哈尔滨电气集团有限公司:超高效率 超低排放,引领世界循环流化床燃烧技术发展

2021-02-03 11:01  来源:哈尔滨电气集团有限公司  浏览:  

摘要:哈电集团积极承担央企责任,完成超临界循环流化床(CFB)锅炉整体布置、关键技术研究、新材料应用研究和焊接工艺研究,开发出超高效率、超低排放、超低能耗的660MW高效超超临界循环流化床锅炉,加大了煤炭入选比例,实现变废为宝和煤炭清洁高效利用,助力国家能源结构进一步优化,继续引领世界循环流化床燃烧技术发展,并获得国家高度认可,神华国能彬长低热值煤660MW超超临界CFB发电项目被列为国家电力示范项目。

关键词:彬长示范项目 超高效率 超低排放 引领世界技术发展

背景PART 01

我国能源结构对燃用低热值燃料的循环流化床燃烧技术有重大需求。超临界循环流化床锅炉是循环流化床燃烧技术的发展方向,在国家“十一五”科技支撑计划的支持下,我国已经成功开发了世界上容量最大的600MW超临界循环流化床锅炉,引领了世界循环流化床燃烧技术的发展,但在煤种、容量、参数、能耗、污染物排放等方面,国外也在赶超中国,因此应该进一步实现600MW等级低排放超(超)临界循环流化床锅炉产业化。国家《电力发展“十三五”规划》提出“加大攻关力度,强化自主创新,推进“自主产权的60 万千瓦级超超临界CFB 发电技术示范”。哈电集团积极承担国家任务,完成600MW等级低排放超超临界循环流化床锅炉技术开发,完成产业化。

作为十三五课题的重要参与单位,哈电集团所属哈尔滨锅炉厂有限责任公司(简称“哈锅”)顺利完成了锅炉方案的开发,2017年3月,哈锅660MW高效超超临界循环流化床锅炉通过国内专家评审。

责任行动PART 02

在科研开发方面,哈锅消化吸收国家十三五重点研发课题成果,充分发挥自身强大的新技术攻关优势,由设计处、材料研究所和工艺处共同完成锅炉整体布置、关键技术研究、新材料应用研究和焊接工艺研究。针对超大炉膛流场模拟、水动力研究和超低污染物排放等关键技术,与清华大学、浙江大学、西安交通大学和重庆大学等多家知名科研院所合作共同研发。

2018年1月30日,彬长发电公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、西北电力设计院签署了《神华国能彬长低热值煤660MW超超临界CFB示范项目合作框架协议》,共同申报示范项目。

 

彬长发电公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、西北电力设计院签署示范项目合作框架协议

经过充分论证和专家评审,2020年1月30日,国家能源局印发《国家能源局关于同意将陕西彬长超超临界循环流化床燃用低热值煤发电项目列为国家电力示范项目的复函》(国能函电力【2019】21号),锅炉公司陕西彬长660MW超超临界循环流化床(CFB)发电项目正式列为国家电力示范项目。目前本工程已正式进入施工设计阶段,预计2022年7月项目完成,机组投入运行。

彬长项目锅炉采用660MW高效超超临界参数,是世界首台超超临界参数CFB锅炉。为充分发挥CFB锅炉的特有优势,彬长项目锅炉技术开发之初即按照“超高效率、超低排放、超低能耗”的三超目标为基准,锅炉NOx原始排放设计值为50mg/Nm3,炉内脱硫效率95%,锅炉保证效率93.5%。循环流化床锅炉对劣质燃料适应性强,为突出示范意义,彬长项目燃料采用煤泥、矸石和末原煤(掺烧比例为25%:35%:40%)。本项目投运后,将极大解决当地煤矿选煤后的矸石和煤泥处理困难的问题。

 

彬长项目锅炉方案

履责成效PART 03

(一)低热值煤CFB发电是实现煤炭绿色开发战略的关键一环,有利于促进煤炭清洁高效利用。

本项目每台660MW超超临界CFB机组年消纳煤矸石、煤泥等低热值燃料140万吨左右。通过推广应用可实现数亿吨矸石、煤泥等低热值煤的清洁高效利用,为我国加大煤炭入选比例,改善能源结构,提高低热值燃料的能源利用率,实现低热值煤的大规模清洁高效利用提供示范模板,解决全国范围内煤炭矿区的煤泥、矸石堆积难题,减少低热值煤掺入精煤运输过程中的污染,低热值煤CFB发电,作为煤炭绿色开发关键一环,有利于促进煤炭清洁高效利用,最大限度减轻煤炭开发利用对生态环境的影响,实现与生态环境和谐发展。

本项目对于我国能源结构和整体洁净煤利用战略具有重要作用,利于煤炭的洗选加工和分质高效清洁利用,在满足机组深度调峰要求上更具优势。对于改善我国能源结构、提高劣质燃料的能源利用率意义重大。一台锅炉约5亿,带动相关产业约30亿。每台660MW超超临界CFB年消纳煤泥200万吨、矸石等低热值燃料15万吨,为我国加大煤炭入选比例、实现变废为宝、清洁高效利用提供装备条件。我国目前洗煤副产的煤泥每年约每年2亿吨,为本项目开发的660MW超超临界CFB发电技术提供了广阔的市场前景。

(二)降低CFB发电整体能耗水平,每年减少二氧化碳排放7.9万吨,促进低碳节约型社会建设。超超临界与超临界CFB机组相比,可提高电厂热效率1%~2%,降低供电煤耗10g/kWh以上。通过示范推广,能有效降低CFB机组能耗水平,一台超超临界机组可减少碳排放量约7.9万吨/年(按机组年利用小时数4500h计),还可为现役CFB机组节能降耗改造提供技术指导,推动低碳节约型社会建设的步伐。

根据项目环境影响评价报告对各环境要素的环境影响预测结果表明:项目建成后,对周围环境的影响在国家和地方标准允许范围之内。由于项目采取了各种环境污染治理措施,使得排放的各项污染物既满足国家和地方规定的排放标准要求,又满足总量控制要求。

项目同步建设半干法脱硫除尘一体化装置;灰场洒水碾压,可最大限度地减少污染物排放量。同时,采用间接空冷机组,并加强水务管理,积极开展废污水的回收利用、重复使用,大大降低了水耗,节约了水资源。项目开展水土保持工作,加强生态环境建设,布设了多种水土保持工程措施、植物措施,可绿化美化电厂周围环境,有利于改善电厂地区的环境状况。因此,本项目的建设具有良好的环境效益。

(三)增加就业岗位400个,税收1.46亿元,支持陕甘宁革命老区全面振兴和发展,带动六盘山集中连片特殊困难地区经济发展。彬长旬属于渭北革命老区,习仲勋等老一辈革命家在此建立了马栏红色革命根据地。彬长旬三县均属于六盘山集中连片特困地区。在该地区建设示范项目,符合《陕甘宁革命老区振兴规划(2012-2020年)》中提出的“鼓励发展煤矸石发电和热电联产”煤炭综合利用政策,通过本示范项目的研发、建设,一方面可以增加地方的税收1.46亿元/年,为本地提供就业岗位400个;另一方面可以推动彬长矿区煤炭利用方式变革,提高煤炭就地转化水平,增强贫困地区内生发展动力,支撑区域经济发展,带动贫困群众增收,促使彬县走出一条生态环境良好、能源资源集约开发、人民生活富裕的科学发展之路。

展望PART 04

通过彬长示范项目,哈锅全面掌握高效超超临界CFB锅炉的研发、设计、制造技术方案,占领CFB锅炉制造技术制高点,打造具有国际竞争力的重大技术装备战略基地,提升东北老工业基地的发展活力、内生动力和整体竞争力,走出一条质量更高、效益更好、结构更优、优势充分释放的发展新路。

哈电集团将继续在前沿理论、设计制造技术、工程技术、运行技术上积蓄和提升能力,形成完整自主知识产权的超超临界CFB技术体系,助力我国深化能源结构改革,促进低碳节约型社会建设,提高我国CFB的国际竞争力,培养科研技术人才,增强我国自主创新能力,为“中国制造2025”、 建设创新型国家和“一带一路”走出去战略作出贡献。

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