煤種適應(yīng)性廣技術(shù)領(lǐng)先世界推廣空間巨大
流化床技術(shù)將成為煤電發(fā)展新亮點(diǎn)
流化床技術(shù)將成為煤電發(fā)展新亮點(diǎn)
中國電力報(bào) 中電新聞網(wǎng)記者 鄧卓昆 馮義軍 鄧凡升
“今年11月,公司一期煤矸石綜合利用2×35萬千瓦超臨界CFB項(xiàng)目正式投運(yùn),既充分利用了當(dāng)?shù)孛喉肥Y源,又滿足廣東省韶關(guān)市日益增長的用電需求,項(xiàng)目鍋爐保證效率92.3%,全廠熱效率42.53%,發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗289.16克/千瓦時(shí),汽機(jī)熱耗7643千焦/千瓦,全面實(shí)現(xiàn)超低排放。”日前,由中國電力科技網(wǎng)主辦的循環(huán)流化床(CFB)鍋爐技術(shù)2017年會(huì)在韶關(guān)召開,國粵投資集團(tuán)韶關(guān)粵華電力有限公司總經(jīng)理徐蓬勃自豪地向與會(huì)代表介紹,“我們還有兩個(gè)世界首創(chuàng),分別是使用了后煙氣系統(tǒng)‘一’字型布置和電袋除塵器采用大灰斗。”業(yè)內(nèi)周知,CFB鍋爐從褐煤到煙煤、無煙煤,從煤矸石、煤泥到油頁巖、重油、生物質(zhì)等“樣樣通吃”,具有廣泛的燃料適應(yīng)性。近幾年來,隨著神華白馬世界首臺(tái)60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床示范電站和神華河曲、山西國金、徐礦華美、韶關(guān)粵華等35萬千瓦超臨界CFB機(jī)組的成功投運(yùn),我國CFB技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,發(fā)展勢(shì)頭良好。
國粵韶關(guān)電廠
CFB技術(shù)正在向大容量、高參數(shù)和高效率方向發(fā)展
據(jù)清華大學(xué)熱能工程系毛健雄教授介紹,目前我國擁有超過3000臺(tái)CFB鍋爐,占全球CFB鍋爐總數(shù)60%。我國CFB總?cè)萘恳呀?億千瓦,是世界上CFB鍋爐數(shù)量最多、容量最大的國家。
“如果繼續(xù)深挖CFB技術(shù)在燃料靈活性和燃燒過程中低成本脫硫脫硝方面的潛力,CFB技術(shù)依然頗具競(jìng)爭(zhēng)力,目前CFB正在向世界最大容量、最高參數(shù)和最高效率的66萬千瓦超超臨界的方向發(fā)展。”中國電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞在致辭中指出。
中國工程院院士岑可法也表示:“CFB技術(shù)還有許多充滿潛力的應(yīng)用方向,如實(shí)現(xiàn)CFB多聯(lián)產(chǎn),生物質(zhì)、煤泥、城市廢棄物垃圾混燒,舊鍋爐適應(yīng)性改造,CFB燃燒CCS/CCUS技術(shù)等。”
而今,具有前瞻性的大容量超超臨界CFB創(chuàng)新技術(shù)方案已正式提出。據(jù)上海鍋爐廠有限公司副總工程師肖峰介紹,上鍋66萬千瓦超超臨界CFB方案包含尾部省煤器包覆、左右雙煙道結(jié)構(gòu)、鍋爐事故保護(hù)系統(tǒng)、66萬千瓦二次再熱等創(chuàng)新技術(shù)。在不久的將來,神華國能(神東電力)集團(tuán)將在陜西彬長礦區(qū)建設(shè)66萬千瓦高效超超臨界CFB發(fā)電機(jī)組示范工程,各大發(fā)電集團(tuán)對(duì)建設(shè)超超臨界CFB電站也是躍躍欲試。
據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)電設(shè)備中心10月底掌握的循環(huán)流化床鍋爐訂貨情況顯示,五大鍋爐企業(yè)(東鍋、上鍋、哈鍋、無錫、杭鍋)2017年預(yù)計(jì)生產(chǎn)完成1166萬千瓦鍋爐;2018年排產(chǎn)鍋爐1017萬千瓦。“目前,五大鍋爐等主要設(shè)備生產(chǎn)廠家均有較多30萬千瓦級(jí)及以下CFB鍋爐的制造供貨業(yè)績以及成熟的、完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。毫不夸張地說,我國CFB電站設(shè)備生產(chǎn)能力和技術(shù)已在全球處于領(lǐng)先地位。”在中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)電設(shè)備中心主任張科看來,CFB電站將成為未來煤電發(fā)展的新亮點(diǎn)。
“CFB鍋爐在生物質(zhì)耦合燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),純燒生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的成熟給CFB鍋爐直接摻燒生物質(zhì)打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。大量的生物質(zhì)、城市污泥、RDF燃料純燒和摻燒試驗(yàn)研究表明,CFB鍋爐生物質(zhì)耦合燃煤發(fā)電技術(shù)可行,環(huán)保指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。此外,該技術(shù)不需新增占地,投資成本低,并在生物質(zhì)收集市場(chǎng)具有較強(qiáng)的議價(jià)能力,可利用現(xiàn)有CFB鍋爐及煙氣環(huán)保處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低成本超低排放并減少碳排放,還可享受國家相關(guān)優(yōu)惠補(bǔ)貼政策。”華能清能院趙鵬勃如是說。
CFB控制污染應(yīng)樹立差異化優(yōu)勢(shì)
目前,被國家發(fā)展改革委超臨界60萬千瓦CFB鍋爐研發(fā)專家組組長馬懷新稱為CFB技術(shù)領(lǐng)域兩項(xiàng)里程碑的成果———基于流態(tài)重構(gòu)的節(jié)能型循環(huán)流化床燃燒技術(shù)和超低排放循環(huán)流化床燃燒技術(shù)均已從理論走向?qū)嵺`。但值得注意的是,CFB技術(shù)依然面臨著重大挑戰(zhàn)。近年來,燃煤電廠各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)多次提高,超低排放理念深入推廣,CFB電站若采用與普通電廠同樣的污染物控制技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo),那就失去了低成本污染控制的優(yōu)勢(shì)。
中國工程院院士岳光溪從CFB燃燒技術(shù)研究角度分析,當(dāng)前CFB技術(shù)通過爐內(nèi)燃燒可實(shí)現(xiàn)有效控制二氧化硫、氮氧化物等污染物排放。CFB鍋爐在低溫燃燒狀況下氮氧化物生成量少,相對(duì)于采取其他脫硫、脫硝技術(shù),用石灰石做脫硫添加劑實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫成本較低。
而神華國能集團(tuán)于2015年投運(yùn)的2×35萬千瓦超臨界CFB河曲電廠也正是做出了上述選擇,脫硫采用爐內(nèi)添加石灰石+后半干法脫硫除塵一體化工藝,具有初期投資低、脫硫方式靈活、工藝系統(tǒng)簡單、運(yùn)行成本低、無脫硫廢水排放和石膏雨產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。自投產(chǎn)以來,河曲電廠機(jī)組一直達(dá)到超低排放要求,享受了超低排放電價(jià),目前已經(jīng)基本解決CFB鍋爐啟動(dòng)期間二氧化硫超限問題,截至今年10月,綜合廠用電率完成僅為5.91%;截至11月5日,1號(hào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行211天,2號(hào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行233天。
“中小型CFB電站采用同樣的超低排放控制技術(shù)等同于自殺,必須深度挖掘CFB技術(shù)控制污染的潛在能力,以爐內(nèi)控制為主,做到低成本超低排放,這對(duì)于我國具有更為現(xiàn)實(shí)的意義。”岳光溪嚴(yán)肅指出,就目前而言,對(duì)中低含硫的貧煤、無煙煤可以直接采用超低排放CFB燃燒技術(shù),無需其他控制設(shè)備;對(duì)高硫煙煤宜采用CFB+SNCR+半干法增濕活化(無需石灰乳、僅噴水),該技術(shù)路線,投入少、運(yùn)行成本低,沒有PM2.5問題,還能解決重金屬排放,這是一條比較理想的技術(shù)路線。
“CFB技術(shù)具備其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),如燃料適應(yīng)性強(qiáng)、脫硫成本低、氣固混合好、燃燒效率高、調(diào)峰能力強(qiáng)等,目前也已解決了漏水、漏灰、水冷壁超溫變形爆管等難題,所以這項(xiàng)技術(shù)值得我們大力發(fā)展和推廣。”馬懷新表示。
觀點(diǎn)
中國工程院院士 岑可法
煤既是能源又是重要資源,循環(huán)流化床技術(shù)作為一種清潔高效燃煤技術(shù)得到迅速應(yīng)用,目前已實(shí)現(xiàn)大容量超臨界并正向超超臨界參數(shù)發(fā)展?;谖覀兌嗄陮?duì)各種燃料和廢棄物的研究經(jīng)驗(yàn),針對(duì)當(dāng)前中國電力狀況,充分利用循環(huán)流化床鍋爐的調(diào)負(fù)荷特性,適應(yīng)變化多端的市場(chǎng)調(diào)峰作用,應(yīng)用循環(huán)流化床技術(shù)低污染燃燒特點(diǎn),達(dá)到清潔超低排放,實(shí)現(xiàn)燃煤、生物質(zhì)、污泥、城市廢棄物垃圾、危險(xiǎn)廢棄物、裂解、氣化、冶煉化工等的資源化和能源利用。廣義循環(huán)流化床理論和技術(shù)必將在新時(shí)代引領(lǐng)世界。
中國工程院院士 岳光溪
所有化石燃料都是污染性燃料,必須發(fā)展清潔燃料利用技術(shù)而不是簡單拋棄。我國煤炭資源中高灰、高硫煤炭比重較大。洗煤過程產(chǎn)生的大量矸石、洗中煤、煤泥需要利用。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種燃料適應(yīng)性廣,低成本污染控制的清潔煤利用技術(shù),具備燃料適用性強(qiáng),低成本爐內(nèi)脫硫、低氮氧化物優(yōu)點(diǎn),是大規(guī)模清潔利用此類燃料的最佳基本方式。我國提出的循環(huán)流化床流化狀態(tài)設(shè)計(jì)概念是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)進(jìn)步的核心。并且,通過改變循環(huán)流化床鍋爐流化狀態(tài)設(shè)置點(diǎn)已經(jīng)改進(jìn)了循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行性能,并產(chǎn)業(yè)化。
國家發(fā)展改革委超臨界60萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)專家組組長 馬懷新
為了解決燃燒所產(chǎn)生的硫、硝污染物,人們進(jìn)行了長期的探索,經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn),循環(huán)流化床技術(shù)比之其他脫硫、脫硝技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)。其目的是從多種方法中吸取有益營養(yǎng),兼收并蓄,不斷提升CFB在脫硫、脫硝領(lǐng)域的地位,使CFB技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣,并進(jìn)而在不斷總結(jié)的實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的新穿越,爭(zhēng)當(dāng)經(jīng)濟(jì)、高效脫硫技術(shù)的領(lǐng)航者。我們應(yīng)該堅(jiān)定信心,矢志不一的把這一技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展好,推廣好。
上海電氣電站集團(tuán)常務(wù)副總裁 吳煥琪
上海電氣在韶關(guān)項(xiàng)目上大膽創(chuàng)新,CFB鍋爐采用獨(dú)特的水循環(huán)系統(tǒng)、優(yōu)異的高溫受熱面布置、專利防磨技術(shù)和可靠的外循環(huán)設(shè)計(jì)。同時(shí),開發(fā)使用更高效率的汽輪機(jī),采用自主開發(fā)的AIBT通流設(shè)計(jì)技術(shù),進(jìn)行了全方位、脫胎換骨的技術(shù)革新,機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到當(dāng)今世界同類型產(chǎn)品最高水平。作為國家戰(zhàn)略的承擔(dān)者,我們將大力發(fā)展清潔能源的國家戰(zhàn)略,不斷探索更前沿的電站設(shè)備技術(shù),致力于提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和更高效的服務(wù),助力中國CFB的持續(xù)發(fā)展。
中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)電設(shè)備中心主任 張科
從我國未來電力供需形勢(shì)分析,隨著近年來我國電力裝機(jī)的快速增長,已出現(xiàn)電力供應(yīng)由部分地區(qū)、階段性過剩,轉(zhuǎn)向全國、全時(shí)段過剩,發(fā)電設(shè)備累計(jì)平均利用小時(shí)數(shù)低位徘徊。若嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能調(diào)度法開展競(jìng)價(jià)上網(wǎng),又將對(duì)循環(huán)流化床電站帶來利好。并且在國家多部門不斷加大煤電停緩建力度情況下,循環(huán)流化床鍋爐生產(chǎn)依然保持在較高位運(yùn)行。加上各大電力公司對(duì)超超臨界CFB電站的躍躍欲試。循環(huán)流化床電站將成為未來煤電發(fā)展的新亮點(diǎn)。
中國電力科技網(wǎng)CEO 魏毓璞
循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,以其固有的燃料靈活性和燃燒過程中低成本脫硫脫硝的優(yōu)點(diǎn),在機(jī)組效率、能耗和污染物排放等方面能夠和煤粉爐競(jìng)爭(zhēng)。雖然中國煤電正面臨產(chǎn)能過剩、煤電調(diào)峰運(yùn)行成為新常態(tài)和環(huán)保及碳排放壓力空前加劇的挑戰(zhàn),但循環(huán)流化床技術(shù)以其固有優(yōu)點(diǎn),以及中國市場(chǎng)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的巨大需求,充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì),在中國煤電發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)和燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電和靈活性發(fā)電方面可發(fā)揮的獨(dú)特作用,循環(huán)流化床技術(shù)必將有進(jìn)一步的發(fā)展空間。