我國(guó)350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐成功投運(yùn)

    日前，由東方電氣集團(tuán)東方鍋爐研制的350兆瓦超臨界循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐在山西國(guó)金電廠投運(yùn)，350兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐成功投運(yùn)，體現(xiàn)了東方電氣在循環(huán)流化床研發(fā)史上又取得新的突破，對(duì)促進(jìn)劣質(zhì)煤清潔高效利用具有重要的里程碑意義。
　　350兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐的成功投運(yùn)，對(duì)國(guó)家重大技術(shù)裝備制造企業(yè)全面掌握350兆瓦循環(huán)流化床原始設(shè)計(jì)技術(shù)，提高自主創(chuàng)新和自主開發(fā)能力，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源發(fā)展與環(huán)境保護(hù)具有重大意義。
　　大數(shù)據(jù)解決研發(fā)難題
　　循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有清潔、環(huán)保、煤種適應(yīng)廣等特點(diǎn)，是當(dāng)前公認(rèn)的燃煤技術(shù)重大創(chuàng)新，受到世界各國(guó)的普遍重視。東方鍋爐具有豐富的循環(huán)流化床研發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)制造的眾多循環(huán)流化床鍋爐在國(guó)內(nèi)外運(yùn)行優(yōu)良，在掌握了大量運(yùn)行數(shù)據(jù)之后，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一，領(lǐng)跑世界循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)。
　　20世紀(jì)70年代，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)在業(yè)界興起之初，東方鍋爐就著手研究，投資建立了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的循環(huán)流化床冷、熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)，致力于發(fā)展自主的循環(huán)流化床技術(shù)。相繼開發(fā)出中壓、次高壓、高壓標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)系列產(chǎn)品。此后，東方鍋爐進(jìn)一步加快循環(huán)流化床鍋爐大型化研發(fā)進(jìn)程，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的135兆瓦至150兆瓦等級(jí)的循環(huán)流化床鍋爐。
　　2003年起，東方鍋爐自主開發(fā)了300兆瓦等級(jí)亞臨界循環(huán)流化床鍋爐。2008年6月，自主研制的世界首臺(tái)不帶外置換熱器的300兆瓦等級(jí)循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐在廣東寶麗華電廠投運(yùn)。2005年，在取得大量循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐成功投運(yùn)的基礎(chǔ)上，東方鍋爐開始向著更高等級(jí)的600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)邁進(jìn)。2014年4月，東方鍋爐自主研制的世界首臺(tái)600兆瓦等級(jí)超臨界循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐在白馬電廠投運(yùn)，優(yōu)異的運(yùn)行性能備受青睞。
　　多年的研制經(jīng)驗(yàn)，積攢起強(qiáng)大的市場(chǎng)開拓優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前東方鍋爐設(shè)計(jì)制造的各種容量等級(jí)的循環(huán)流化床鍋爐超過(guò)200臺(tái)套，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)30%。其中，300兆瓦等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐的國(guó)內(nèi)占有率達(dá)到70%，并已成功出口歐洲。
　　2008年，東方鍋爐開始進(jìn)行350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)研發(fā)。水動(dòng)力設(shè)計(jì)是能否成功最關(guān)鍵的因素，也是世界性難題?；诖罅客哆\(yùn)的300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐和世界首臺(tái)600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐的研制經(jīng)驗(yàn)，東方鍋爐通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，開展了大量復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握了超臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)中最為重要的低質(zhì)量流速垂直管技術(shù)，國(guó)金350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐各個(gè)系統(tǒng)的吸熱量與設(shè)計(jì)相符，各級(jí)受熱面溫度正常，未出現(xiàn)管壁超溫的現(xiàn)象，保證了運(yùn)行的安全性和可靠性，從而解決了超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐的水動(dòng)力安全性這一世界性難題。
　　國(guó)金350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐采用爐前給煤、兩側(cè)進(jìn)風(fēng)、爐后排渣的方式最大限度地利用空間，使得整體布置更加合理。機(jī)組設(shè)計(jì)供電煤耗為306.6克/千瓦時(shí)，相比當(dāng)前300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐主力機(jī)組煤耗降低了20克/千瓦時(shí)以上。兩臺(tái)350兆瓦超臨界鍋爐機(jī)組年消耗低熱值煤220萬(wàn)噸，相比600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組，電廠廠址選擇更加靈活。因此350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)一經(jīng)推出就受到用戶的普遍歡迎，國(guó)內(nèi)目前在建的350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組超過(guò)30個(gè)，選擇東方鍋爐設(shè)備的超過(guò)60%。
　　煤種適應(yīng)性廣，環(huán)保表現(xiàn)優(yōu)
　　循環(huán)流化床鍋爐是國(guó)內(nèi)外近四十年發(fā)展起來(lái)的一種新型潔凈煤燃燒技術(shù)。東方鍋爐研制的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在燃燒劣質(zhì)煤方面具有燃料適應(yīng)范圍廣、污染物排放低、調(diào)峰能力強(qiáng)、燃燒效率高等特點(diǎn)，具有良好的節(jié)能和環(huán)保表現(xiàn)，不僅能夠適應(yīng)于低熱值的煤種，甚至可以燃燒利用1000多大卡低熱值的煤矸石。燃燒后的煤灰、爐渣可“變廢為寶”用來(lái)造磚，從而實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)企業(yè)增收。
　　我國(guó)低熱值煤儲(chǔ)量眾多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年大約有2億噸煤矸石、煤泥、洗中煤等低熱值煤尚未得到有效利用。這為350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。
　　循環(huán)流化床技術(shù)作為主要潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一，脫硫、脫硝過(guò)程全都在爐床內(nèi)進(jìn)行，在充分燃燒劣質(zhì)煤的同時(shí)，減少了二氧化硫和氮氧化物的排放，這也讓循環(huán)流化床技術(shù)在世界范圍內(nèi)成為極為推崇的一項(xiàng)技術(shù)。山西國(guó)金項(xiàng)目采用了東方鍋爐爐內(nèi)燒石灰石脫硫的技術(shù)，可以降低爐內(nèi)燃燒原始二氧化硫排放，大大降低爐后脫硫的壓力和運(yùn)行成本。該項(xiàng)目還采用了東方鍋爐自主研制的SNCR脫硝技術(shù)，大幅度降低了氮氧化物污染物排放。
　　國(guó)金1號(hào)爐爐膛溫度均勻，鍋爐自身氮氧化物降至120-60毫克/立方米，配套東方鍋爐自主研發(fā)的高效SNCR脫硝設(shè)備，最終氮氧化物排放低于50毫克/立方米。爐內(nèi)脫硫和尾部半法脫硫配合，既保證了爐內(nèi)二氧化硫低于400毫克/立方米，尾部二氧化硫排放低于35毫克/立方米的國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，同時(shí)起到節(jié)水的作用。
　　國(guó)金1號(hào)爐350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組實(shí)現(xiàn)近零排放，為低熱值煤高效、清潔利用樹立了樣板，對(duì)促進(jìn)山西、內(nèi)蒙古、陜西等一批煤炭產(chǎn)區(qū)煤矸石、煤泥高效清潔利用提供了新途徑。
　　山西國(guó)金電力有限公司2×350兆瓦煤矸石綜合利用發(fā)電工程，是發(fā)電、供熱、水泥綜合利用一體化項(xiàng)目，是山西省重點(diǎn)工程，將洗煤廠洗選產(chǎn)生的矸石、煤泥、中煤經(jīng)皮帶直接輸送至電廠燃燒發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了劣質(zhì)煤高效利用，發(fā)電產(chǎn)生的灰渣作為配套建設(shè)的固廢資料綜合利用工程的生產(chǎn)原料得以充分利用。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了資源循環(huán)綜合利用、節(jié)能減排，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。
　　循環(huán)流化床鍋爐對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要作用，早在2009年十一屆全國(guó)人大二次會(huì)議廣東代表團(tuán)審議政府工作報(bào)告時(shí)，就受到時(shí)任中共中央總書記、國(guó)家主席胡錦濤的關(guān)注。據(jù)媒體介紹，廣東寶麗華電廠采用東方鍋爐研制的300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐，以煤矸石摻燒劣質(zhì)煤為燃料的發(fā)電所產(chǎn)生的廢渣，全部做成灰渣磚和水泥制造填充料，制磚年產(chǎn)能達(dá)到3.6億塊，為寶麗華新增收入9000萬(wàn)元。利用東方鍋爐研制的循環(huán)流化床技術(shù)，將大量廢棄的煤矸石綜合利用起來(lái)，摻燒劣質(zhì)煤發(fā)電，形成了煤矸石綜合利用——清潔發(fā)電——新型建材（灰渣磚、水泥填充料）的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展出了一條資源節(jié)約型的循環(huán)利用之路。
　　煤光互補(bǔ)，引領(lǐng)清潔煤電新未來(lái)
　　燃煤電廠用上太陽(yáng)能，“煤光共舞”這樣高大上的新鮮事，會(huì)擦出怎樣的火花？
　　山西國(guó)金項(xiàng)目采用了東方鍋爐研發(fā)設(shè)計(jì)的1兆瓦塔式太陽(yáng)能光熱與350兆瓦超臨界循環(huán)流化床燃煤機(jī)組聯(lián)合循環(huán)技術(shù)。這是國(guó)內(nèi)首個(gè)將塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)與燃煤電廠進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)與燃煤電站組成聯(lián)合循環(huán)，利用太陽(yáng)能定日鏡跟蹤太陽(yáng)，并將太陽(yáng)輻射能反射到吸熱器受熱面，通過(guò)吸熱器將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為水工質(zhì)的熱能。其中，吸熱器的水工質(zhì)由燃煤機(jī)組凝結(jié)水泵出口處分流得到，水工質(zhì)在吸熱器內(nèi)被加熱后回到除氧器內(nèi)作為鍋爐的給水。將鏡場(chǎng)設(shè)備安裝在國(guó)金電廠燃煤機(jī)組爐頂和煤泥儲(chǔ)煤場(chǎng)屋頂，吸熱器安裝于煙囪115米標(biāo)高平臺(tái)處。
　　該項(xiàng)目將塔式太陽(yáng)能聚光集熱技術(shù)與傳統(tǒng)燃煤火力發(fā)電相結(jié)合后，從設(shè)備層面只需要新增鏡場(chǎng)、吸熱器及其輔助設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及輸變電設(shè)備可以與火力發(fā)電機(jī)組共用，因此有效地降低了純光熱發(fā)電成本。在結(jié)合火力發(fā)電后可以彌補(bǔ)太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性，既節(jié)省了蓄熱系統(tǒng)又提高了電力輸出的平穩(wěn)性。將塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相結(jié)合，是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
　　按照每噸標(biāo)煤產(chǎn)生2.62噸二氧化碳、8.5千克二氧化硫和7.4千克氮氧化物計(jì)算，50兆瓦中等規(guī)模光熱電站每年可減排二氧化碳約11萬(wàn)噸，減排二氧化硫約360噸，減排氮氧化物約310噸。太陽(yáng)能補(bǔ)充燃煤電站發(fā)電可以減少燃煤消耗，減少污染物排放，按太陽(yáng)島服役期25年考慮，所產(chǎn)生的減排效益更加明顯，是真正的清潔高效發(fā)電技術(shù)。
　　我國(guó)很多燃煤火力發(fā)電機(jī)組建設(shè)在太陽(yáng)能資源充足的地區(qū)，這為發(fā)展太陽(yáng)能聚熱發(fā)電與燃煤火電機(jī)組復(fù)合發(fā)電技術(shù)（“光煤共舞”）提供了廣闊的應(yīng)用前景。