃煤差異大,燃料的著火與燃盡,輸送系統(tǒng)設(shè)備,給料穩(wěn)定、燃燒穩(wěn)定、污染物達(dá)標(biāo)排放等是直燃耦合發(fā)電亟待解決的重點??紤]固廢及生物質(zhì)的多樣性特點,通過理論分析和試驗,選擇使用氣力輸送系統(tǒng)將破碎后的固廢及生物質(zhì)從鍋爐返料器出口接入送入爐內(nèi)直接耦合燃燒,其優(yōu)勢:最經(jīng)濟,滿足固廢及生物質(zhì)在燃燒時間、溫度、混合、燃盡、污染控制等方面的要求。項目組通過實驗室研究、數(shù)模物模、現(xiàn)場試驗等方式,完成我國首套300MW級循環(huán)流化床鍋爐固廢及生物質(zhì)直燃耦合發(fā)電項目的系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)計及建設(shè),并達(dá)到了設(shè)計出力。本項目達(dá)到國際領(lǐng)先水平,為工業(yè)固廢、城市垃圾等廢棄物的處理提供了新思路和示范。為全國現(xiàn)役循環(huán)流化床鍋爐的環(huán)保轉(zhuǎn)型發(fā)展提供新方向。
西北電力試驗研究院有限公司鍋爐技術(shù)研究所工程師鞏時尚發(fā)表“大型循環(huán)流化床鍋爐啟動調(diào)試難點研究”演講。鍋爐啟動節(jié)油問題研究、鍋爐啟動系統(tǒng)及啟停過程中給水流量控制問題、大型流化床鍋爐風(fēng)機電耗問題、磨損問題、低負(fù)荷階段屏過汽溫偏高、流化床低負(fù)荷下氮氧化物排放、落渣管燒紅等,是大型流化床鍋爐啟動調(diào)試存在的共性問題。隨著循環(huán)流化床鍋爐機組的容量越大、參數(shù)越高,爐內(nèi)床料量越多,其單次點火耗油量也越大。針對鍋爐啟動系統(tǒng)及啟停過程中給水流量控制問題,采取在保證水冷壁安全的前提下啟動階段和停爐階段較小的給水流量。二次風(fēng)為鍋爐提供所需的燃燒空氣量,補充一次風(fēng)對燃燒的不足部分,一次風(fēng)機要克服整個料層阻力,壓頭高,電耗高。通過實際案例,進一步分析機組吹管階段鍋爐結(jié)焦、分離器水平煙道積灰等問題,并給出處理方案。
許燕飛 鞏時尚
安徽錢營孜發(fā)電有限公司發(fā)電部值長柳超發(fā)表“循環(huán)流化床鍋爐啟動節(jié)油控制”演講。公司兩臺SG-1163/25.4-M4607型鍋爐是上海鍋爐廠的超臨界循環(huán)流化床鍋爐,該鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行直流爐,循環(huán)流化床燃燒方式、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、全鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu);鍋爐采用半露天布置、燃煤、固態(tài)排渣、前后墻聯(lián)合給煤,受熱面采用全懸吊方式,鍋爐整體呈左右對稱布置。鍋爐采用汽冷式旋風(fēng)分離器進行氣固分離。再分別闡述啟動難點,鍋爐啟動注意事項和投煤、燃油控制。
東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院熱能工程研究所博士后段元強發(fā)表“350MWe超臨界循環(huán)流化床富氧燃燒鍋爐概念設(shè)計”演講?;趯Ω谎跞紵鼵FB鍋爐爐內(nèi)稀相區(qū)軸向傳熱系數(shù)分布的計算結(jié)果,完成超超臨界350MWe機組富氧燃燒CFB鍋爐的概念性設(shè)計,探討設(shè)計中的關(guān)鍵問題。與常規(guī)空氣燃燒CFB鍋爐相比,若給煤量不變,由于氧氣濃度提高,燃燒所需理論總空氣氣量減小,保持流化風(fēng)速不變,富氧CFB鍋爐爐膛截面積必然減小,爐內(nèi)可布置受熱面面積減小,必須采用外置床換熱器來吸收這部分爐內(nèi)吸收不了的熱量。富氧CFB鍋爐的爐膛截面積、布風(fēng)板面積、旋風(fēng)分離器筒體直徑及尾部煙道截面積相比同等級空氣燃燒CFB鍋爐均有較大幅度的減小。350MWe-SC-Oxy循環(huán)流化床鍋爐將很大一部分熱負(fù)荷分配在外置床換熱器中,其所占份額為14.07%。
柳超 段元強
武漢永平科技有限公司總經(jīng)理劉上中發(fā)表“格柵防磨技術(shù)最新應(yīng)用成果報告”演講。從該廠三臺超臨界鍋爐格柵防磨改造至今的運行情況來看,其原有的磨損泄露問題已經(jīng)得到根本控制。格柵防磨改造前后對比,原先的易磨損區(qū)域未見減薄。最早改造的2#爐距今已連續(xù)高負(fù)荷平穩(wěn)運行超過12個月。經(jīng)格柵防磨改造后,三臺爐再無水冷壁磨損泄露事故發(fā)生,極大延長了鍋爐運行周期。格柵防磨技術(shù)的有效性和安全性在超臨界鍋爐上得到良好驗證。分別講述澆注料改格柵提效降床溫、吊掛管鎧甲防磨新技術(shù)和海外項目。
重慶先隆電力設(shè)備制造有限公司總經(jīng)理劉貴發(fā)發(fā)表“分篩、破碎、優(yōu)化、設(shè)計和系統(tǒng)校正——實現(xiàn)分篩破碎粒度、降低設(shè)備運行故障”演講。講述滾軸階梯篩選優(yōu)化設(shè)計和多級分篩節(jié)破碎機優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用案例。滾軸階梯篩、多級分篩調(diào)節(jié)破碎機在安裝形式上進行了組合,設(shè)備結(jié)構(gòu)在振動篩、滾軸篩、錘頭破碎機、齒輥破碎機的基礎(chǔ)上進行提煉、借鑒設(shè)計,也是在傳統(tǒng)設(shè)備基礎(chǔ)上大力改良,迎合用戶需求進行優(yōu)化升級、滿足客戶個性化設(shè)計,確保分篩、破碎粒度,運行不堵塞。
劉上中 劉貴發(fā)
江建忠主持“專家對話”,馬君、許燕飛、鞏時尚、柳超、劉上中、劉貴發(fā)針對循環(huán)流化床優(yōu)化運行,燃料處理、生物質(zhì)耦合等,發(fā)表各自觀點。
對話交流、專家答疑
《中國電力報》發(fā)電編輯部執(zhí)行主編鄒春蕾發(fā)表記者觀察。
各位專家、各位企業(yè)家、各位與會代表:
大家好!非常榮幸受到中國電力科技網(wǎng)的邀請,來參加“循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)2020年會”。中國電力科技網(wǎng)連續(xù)多年舉辦循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)年會,打造了燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域知名的會議交流品牌,為行業(yè)提供了一個非常好的技術(shù)交流、成果發(fā)布及深度研討平臺。
今年,我們匯聚在鐘靈毓秀的江西南昌,聽完各位專家和企業(yè)家的發(fā)言,我備受感動。兩天的會議議程,每天滿滿當(dāng)當(dāng)8個多小時,每位演講嘉賓都講干貨,每位參會者都認(rèn)真聆聽,會場沒有出現(xiàn)早退、喧嘩的情況。由此可見,大家都非常珍惜這次交流機會。我想,正是因為有了這樣一群務(wù)實、實干、求知若渴、愛好鉆研的人,我們的燃煤發(fā)電技術(shù)才走在世界前列,我們的燃煤發(fā)電行業(yè)也才站在了世界頂端。
聽了大家的發(fā)言,我也想跟大家分享幾點自己的思考。
一是在生態(tài)文明建設(shè)要求加大煤炭清潔高效利用力度的大勢下,發(fā)展高參數(shù)、低能耗、低排放的大容量高效循環(huán)流化床鍋爐需求非常迫切。我國的循環(huán)流化床技術(shù)雖然起步較晚、發(fā)展時間還比較短,但發(fā)展非常迅速,效果也非常顯著。我國的循環(huán)流化床技術(shù)已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)市場,并向國際市場輸出,技術(shù)前景可期。
二是新時期煤電的戰(zhàn)略地位已發(fā)生變化,從主體性電源向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變。這一變化下,煤電機組面臨低負(fù)荷、高靈活、高調(diào)節(jié)等性能的挑戰(zhàn),那么,循環(huán)流化床機組可能也需要通過更加精細(xì)化的管理運行手段來應(yīng)對這一變化。
三是循環(huán)流化床燃燒作為一種清潔煤技術(shù),能夠低成本滿足幾乎世界所有國家的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),但在面對我國的超低排放標(biāo)準(zhǔn)時,還有空間挖掘。包括剛才段元強博士提到的,對于二氧化碳捕集,循環(huán)流化床鍋爐也有潛力可挖。
四是循環(huán)流化床鍋爐對于即將到來的“十四五”是否有清晰的發(fā)展思路?CFB技術(shù)發(fā)展方向是什么?十四五即將出現(xiàn)的重點,如智能與智慧技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用,循環(huán)流化床機組在智能智慧化建設(shè)方面是否有好的方案。期待在明天的交流中,能聽到更多的新思想,涌現(xiàn)更多的新技術(shù)。
今年“十三五”即將收官,“十四五”即將起航。在這樣一個意義特殊的時刻,我們歡聚一堂,共同探討循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展前景,共同探尋行業(yè)發(fā)展新路。祝愿大家能夠?qū)W有所獲、業(yè)有所成。同時,我作為《中國電力報》的一份子,也將繼續(xù)跟蹤報道循環(huán)流化床技術(shù),為行業(yè)鼓舞。
廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司熱工分部主管章振云發(fā)表“超(超)臨界循環(huán)流化床機組協(xié)調(diào)控制策略研究與應(yīng)用”演講。首先簡述循環(huán)流化床技術(shù)優(yōu)勢與發(fā)展、超臨界循環(huán)流化床機組投產(chǎn)情況、韶關(guān)粵華電廠與華電韶關(guān)熱電的設(shè)備概況與煤質(zhì)情況;其次重點講述了機組協(xié)調(diào)控制策略,并針對超臨界循環(huán)流化床鍋爐的時變性、滯后性、復(fù)雜性控制對象特點,提出了“煤質(zhì)在線修正專利技術(shù)”、“一種主汽壓動態(tài)慣性時間的BIR技術(shù)”、“基于多參數(shù)預(yù)控的中間點溫控技術(shù)”關(guān)鍵控制技術(shù);最后講述了工程應(yīng)用情況,應(yīng)用效果優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
鄒春蕾 章振云
國電豫源發(fā)電有限責(zé)任公司副總工程師張繼武發(fā)表“大型CFB鍋爐吊屏防磨技術(shù)改進”演講。爐膛內(nèi)部吊屏底部迎風(fēng)面采用敷設(shè)澆注料的方式作為耐磨層保護管子不受沖刷磨損,停爐檢修期間發(fā)現(xiàn)吊屏底部迎風(fēng)面澆注料頻繁出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,造成受熱面管壁受到氣固物料沖刷而減薄現(xiàn)象,只能采用換管方式解決。甚至機組運行期間出現(xiàn)因過熱器、再熱器吊屏底部管子磨損減薄爆管導(dǎo)致機組停運現(xiàn)象。技術(shù)改造后,兩臺爐爐內(nèi)吊屏二過及高再共計28屏,依據(jù)公司以前運行記錄統(tǒng)計,每年可以減少因爐內(nèi)吊屏底部泄露造成非停一次,每臺爐節(jié)約直接檢修費用搭設(shè)腳手架9萬,節(jié)約啟動燃油30噸,可節(jié)約費用約15萬,人工檢修費用2萬;間接損失(欠發(fā)電量)約10.5萬元。2臺爐共計節(jié)約費用:73萬元。改造保證了濟源市冬季供暖,為公司取得良好的社會形象。
上海鍋爐廠有限公司工程師賈良晨發(fā)表“上鍋CFB鍋爐技術(shù)優(yōu)化發(fā)展及設(shè)備升級探討”演講。首先講述超臨界CFB運行情況;其次分別從先進的水動力系統(tǒng)設(shè)計、可靠的受熱面壁溫偏差控制技術(shù)、高效的大型旋風(fēng)分離器設(shè)計、穩(wěn)定節(jié)能的回料系統(tǒng)設(shè)計、成熟的給煤/布風(fēng)設(shè)計、傳統(tǒng)優(yōu)勢部組件設(shè)計來講述350MW超臨界CFB技術(shù)特點以及新技術(shù)在老機改造中的應(yīng)用,最后講述智能檢修平臺——e站通。
張繼武 賈良晨
湖北宜昌東陽光火力發(fā)電有限公司副總經(jīng)理孟洛偉發(fā)表“330MW循環(huán)流化床鍋爐超低排放設(shè)計及運行優(yōu)化”演講。煙氣循環(huán)流化床法脫硫工藝在大型循環(huán)流化床鍋爐超低排放改造過程中具有較大的優(yōu)勢,通過核實鍋爐實際運行情況,有利于對設(shè)計進行優(yōu)化,對實際運行進行指導(dǎo)。經(jīng)過設(shè)計及運行優(yōu)化的循環(huán)流化床鍋爐超低排放系統(tǒng),故障率降低,長周期運行安全性可靠。在實際運行過程中,生產(chǎn)直接成本費用較超低排放改造前稍有下降。
上海鍋爐廠有限公司技術(shù)部設(shè)計處調(diào)試專業(yè)副總工程師胡瑞金發(fā)表“CFB鍋爐不同點火方式的探討”演講。燃用高揮發(fā)份煤時,480T/H以下等級CFB鍋爐采用床下點火方式為宜;480T/H以上等級CFB鍋爐宜采用床下床上聯(lián)合點火方式。燃用低揮發(fā)份煤時(貧煤或無煙煤),CFB鍋爐宜采用床下床上聯(lián)合點火方式。
孟洛偉 代祥龍
孟洛偉主持“專家對話”,章振云、張繼武、胡瑞金、賈良晨、代祥龍、王鵬程針對循環(huán)流化床運行控制、防磨防爆、設(shè)計優(yōu)化等答疑解惑,展開交流。
專家對話
淮北臨渙中利發(fā)電有限公司技術(shù)部首席工程師代祥龍發(fā)表“臨渙300MW流化床鍋爐脫硝超低排放改造情況介紹”演講。臨渙電廠4臺300MW級循環(huán)流化床鍋爐機組,一期#1、#2機組分別于2009年3月和5月投產(chǎn);二期擴建#3、#4機組分別于2013年6月和7月投產(chǎn)。鍋爐設(shè)計燃用臨渙選煤廠洗選副產(chǎn)物煤泥、矸石與洗中煤組成的混合燃料。2013年與2014年分別對一期兩臺機組進行了SNCR脫硝裝置改造,改造后NOx排放濃度達(dá)到當(dāng)時國家要求的小于200mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)。
山西國際能源河坡發(fā)電有限責(zé)任公司發(fā)電部首席工程師王鵬程發(fā)表“350MW超臨界CFB機組深度調(diào)峰技術(shù)介紹”演講。根據(jù)國內(nèi)新能源消納對火電機組靈活性運行的需求,火電機組運行靈活性改造主要圍繞深度調(diào)峰運行、快速負(fù)荷響應(yīng)、快速啟停機三方面進行。基于蒸汽流程的靈活性改造路線的主要有光軸改造技術(shù)、主再熱輔助供熱系統(tǒng)、低壓缸切缸運行技術(shù)等。超臨界循環(huán)床燃燒室出于防止磨損的考慮,必須采用垂直管本生設(shè)計。燃燒室熱負(fù)荷分布相對合理,適合超臨界條件水加熱過程。熱負(fù)荷峰值遠(yuǎn)低于煤粉爐,控制傳熱危機容易。深度調(diào)峰過程中盡量保持低過??諝饬窟\行,尋求新的脫硫、脫硝方式,低氮燃燒(鍋爐改造、布風(fēng)板風(fēng)帽、煙再等)。
代祥龍 王鵬程
哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計處性能室主任王君峰發(fā)表“大容量高效循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)發(fā)展探討”演講。介紹循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,哈鍋660MW超超臨界循環(huán)流化床技術(shù)和大容量高效循環(huán)流化床發(fā)展規(guī)劃。
東方鍋爐股份有限公司循環(huán)流化床性能室主任鄧啟剛發(fā)表“東方鍋爐CFB領(lǐng)域最新發(fā)展”演講。介紹東鍋第三代350MW超CFB運行情況;350MW超超CFB鍋爐方案;660MW超臨界CFB最新狀況和660MW二次再熱高效超超CFB鍋爐方案。
王君峰 鄧啟剛
中國科學(xué)院金屬研究所博士梁燁發(fā)表“熱機械處理工藝對9Cr鋼組織的影響”演講。熱機械處理工藝可消除鋼中的硼化物,使B元素重新固溶于基體中。形變量為90%的熱機械處理工藝可細(xì)化晶粒,通過提高界面數(shù)量及位錯密度從而提高M23C6碳化物,從而提高M23C6碳化物的形核率,細(xì)化碳化物的初始尺寸。熱機械處理后的G115鋼應(yīng)在750℃進行回火處理,從而得到具有密集分布的小尺寸M23C6碳化物的樣品。形變量為90%熱機械處理工藝可提高時效過程中析出的Laves相的數(shù)密度,并抑制其長大;增加時效過程中發(fā)生熟化的M23C6碳化物數(shù)量,但降低了熟化的M23C6碳化物平均尺寸;提高了MX相的數(shù)密度。
山西格盟安全生產(chǎn)咨詢有限公司首席工程師蔡新春發(fā)表“降低CFB鍋爐機組電耗的分析研究及成果案例”演講。循環(huán)流化床機組較低的廠用電率的主要因素:第一,輔機選型方面,配套汽動給水泵、汽動引風(fēng)機、離心風(fēng)機和變頻調(diào)節(jié)的組合、多級離心返料風(fēng)機、汽機間接空冷(或間接水冷)系統(tǒng);第二,鍋爐設(shè)計方面,注意布風(fēng)板面積、二次風(fēng)高度、分離器阻力圓型煙風(fēng)道、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、擴展省煤器、濕法脫硫系統(tǒng)、三塔合一、大灰斗除塵器;第三,低較佳的料層床壓、單返料器運行、變頻配置時雙臺運行方式、控制入爐煤粒度特性等運行措施。
梁燁 蔡新春
王君峰主持“專家對話”,鄧啟剛、蔡新春、梁燁針對循環(huán)流化床優(yōu)化運行、超低排放、深度調(diào)峰和未來發(fā)展同與會嘉賓展開熱烈探討。
專家對話
心得體會、參會感悟
中國電力科技網(wǎng)對本次會議進行全程實況錄像,供國家能源局、各大發(fā)電集團主管部門和相關(guān)電廠技術(shù)共享,交流學(xué)習(xí);還將本次會議專家演講PPT上傳至中國電力科技網(wǎng)相關(guān)欄目和《電力月刊》,供廣大電力科技工作者在線瀏覽、免費共享、傳播先進技術(shù)和經(jīng)驗,為我國電力發(fā)展貢獻綿薄之力。
中國電力科技網(wǎng):m.234gz.com;
聯(lián)系人:周麗15010503361;耿迪18910897399。
流化床發(fā)電技術(shù)開啟新一輪革新
朝向大型化、高參數(shù)化、高負(fù)荷調(diào)節(jié)比發(fā)展
本報記者 鄒春蕾 馮義軍
“要科學(xué)發(fā)揮煤電對高峰用電的支撐作用,切實保障能源安全。”近期“霸王級”寒潮來襲,全國多地最低氣溫破歷史極值,1月8日召開的國務(wù)院常務(wù)會議再次強調(diào)了煤電對于特殊時期能源安全穩(wěn)定供應(yīng)的“壓艙石”作用。
“中國非化石能源發(fā)電裝機的高比例,是在總發(fā)電容量富裕、有傳統(tǒng)燃煤電站強力調(diào)峰支撐下得以維持穩(wěn)定的,燃煤電站在保電力供應(yīng)安全上的角色不可或缺。”不久前,在由中國電力科技網(wǎng)主辦的“循環(huán)流化床技術(shù)2020年會”上,中國工程院院士岳光溪表示,循環(huán)流化床技術(shù)作為20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的新型燃煤技術(shù),具有劣質(zhì)煤燃料適應(yīng)性強、低成本污染控制、高負(fù)荷調(diào)節(jié)比大等優(yōu)勢,特別適合我國的國情,應(yīng)得到大力支持和發(fā)展。
“從成功研制首臺35噸循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐,到首臺66萬千瓦超臨界鍋爐投運,我國書寫了世界循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展新史冊。”中國電力科技網(wǎng)主任魏毓璞認(rèn)為,循環(huán)流化床技術(shù)取得舉世矚目的成就,使得我國煤炭清潔高效利用水平顯著提升。面對“十四五”帶來的新形勢,面對行業(yè)存在的諸多待解難題,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)開啟了一輪自我革新,正朝著大型化和高參數(shù)化、高負(fù)荷調(diào)節(jié)比、深度調(diào)峰及智能智慧之路邁進。
為高硫、低質(zhì)煤高效清潔利用提供示范
“創(chuàng)新鑄就豐碑,科技引領(lǐng)未來。”2020年循環(huán)流化床技術(shù)年會上,中國電力科技網(wǎng)副主任耿迪如是說。當(dāng)“30·60”目標(biāo)更加明確,當(dāng)能源革命向縱深發(fā)展,當(dāng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速演進,能源領(lǐng)域的深度轉(zhuǎn)型全面進入倒計時階段,煤電不可避免地走向了“主動求變”的發(fā)展之路。
近日,中國科學(xué)院公布2020年度科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的6項亮點工作,其中,首臺無煙煤原料循環(huán)流化床氣化裝置投運入選,被評價為具有里程碑意義。
貴州安順煤屬低質(zhì)無煙煤,灰分高、活性低,氣化難度大。該裝置采用中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床氣化技術(shù),實現(xiàn)了安順無煙煤的高效清潔氣化,充分驗證了循環(huán)流化床氣化技術(shù)極強的煤種適應(yīng)性和經(jīng)濟性,為我國西南片區(qū)高硫無煙煤高效清潔利用尋求現(xiàn)實途徑。
無獨有偶,2020年9月16日在中煤山西平朔電廠投運的世界首臺660兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐,也以燃用山西地區(qū)典型的低熱值煤而引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。
另外,660兆瓦超超臨界流化床鍋爐機組國家示范項目分別在貴州威赫和陜西彬長落地;上海電氣700兆瓦超超臨界流化床鍋爐獲國家能源局批準(zhǔn)列入第一批能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目名單……2020年,流化床發(fā)電喜訊接踵而至。
“實現(xiàn)超低排放循環(huán)流化床鍋爐大型化和高參數(shù)化,降低污染控制成本,甚至可能取代一部分燃用高硫低揮發(fā)煤種的超(超)臨界煤粉爐。”岳光溪在談到今后循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展方向時說道。
從2000年啟動超臨界直流循環(huán)流化床鍋爐的研究,到2007年在山西大土河熱電廠首次實現(xiàn)基于流態(tài)重構(gòu)的節(jié)能型循環(huán)流化床鍋爐設(shè)想,到2013年4月白馬電廠60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐示范工程成功投運,再到2017年開發(fā)新一代超低排放循環(huán)流化床技術(shù),經(jīng)過十年發(fā)展,我國在循環(huán)流化床燃燒理論、設(shè)計理論、工程建設(shè)和鍋爐配套輔機制造均走到了世界領(lǐng)先水平,循環(huán)流化床總裝機容量穩(wěn)居世界第一,蒸汽參數(shù)單機容量也達(dá)到了世界領(lǐng)先。這一點,在“135兆瓦等級和300兆瓦等級的大容量CFB鍋爐機型占總裝機容量的 73.2%、總裝機臺數(shù)的 73.8%”這組數(shù)據(jù)中可以得到印證。
西南地區(qū)是循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)應(yīng)用的“沃土”。昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院副院長李法社認(rèn)為,“我國煤資源呈現(xiàn)硫分從西北向西南逐漸升高的特點,西南地區(qū)煤炭儲量較大,高硫煤多,劣質(zhì)煤種多。流化床鍋爐技術(shù)具有燃料適應(yīng)性廣、燃料利用率高、污染物排放低等優(yōu)勢,對于西南地區(qū)的高硫、高灰、低揮發(fā)份、低灰熔點的燃煤尤為適合。”
解決燃煤機組深度調(diào)峰諸多挑戰(zhàn)
2020年12月12日,中國在2020年氣候雄心峰會向全世界宣布,“到2030年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達(dá)到25%。”可以預(yù)見,可再生能源對化石能源的替代步伐將進一步加速。
伴隨著可再生能源發(fā)電持續(xù)快速發(fā)展,火電機組進行靈活性改造、參與深度調(diào)峰日益緊迫。“根據(jù)國內(nèi)新能源消納對火電機組靈活性運行的需求,火電機組運行靈活性改造主要圍繞以下三個方面進行:深度調(diào)峰運行、快速負(fù)荷響應(yīng)、快速啟停機。”山西國際能源河坡發(fā)電有限責(zé)任公司CFB鍋爐首席工程師王鵬程認(rèn)為,今后循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展方向集中于發(fā)揮循環(huán)流化床高負(fù)荷調(diào)節(jié)比、深度調(diào)峰穩(wěn)定性好的特點,支撐電網(wǎng)消納更高比例的非化石能源。
為此,他提出的采用切缸/低背壓運行改造技術(shù)方案,通過合理控制低壓缸的最小冷卻流量,能夠在保證機組安全運行的前提下既達(dá)到深度調(diào)峰的目的,又提高機組供熱能力。
“深度調(diào)峰時,床溫降低、分離器溫度降低。溫度偏離有效反應(yīng)區(qū)間,給機組的二氧化硫、氮氧化物等污染物控制帶來了諸多難題。”國家能源集團循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)中心研發(fā)高級師鄔萬竹則提到了另一個現(xiàn)實性問題。他調(diào)研全國范圍10余家CFB電廠環(huán)保參數(shù)情況后發(fā)現(xiàn),機組環(huán)保參數(shù)小時均值超標(biāo)的情況仍時有發(fā)生,在深度調(diào)峰工況下則更為突出。
他建議,采用爐內(nèi)低氮改造、SNCR系統(tǒng)布置優(yōu)化、AGC控制邏輯優(yōu)化、污染物耦合控制等方法,深入挖掘循環(huán)流化床鍋爐自身的污染控制潛力,實現(xiàn)循環(huán)流化床污染物控制能力的突破。
東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院博士后段元強,將目光聚焦在二氧化碳減排領(lǐng)域。他表示,為了達(dá)到2050年全球溫度升高限制在2攝氏度的目標(biāo),CCS技術(shù)將每年封存利用60億噸二氧化碳。“富氧燃燒是最具工業(yè)運用前景的燃煤電站CCS技術(shù)之一,富氧CFB技術(shù)將循環(huán)流化床與富氧燃燒的優(yōu)勢相結(jié)合,可實現(xiàn)低成本捕捉燃煤電站二氧化碳。”
東南大學(xué)于2000年前后進行循環(huán)流化床富氧燃燒技術(shù)研究,創(chuàng)造性地提出了流化床富氧溫循環(huán)概念,通過整體氧濃度和局部氧濃度的協(xié)調(diào)控制來實現(xiàn)煤高效燃燒和SO2/NOx低排放的耦合。歷經(jīng)近20年技術(shù)研發(fā),目前已完成了“實驗室—小試—中試—工業(yè)化”的全套研發(fā)流程。
破解固廢資源化利用世界性難題
煤電機組也可以吃“粗糧”——循環(huán)流化床鍋爐對燃料的廣適應(yīng)性,使得污泥等固體廢棄物的資源化利用這一世界性難題找到了破解之法。
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展、城市化進程的不斷加快,污泥等固體廢棄物產(chǎn)量不斷增加,環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。十九大報告著重強調(diào),“加強固體廢棄物和垃圾處置”。加速燃煤耦合污泥等固體廢棄物處理技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化推廣,由此上升為國家戰(zhàn)略。
2019年5月,一場由中國電機工程學(xué)會組織的技術(shù)成果鑒定會備受行業(yè)關(guān)注,鑒定委員會專家一致認(rèn)為,“技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,成果具有顯著的創(chuàng)新性,社會效益和經(jīng)濟效益顯著,為固廢、生物質(zhì)與大型燃煤發(fā)電技術(shù)耦合提供了成功的范例。”
這場鑒定會的主角,是“30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐固廢及生物質(zhì)直燃耦合發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用”。該技術(shù)由華能清能院與福建華電永安發(fā)電有限公司共同打造,深度參與該項目的福建華電邵武能源有限公司副總經(jīng)理許燕飛介紹,該項目利用現(xiàn)有燃煤發(fā)電鍋爐處理固廢,利用現(xiàn)役電廠的環(huán)保設(shè)施及前端預(yù)處理系統(tǒng)就可滿足環(huán)保排放的要求,遠(yuǎn)低于常規(guī)垃圾焚燒發(fā)電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)。“該項目可替代垃圾焚燒電廠,它的成功應(yīng)用,為工業(yè)固廢、城市垃圾等廢棄物的處置提供了新思路,為全國循環(huán)流化床的環(huán)保轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了新方向。”
循環(huán)流化床鍋爐對污泥的資源化利用同樣具有廣闊的價值空間。西北電力設(shè)計院熱機室副主任工程師周朝輝分析認(rèn)為,污泥中含有大量的有機物質(zhì),因而具有較高的熱值。污泥焚燒發(fā)電不僅可以實現(xiàn)污泥安全處置,還可以實現(xiàn)污泥資源化利用,既節(jié)約能源,又保護環(huán)境,有利于促進我國向可持續(xù)的循環(huán)型社會的轉(zhuǎn)變。
“不過,我國污泥焚燒的研究起步較晚,對于如何控制這些污染物,暫時還沒有全面、系統(tǒng)的研究,也沒有對應(yīng)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。需要進一步加大研究,弄清楚污染物產(chǎn)生的機理,消除電廠焚燒污泥是否達(dá)標(biāo)排放的顧慮。”周朝輝預(yù)測,后續(xù)隨著“十四五”規(guī)劃的出臺,國家或許會提出更嚴(yán)格的處置率目標(biāo),并建立監(jiān)控手段、監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)和考核辦法,同時加大政策傾斜和資金扶持力度,污泥處置市場將前景廣闊。