成果名称: 大型超临界循环流化床机组优化设计技术
完成单位: 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
主要人员: 杨劲,潘灏,范永春,邓广义,李伟科,庾燕君,杨晖,范旭,邓宏伟,印佳敏,郑赟,梁展鹏,周倩,林燕,李小龙,罗海泉,石佳,蔡春荣,唐晖,张超昱
介绍:

    ①课题来源与背景; 课题来源:自选 课题背景:为响应国家发改能源[2014]2093号《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》中节能减排、降本提效和充分利用低热值劣质煤的政策,综合机组运行的经济性和安全性,结合第I代超临界和亚临界的循环流化床(CFB)机组工程的经验,流化床在污染物排放控制上比煤粉炉和W火焰炉有较大优势,且具有很好的煤种适应性,可燃烧多种劣质燃料,但其不足之处是给煤可靠性低、灰分大、磨损大、厂用电率高和运行经济性低等。本课题针对大型(350MW)超临界循环流化床锅炉烟风煤系统的工艺方案、设备选型、机组运行过程等关键问题进行设计优化研究,为提高锅炉效率和可靠性,降低厂用电和初投资,提出了一系列优化设计技术。

    ②技术原理及性能指标; 一、技术原理详见技术研究报告。 主要工作内容如下: (1)烟气系统设备整体优化布置技术研究:后烟气系统联合空间布置和圆形异形件的应用,大幅缩短了A排到烟囱中心线的距离,节省了电厂占地和运行阻力。 (2)凝结水调节、串并联切换的全负荷烟气余热利用技术研究:通过凝结水再循环、低温凝结水掺混和串并联切换的系统配置,水侧系统调节和运行灵活,使得各负荷工况下都能充分利用烟气余热。 (3)电袋除尘器大灰斗替代灰库技术研究:采用电袋除尘器大灰斗方案替代灰库,节省气力输灰系统和灰库的投资,减少了运行维护工作量和厂用电。 (4)给煤系统及其煤斗技术研究:设计了大型防堵型煤斗,解决了煤斗堵煤问题,降低了皮带层高度,节省主厂房容积和输煤电耗,可掺烧煤泥等易堵煤种,提高电厂运行经济性。 (5)回料腿防烟气反串技术研究:在回料腿处后墙落煤管上增加风箱,防止回料腿烟气反串,提高机组运行安全性。 二、性能指标 本项目成果应用于广东国粤韶关项目(2X350MW超临界CFB),机组性能指标(设计值/实测值)如下: 锅炉效率:91.9% /93.52% 全厂热效率:42.36%/43.35% 发电标准煤耗:290.4g/kW.h / 283.3g/kW.h 全厂厂用电率(含超低排放):6.20%/5.43% 供电标准煤耗:309.7g/kW.h / 299.6g/kW.h 锅炉效率、厂用电率、供电标煤耗等实测值均优于设计值,性能指标先进。

    ③ 技术的创造性与先进性; 三项技术达到国际先进水平:烟气系统设备整体优化布置技术,凝结水调节、串并联切换的全负荷烟气余热利用技术和电袋除尘器大灰斗替代灰库技术 3.1烟气系统设备整体优化布置技术 创新点如下: 1)引风机、低温省煤器、脱硫吸收塔、湿式电除尘器和烟囱沿烟囱中心线方向横向空间联合布置; 2)引风机、低温省煤器和湿式电除尘器在垂直空间分层布置; 3)采用圆形烟道和异形件连接各设备; 本技术的应用,年运行费用节省22.5万元,烟道综合费用节约40.3万,节省炉后占地3700㎡,全寿命周期可节省初投资和运行费用总额为771.2万元。 3.2凝结水调节、串并联切换的全负荷烟气余热利用技术 创新点如下: 1)低温省煤器入口水温采用凝结水再循环和低温凝结水掺混两种方式调节。 2)低温省煤器出口水侧可与低压加热器串联和并联之间切换运行; 3)电厂全负荷工况均能将烟气余热回收至回热系统。 本技术的应用,全负荷汽机热耗降低30.5kJ/kW•h,折合标煤耗1.171g/kWh,年发电成本节约约386.8万元。 3.3电袋除尘器大灰斗替代灰库技术 创新点如下: 1)电袋除尘器大灰斗既作为电袋除尘器的收尘灰斗又充当电厂灰库的作用; 2)电袋除尘器大灰斗直接卸灰至汽车运输,不需要气力输灰系统和灰库; 本技术的应用,两台炉共节约投资约1033万元,每年节省空压机运行电耗247万元 3.4给煤系统及其煤斗技术 创新点如下: 1)创新采用中心给料机结合防堵型煤斗技术,降低了输煤皮带层高度,减少了煤仓间的投资,节省输煤电耗; 2)可掺烧煤泥等价格便宜、发热量高但易堵的煤种。 本技术的应用可以降低煤仓间投资费用43.6万元,每年节约输煤运行电耗7万元,可燃用常规煤斗无法燃用的高粘性煤泥,按掺烧10%煤泥计算,两台机组年节约燃料费用约6000万元 3.5回料腿防反串技术研究 创新点如下:在回料腿处落煤管上增加了风箱,有效解决了回料腿处烟气反串,避免由于高温烟气反串烧毁输煤皮带的事故。 本技术的应用减少了事故停机概率,按一次启动点火耗油计算,可节省费用38.5万元。

    ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 建议将成果推广应用至国内外新建或现役机组改造项目。

    ⑤应用情况及存在的问题; 本项目提出的超临界循环流化床机组优化设计技术已成果应用,使用情况良好,得到了电力行业多个单位的高度认可,应用了2项发明和4项实用新型专利。本项目研究成果为后续工程设计提供了技术基础,积累了丰富的经验,奠定了350MW等级超临界CFB机组优化技术路线基础。 广东院承担设计的广东国粤韶关电厂、广东华电南雄“上大压小”热电联产工程(2×350MW)、山西崇光发电有限责任公司2×350MW低热值煤发电机组等项目已应用到本项目研究成果。本项目对流化床机组的烟风煤系统的工艺方案、设备选型、机组运行过程等的研究成果同样可推广应用于各容量及不同等级的流化床机组。

    ⑥历年获奖情况 2018年11月大型超临界循环流化床机组优化设计技术获中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司科学技术奖一等奖

批准登记号:
登记日期: 2019-09-27
研究起止时间: 2014-10-01至2017-07-20
所属行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业
所属高新技术类别: 新能源与节能
评价单位名称: 广东省工程勘察设计行业协会
评价日期: 2018-11-20