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大型循环流化床锅炉节能提效最新技术研究

北极星电力网新闻中心  来源:循环流化床发电    2018/1/4 9:02:28  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火力发电 火电机组 CFB锅炉

北极星火力发电网讯:近十年来,我国循环流化床(CFB)锅炉技术发展迅 猛。随着我国首台300MW CFB进口锅炉于四川白马电站投运,我国多台自主研发的300MW级以上CFB锅炉相继投产。迄今为止,我国建有的CFB锅炉数量世界最多、规模 最大、参数最高,我国的CFB锅炉设计、制造和运行水平已处于世界顶尖水平。在此期间,我国CFB技术领域的专 家、学者做了大量细致的工作,通过对大批CFB锅炉的研 发、设计、施工,调试和生产期间的各类运行方式进行 分析总结,归纳出节能提效的主要观点:第一,采用流 态重构节能型CFB锅炉技术,优化床料质量,减少无效床 料,降低风机压头和厂用电率,并有效解决了燃烧效率 偏低的运行问题;第二,采用床下燃油点火方式,尽可能降低锅炉风速,实现机械脉动填煤,创新应用节能型 雾化油枪有效降低点火油耗;第三,在辅机设备选型方 面,考虑全国火电机组利用小时数下降的实际,大型转 动机械使用变频调速器进行调控,避免基于锅炉BMCR工 况作为设计选型风机偏离运行值较大导致风机效率低、 耗电大,此外采用性能可靠的底渣热量回收装置,提高 锅炉热效率等系列节能提效技术。通过大量试验研究、工程实践,这些措施均取得了不错的节能作用。

1、大型CFB锅炉的特点

大型CFB锅炉的结构特点具有燃料适应性广、燃烧效率高、脱硫效率高、NOX原始浓度低、燃烧强度大、燃料 预处理操作简单、低负荷稳燃特性优等。表现在CFB锅 炉采用低温(床温可控制在900℃以下)燃烧技术,降 低NOX源头生成量,并为炉内脱硫创造了最佳反应温度条 件,环保投入低、效益好;可以大量燃用煤粉锅炉不能 燃用的矸石、煤泥等低热值燃料,实现就地清洁高效转化利用;燃烧效率高,最高可达到98%以上。

2、大型CFB锅炉选型

2.1依据燃料成分明确锅炉型号

大型CFB锅炉可燃用各种劣质燃料,包含煤炭洗选副产物、生活污染废物以及各类燃料混合物等。在锅炉 选型设计时,需提前对燃料进行成分鉴定,出具数据报 告,经过专业人员仔细分析给出燃料分析报告,锅炉厂 依据此报告,作为大型CFB锅炉设计选型、制造的基础, 各企业在选择CFB锅炉时要依据企业自身需求进行选择,在招投标过程中进行技术沟通和理念互通,以专业术语客观地表达锅炉的实际制作型号。

2.2推进CFB锅炉向更高参数、更大容量方向发展

以煤为主符合我国资源禀赋事实,根据国家煤炭洗 选政策,到2020年,原煤入洗率、矸石利用率均需达到 80%以上,矿区产生可用于发电的煤泥、矸石等低热值煤将达到5亿吨,实践证明,CFB发电技术是大规模清洁高 效利用低热值煤的最佳途径。目前,我国小容量CFB机组 占比大、总体能耗较高,据统计,截至2016年3月,超临 界CFB机组仅占6%;150MW超高压CFB空冷机组平均供电煤 耗值367g/kWh、平均厂用电率7.85%,300MW亚临界CFB空 冷机组平均供电煤耗值346g/kWh、平均厂用电率8.07%, 某350MW超临界CFB空冷机组供电煤耗值342g/kWh、厂用电率6.5%,可见随着CFB锅炉参数的提升,机组的能耗呈 现下降趋势;此外经测算:一台660MW超超临界CFB机组 较超临界CFB机组降低供电煤耗10g/kWh以上,可减少碳 排放约7万吨/a(按机组年利用小时数4000h计),消耗 矸石、煤泥等低热值煤近150万吨/a。因此,推进CFB锅炉向更大型化方向发展,可进一步降低能耗,对于我国 建设能源节约型社会具有深远意义。

3、低床压运行技术

目前国内部分国产自主型的CFB机组,在保持CFB煤 种适应性广和污染排放控制成本低的优势条件下,通过流态重构提高床料质量和降低床料量,降低运行床 压,减少了锅炉风机能耗。经调研国内某350MW超临界 空冷CFB锅炉已实现低床压运行,机组满负荷测试床压 为4.85~5.3kPa,供电煤耗336g/kWh、厂用电率6.25%, 节能效果明显。实现低床压运行的关键条件是,依据绘 制的CFB锅炉流态图谱,配置性能可靠的燃料破碎筛分系统,保证燃料粒径满足要求;优化提高旋风分离器效 率,维持炉内有足够的细颗粒床料和炉膛的上床压,保 证炉内有足够参与循环换热的细循环物料量,这样可以 将炉内不参与循环换热的大颗粒渣排除炉外,有效降低水冷风室背压。

4、风机变频调速节能技术

通过工程实践,大型CFB锅炉一、二次风机因风压 高,只能采用离心风机,因其使用效率高、能耗高。通过对比分析,带变频器的离心风机经济性更优,尤其是锅炉在低床压运行工况,一次风机轴功率更低,厂用电 率进一步降低。国内某大型设计院针对660MW超超CFB锅 炉一次风机调速方式进行对比分析,结果为:在BMCR工 况,低床压运行时,采用变频装置的较采用定速的离心风机轴功率低1171kW,按机组年利用小时数4000h计,一 台CFB锅炉可节省电耗937万kWh,节能收益明显;二次风机的节能效果同样显著。

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