循环流化床锅炉在低热值燃料发电领域的应用及关键技术

循环流化床锅炉在低热值燃料

发电领域的应用及关键技术

中国华能集团清洁能源技术研究院黄中2013年8月29日一、CFB锅炉利用低热值燃料的背景二、CFB锅炉利用低热值燃料的主要问题三、CFB锅炉利用低热值燃料的关键技术四、CFB锅炉利用低热值燃料的展望主要内容低热值燃料利用的背景我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主要能源的格局不会改变，煤炭消耗量将持续增长我国电力工业始终保持持较快增长势头，电力需求不断增加，截至2010年我国火电装机容量为71780万千瓦。预计到2015年我国火电装机容量将增加到10亿千瓦，到2020年将增加到12亿千瓦年份2008年2010年2015年2020年煤炭总消费量27.4313335火电煤炭消费量141617.519.5火电耗煤占煤炭消费量比例51.1%51.6%53.1%55.7%低热值燃料利用的背景中国特殊的能源结构决定未来二十年燃煤火力发电仍是国之基础合理、高效、清洁的利用煤炭资源是发电技术革新的重点“十一五”国家重点建设和开发十三个大型煤炭基地，净增煤炭入洗能力15亿吨低热值煤的总产量将达到产生5.36亿吨国家能源局出台了《国家能源局关于促进低热值煤发电产业健康发展的通知》（国能电力〔2011〕396号），督促协调开发利用煤炭功能区划分油页岩石煤十三个大型煤炭基地低热值燃料利用的背景低热值燃料利用获得了国家层面的支持CFB锅炉技术的特点燃料适应性广、负荷调节比宽添加石灰石可以有效炉内脱硫燃烧温度+分级燃烧低NOX排放灰渣综合易于利用大型化、超临界参数方向发展迅速300MW等级投产机组近百台4月14日，四川白马循环流化床示范电站有限责任公司60万千瓦超临界循环流化床示范机组已经顺利投入商业运行！一、CFB锅炉利用低热值燃料的背景二、CFB锅炉利用低热值燃料的主要问题三、CFB锅炉利用低热值燃料的关键技术四、CFB锅炉利用低热值燃料的展望主要内容CFB锅炉燃用低热值燃料常见问题炉内受热面磨损，水冷壁过渡区域及炉膛四角、悬吊屏穿墙、等磨损严重，影响电厂长周期运行耐磨浇注料脱落、磨损，分离器靶区耐磨耐火材料有脱落磨损给煤系统不运行中经常出现堵煤、断煤除渣系统不完善，冷渣器的运行故障时有发生CFB锅炉燃用低热值燃料常见问题CFB锅炉灰渣量的增加造成了渣的冷却和输送问题300MWCFB锅炉Gxh=10000t/h，Gixh=30000t/h燃当入炉煤发热量从3000kCal/kg降低至2000kCal/kg后，燃煤量增加1.55倍，灰渣总量增加1.90倍，需要处理的灰渣总量高达241t/h，内循环和外循环急剧增加CF蚕B锅炉妹燃用圣低热叹值燃跌料常骡见问束题厂用近电率青高，匪可靠忌性差目前担国内案常规肆的30错0M芽W升CF浪B锅炉答机组供运行购可靠伯性较公低，骑以非租计划欣停运出次数痒为例为，CF参B锅炉案的平冶均值不为5.泻6/台年奸，连考续运孤行时银间低元于60骆00小时详，掺厉烧低范热值摊燃料强后的CF聪B锅炉匪，相袍关技洞术指器标低揪于煤姓粉锅腥炉CF追B锅炉及燃用皱低热石值燃沫料常察见问沟题燃烧意温度岗偏低波设计确值，如一般匪在仅甩能维锁持在75坝0~字85配0℃，严切重影担响了乒锅炉糖燃烧谋效率呼和炉程内脱扑硫效衡率CF捷B锅炉翻燃用留低热隐值燃聚料常如见问禽题运行惨参数钟控制祥不当策，二惊氧化抢硫及拢氮氧隆化物谨超标“环础境保眯护部乞公布20限12年度乒全国启主要着污染鞠物总单量减执排核央查处当罚情篮况”1.对电赢力行缎业脱呼硝脱牧硫项跌目未贿按目陈标责筹任书啄落实泽的内捉蒙古酿自治忘区、廊河南田省、刃贵州枝省及聚中国礼华电苗集团保公司糟，自堵公布撒之日屋起暂乘停审女批燃泻煤机缓组新择、改窃、扩嫩建项嘱目环驴评。……4.对脱桌硫设福施不勤正常卫运行千、监挪测数葵据弄腊虚作睛假的障华电稻山西罩大同摧第一艇热电或厂有咬限公亿司、想神华路内蒙弃古萨释拉齐亲电厂稀、山榨东里究彦发驾电有芽限公够司、愉华电头四川斥攀枝孟花三铸维发剂电厂垮等15家企筝业挂泡牌督晶办，蹦责令喂限期苏整改恢，追缴世二氧货化硫福排污飘费，洒其中京享受孕脱硫宜电价懒补贴的，忘按规捕定扣却减脱遍硫电搬价款停，并蹄予以象经济值处罚意。……20放13年5月14日发蝇布成因揉分析片面柜追求撇低热为值，燥忽略序安全反性行业贪自我猪约束捐力差荒，自威毁长明城低价旁低质曾产品叠挤占帜市场舱，劣丽币驱熄逐良梯币日常懒检修界维护窑水平丸较低运行脊人员巴操作厘技术券不过盈关对新米产品掏、新辟技术船的接俊纳程桨度强未能魂从设市计源须头采烘取有你针对移性的阶措施一、CF拜B锅炉冒利用折低热芒值燃直料的校背景二、CF束B锅炉藏利用慎低热释值燃盲料的衡主要励问题三、CF共B锅炉萌利用布低热法值燃仔料的充关键税技术四、CF嫩B锅炉卵利用挠低热追值燃滩料的仪展望主要枯内容CF库B锅炉酷利用勤低热乘值燃蜻料的天关键麻技术防磨据综合谊治理渣技术侧磨呈防治迫技术耐磨冲防漏颤渣风信帽技望术分离垒器靶未区防乔磨技敌术脱硫绪脱硝携适用遵技术循环蛋灰排说放技抵术氧量元场重牵构技铺术大出伴力冷槽渣器柜技术防磨窃综合仿治理耐技术磨损胳速率艳的计扇算E=吴Kμ端d2U3控制闲流速腥最关妹键早期炼设计wxf≥谈6m战/s，目字前推差荐设正计≤5m旁/s以避违免磨魔损防磨致综合获治理滩技术侧水都冷壁耐磨馋耐火趋浇注攀料CF席B锅炉逝防磨炸的重怠点是丧密相竭区与叉稀相篇区耐武火材霜料浇粉注与被光管棍水冷味壁之厕间的妇交界烛面，就该区洪域颗循粒浓围度相望对较嚷高，躬且交垦界处伐管子惊方向诵会与缺物料灭流向思不一字致，霞易产惑生磨货损防磨软综合毫治理晓技术加装防借磨梁绕前加装防森磨梁孤后防磨猾综合刮治理拣技术单纯街的防够磨梁猪技术语应用纹于低茂热值览燃料注利用辛领域这尚有厉提升弄空间运行拒控制赶参数持迫切嫂需要怜随之闪调整针对提燃用溉低热损值燃远料循饮环流芳化床增锅炉眠存在魄的问惩题，弃防磨蹈综合啊治理废应分抬别进漫行防桥磨装本置设累计与皱安装明、冷夺态试顾验、热态桨试验园和燃买烧优度化调先整防磨综合治理防磨装置设计与安装热态试验燃烧优化调整冷态试验对于虫低热让值燃递料更武多需届要的桶是组合悦技术摔！多管篮齐下袭，共缴同起膊效！侧磨杆防治碗技术进入雀分离速器气朗流的肺冲刷磨损侧磨俘防治漫技术使用滴侧磨音挡板鞠减少丝式进入息分离歉器气饮流的吊冲刷贡磨损耐磨富防漏至渣风革帽技晌术早期欲应用嗽的CF附B锅炉虑风帽展结构床形式猪尾御巴型胳风帽定向薯风帽剑型渴风帽钟罩睛型风拢帽

风帽数量外孔尺寸布风均匀性磨损特性防漏渣性能使用周期柱形风帽多小好较轻一般一般猪尾形风帽多—好最轻较好较长定向风帽多大较好较重弱较短箭形风帽少大较好较轻弱较短钟罩形风帽较少较大好轻好较长耐磨长防漏揉渣风印帽技令术耐磨柏防漏丑渣风岭帽技扰术采用橡钟罩窃结构沸形式结构叠经过仅实炉蛙长期柄运行遵检验低出渐口速席度、射长寿止命细节溪优化数值慨模拟侍优选埋方案督，减粮小风纺险分离当器靶地区防姓磨技净术气流挨在靶坝区速越度增厌加，起磨损佩量加击大施工哥中施变工方毕式不看当，摊施工誉缝和郊气流消向一携致，粮气流认贯穿分离杆器靶够区防萄磨技卧术拆除多旧有偏结构使用冒高强施度材从料和摘改进步工艺补焊怠销钉重新联进行域靶区筹弧线纽奉修复某厂朵锅炉初靶区滤改造盲施工脚后运海行三顿年，劲依旧肯如新分离尤器靶稳区防屠磨技恭术中心枣筒出摔现问纷题后致严重吹影响喜分离姓效率增加限飞灰膀含碳睛量增加条床温效率捧差分离边器靶声区防乓磨技扛术对分刺离器帝进行龙整体谊改造脱硫民脱硝胆适用葛技术污染物项目适用条件限值污染物排放监控位置烟尘全部30烟囱或烟道二氧化硫新建锅炉100200⑴现有锅炉200400⑴氮氧化物（以NO2计）全部100200⑵汞及其化合物全部0.03燃料和热能转化设施类型污染物项目适用条件限值污染物排放监控位置燃煤锅炉烟尘全部20烟囱或烟道二氧化硫全部50氮氧化物（以NO2计）全部100汞及其化合物全部0.03燃煤澡锅炉丸污染筐物最高广允许庸排放速浓度燃煤哲锅炉咸污染似物最高美允许结排放田浓度（重鸦点地鼠区）GB皂1看32壶23坐-2剃01灭1《火电章厂大稿气污医染物裳排放凤标准》京津下冀鲁招、长孤三角壳、珠荣三角窑占国剃土面倚积的8%，消耗粱全国42镰%的煤瞎炭、懒生产55代%的钢哨铁、40职%的水经泥，加雷工了52句%的原恋油，赢布局券了40含%的火睛电机桃组、拥殊有47跑%的汽车单位编面积芽污染把物排辜放强闷度是甩全国堤平均拦水平腊的5倍左右新环姓保标敏准的椅出台买背景数据拐资料锋来源钻：环怖保部按照夏新的落环境箭空气慨质量穴标准爽，全曾国70企%城市古不达红标我国新修订的《环境空气质量标准》重点区域城市超标率82%WHO过渡时期目标-2（美国、香港水平）重点区域城市超标率99%WHO过渡时期目标-3（欧盟水平）重点区域城市超标率100%WHO空气质量准则值重点区域城市超标率100%中国现行空气质量评价标准重点区域城市超标率15%标准每加严一级死亡风险降低【2%-11%】新环司保标揉准的吨出台恼背景数据逐资料音来源游：环转保部火电准机组仰已投滋运的宝脱硫极设施变中不惭能稳眯定达稿标排形放的责进行后更新棒改造吗；改倾造后眠不能薯稳定厅达标盒排放浪的必捧须淘台汰火电远行业劳全面绩推行夸低氮组燃烧浪技术全国叠单机道容量30万千脂瓦及以到上的正燃煤贿机组置、重绵点地区均和其旦它地旱区省秤会城耳市单机铸容量20万千浩瓦及德以上的燃坚煤机赵组进虽行脱愿硝改圾造新环士保标稼准的吊影响数据此资料屿来源注：环号保部现有CF筝B锅炉内技术道条件罚下对树新标卷准的暮适应闪性研纤究DEN<1DEN=1DEN>1DES<1DES=1DES>1CF纺B燃烧拒完全拒满足嘉新标数准NOX低于20难0m底g/缓Nm3的要锣求CF套B燃烧20贺0<睛NOX<3面50穴mg拳/N旦m3采用SN燃CR脱硝CF付B燃烧NOX>3朗50救mg恒/N命m3采用SC裂R脱硝（非地常罕搭见或欠新建菊）特低鞋硫煤CF栽B燃烧姿完全微满足令新标亿准SO2低于20吵0m区g/衰Nm3的要嗓求CF追B燃烧壮炉内筒添加娃石灰乘石完炎全满埋足新惨标准SO2低于20讨0m术g/俗Nm3的要南求（折窝算）狼高硫溜煤CF孩B燃烧吐炉内掏添加航石灰煎石满墨足不数了新锋标准SO2低于20缸0m抢g/司Nm3的要访求炉内击脱硫+尾部唇二次悦脱硫DE炉N:六CF巧B脱硝下系数1DE带S:脚CF渗B脱硫湖系数1国内警外大堤量试茧验研依究及甘实炉螺运行石结果盛表明辩，通斗过炉苏内脱国硫，CF河B锅炉帅可以蜜达到青较高属脱硫引效率经（≥90恨%）造成沾炉内军脱硫畏效率任较低来，SO2排放尸不能腾达标政的原爬因主伞要是龟由于畅对影释响CF症B锅炉老脱硫队效率析的相撑关因胳素控咬制不报当主要婆包括让以下计四方楼面原伯因：脱硫跌用石曲灰石伟品质侄（包寄括反奏应活碌性和念粒度亿分布滩等）外差锅炉缩慧实际妇用煤氧的折岛算含膜硫量逐远大毫于设忌计值锅炉哗运行纯参数寇不合洗理石灰绵石输教送系辉统设副备选惜型不捞匹配脱硫巷性能沙较低糖原因超分析⑴应悟在不冶依靠垦炉外龄尾部病烟气母脱硫感装置挺的前猛提下着，仅虏利用产炉内草脱硫召系统幸实现SO2排放翅浓度军不大分于20诵0m森g/暗Nm3（O2=6灶%）⑵双炉内兰脱硫鬼系统庙设计脆需留目有必旗要的焦余量科，以歼适应史煤种盈和锅鸣炉运烘行参览数的框变化⑶合立理优暖化锅凶炉运梢行参烫数，论降低艇床温闸、提短高分恶离效直率⑷针侍对锅挑炉最案差煤序种展披开设延计，抓最大葱钙硫钞摩尔班比可云选取2.笑5⑸应派保证旋石灰凭石输刘送系轻统能亚够长选期稳个定运敌行，催至少塑有1套备障用系科统，理系统谅投运战率达鞋到98齿%以上⑹用常量大合的电疯厂可割以自丛行制戚备石谢灰石堵，提失高石寒灰石趣粉质骨量并掩减少津脱硫让剂成铜本，惜电石锤渣（婆干粉系）宜艰优先纱考虑脱硫议改造磨设计遥要点燃烧婶优化串技术惩降低NOX排放胜的技销术原惨理NOx排放脉浓度主随总跪风量烧的增皱加而豆升高喷，随件一次骂风率营的提和高而绑升高奏，随针下二赵次风本门挡州板开厕度的革增加户而略介有增晨加，横随床湿温的览增加喊而增咽加当SO2排放锄浓度杀增加裁时NOx排放佩浓度颤略有跌降低技术形核心：充罗分发着挥CF旬B锅炉牙自身歼优点分离简器内呆还原陈剂与烟气神能够谋实现定充分暂混合船，反柱应时饺间及反鼻应温度什均较北为适非宜在CF某B锅炉截上可诞实现60拘~8吸0%的脱硝效率CF僻B锅炉滋优化饮燃烧太与SN银CR联合芹高效载脱硝畅技术秦皇完岛秦遣热2把×3毛30冰MW祸C糟FB锅炉停脱硝醉工程20赔12年底宅通过16花8小时兴试运斯，NOX排放脏由22冲0m材g/齐m3减排败至45题mg寇/m3以下喘，脱某硝效角率80魄%（氨菌氮比粒＜1.故5），对私应的脂氨逃挤逸仅竟为0.应8p掌pm运行沿以来盆，系法统稳窜定，险自控绿系统碧调节炕灵敏喷枪拳及喷侍射系数统工求作可宾靠，蛋取得3项发掩明专拼利和3项实之用新伞型专册利中国巨电机吩工程邮学会需鉴定喘认为基：30捎0M末W级CF辉B锅炉汉优化眯燃烧绞与SN喝CR联合愁高效煤脱硝粱技术特领域煤达到谢国际柏领先轿水平CF东B锅炉论优化声燃烧杰与SN从CR联合碎高效灾脱硝胖技术循环布灰排卡放技咳术循环险灰量科直接脸影响献锅炉蛙的燃达烧、秘传热宅和脱疮硫等必多方雀面的庆基本钓性能缓。控排制合寨理的羊循环通灰量酬、排催放过罢剩循澡环灰讯对循耀环流筒化床漏锅炉巧稳定煌运行植时至俱关重坊要燃用盼低热出值燃课料时详，炉丈膛的策灰浓间度增榨加，滩会使难炉膛圆温度拿下降模，造番成不瘦完全欺燃烧器份额概增加辫。加蚁剧炉赖膛水叛冷壁创磨损脂，增雄加尾在部灰士浓度饶，使秃得尾识部受泪热面笋磨损策严重斧。此粉外，乡丰如果标循环周灰量悼过大衫，会朋出现跨因循残环灰酱瞬间葱突然穴大量西由循毛环回列路涌漂入炉细膛的冈“塌塑灰”且现象涝，若趣操作慢不及长时，脆容易睡造成等炉内堤大面宰积结铃焦，肠给锅糟炉的程安全洋运行庆带来蔽一定拥的隐根患循环脖灰排疫放技抢术循环简灰排教放冷弓却系厌统主既要由耍循环淡灰排丽放冷烤却器偏、闭挑式循蜂环水幸系统旋、正诸压气承力输球灰系凡统组材成循环乌灰排悠放系靠统主止要包千括灰茶和水早两种皂介质衡流程循环五灰排株放技断术改造栽后床亏温可税增加30须℃飞灰乘底渣晴含碳帽量下种降3~茶5%→改造攀前运行盆安全馆性显绒著提瞎高脱硫萌性能划显著色改善改造远后氧量垮场重征构技幕术随着悄循环轨流化纽奉床锅暂炉容别量的雪增大绩，炉渗膛的奏横截苍面积约随之贡增加淹，导写致通浩过二熟次风残喷口窗给入退的二聋次风喇很难咐依靠汇喷射贫及扩论散到始达炉宗膛中暖心区筑域，进而闭在炉覆膛的础中心完产生砌贫氧匆区位于笨贫氧等区内历的燃梁料不单易充分灰燃烧攻，使继得炉物膛内薯的飞灰可双燃物旬增高槽，降材低了昨循环流化心床锅版炉的胳燃烧颤效率氧量米场重缴构技约术为了参改善馆大型胆循环爷流化织床锅亦炉的宜炉膛申中心土缺氧甲的状跌况，哪一般磁采用浮降低取炉膛商宽度桨，设悉计优该化或乱者增阔加二焰次风刮的穿之透能写力等删措施对于逐燃用昂低热屡值燃喊料CF钢B锅炉歇可以设置手中心讲供风泡系统壮实现诱燃烧明中心戏区域氧控营制，丢其能披够补凭充贫偷氧区房诚燃烧对所需氧辽量，势有效帐改善CF梨B锅炉哪燃烧观中心区变域氧味量供笑给不折足的凤难题大出誉力冷欧渣器某技术滚筒进式冷宰渣器涌存在范的主哑要问呢题是泪出力上小，鲜热量广回收孟能力跑有限番，冷斑源热剂损失龙大，荒冷却拐水耗抛量大午，无筒法满放足燃邪用低守热值候燃料CF锈B锅炉应的需陡要。伟因此雪，需招要采蔬用新济型流费化床羊式冷框渣器新型录流化延床式者冷渣策器与歪早期愚配套智的引施进技敬术流坟化床陶式冷慌渣器掠有着豆本质脊区别循，引立进技潮术冷纸渣器喜对底未渣粒绳度有高着固进定的际要求通，在懂国内鱼入炉夏煤的丧粒度融和品勾质难边以达杆到背绪景下弦很难肉正常挤运行大出配力冷厘渣器厚技术新型勺流化钞床式特冷渣五器，冷底渣贼粒度哨适用纸性强右、水钱冷受礼热面去磨损议更轻匠、流禽化风清系