成果名称: 50MW 级生物质直燃发电技术研究及工程示范
完成单位: 广东省沙角(C厂)发电公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、浙江大学、广东粤电湛江生物质发电有限公司、华南理工大学、华北电力大学、华西能源工业股份有限公司
主要人员: 文联合、方江涛、宋景慧、余春江、苏余宁、崔永忠、韦威、马晓茜、余勇强、杨云金、陈伟、骆仲泱、胡笑颖、廖艳芬、湛志钢
介绍: 一、任务来源:"50MW级生物质直燃发电技术研究及工程示范"是国家科技支撑计划课题延伸项目。本项目的主要研究内容为:
1、通过建设生物质燃料和燃烧试验台,掌握省内常用生物质的燃料组成、反应速率、活化曲线等物性和燃烧特性,建立广东省生物质燃料特性数据库,为生物质电厂的建设、安全运行和燃烧优化提供基础数据。2、应用数值计算技术,开展对生物质火焰特性和炉内换热规律的研究。3、进行大容量生物质锅炉概念设计研究。4、应用生物质锅炉制造专利技术,进行大容量生物质锅炉设计和制造。5、研究生物质电厂的整体调试、性能调整和优化运行的关键技术;解决目前生物质电厂普遍存在的初期点火控制困难、燃烧氧量偏差大、燃烧偏斜明显、升温升压速率难以控制,过热器积灰结渣严重,高温腐蚀等问题,提高生物质电厂的安全性和经济性。6、通过基础理论研究、数值计算和现场测试等手段,全面掌握生物质电厂常规污染物和有机污染物的排放特性及其控制规律。本项目将全面掌握生物质电厂的调试、性能调整、优化运行和污染物排放控制的关键技术,为实现粤电集团提供"安全、稳定、清洁、绿色"的低碳电力奠定基础。
二、成果的创造性、先进性
(1)研制出我国首台具有自主知识产权的50MW级(9.8MPa,540℃)高参数CFB生物质直燃锅炉系统,并通过工程实践及关键技术的应用实现了该机组安全、经济、高效运行,为世界生物质直燃电厂建设及运行提供了宝贵经验。
(2)创造性地发明了新型多孔膜结构生物质锅炉抗结焦抗腐蚀剂,研发了床层聚团预防技术,有效缓解了生物质直燃锅炉结焦及高温腐蚀,解决了生物质直燃锅炉高参数大型化的主要问题;
(3)发明了生物质锅炉落料口一体化给料装置及新型生物质料仓,发明了连续稳定给料的生物质进料装置,开发了基于生物质燃烧三维模型的受热面防磨损技术,攻克了影响生物质直燃锅炉给料稳定及安全运行的关键难题;
(4)开发了生物质燃烧及排放特性查询预测系统及生物质直燃锅炉在线优化运行系统,研发了可供半工业化试验的大型循环流化床生物质直燃试验台架,研究提出生物质高效低污染燃烧控制方法,保证了电厂锅炉的连续长期低污染节能降耗。
   项目整体国际先进。
三、项目意义
1.从工程示范的角度来看:粤电湛江生物质发电项目,位于广东省湛江市,项目利用当地农林业废弃物为发电原料,采用了《50MW级生物质直燃发电技术研究及工程示范》所述的一系列技术研发,付诸于工业实践应用。进行高效清洁燃烧发电,并提供绿色电力给南方电网。项目两台50MW生物质直燃发电机组分别于2011年8月和11月建成投产,应用显示该系列技术使锅炉和机组整体燃料适应性强、燃烧效率高、污染排放指标优良、运行稳定可靠。项目并网发电以来,总计发出绿色电力159984.66万KWh,新增销售额119988万元,新增利润11869万元,新增税收1590万元。项目共利用农林废弃物236.24万吨,节约标准煤70.87万吨,减排二氧化碳180万吨,通过农林废弃物燃料采购增加周边农民收入约72000万元,据粗略统计,为当地农村创造了不低于4500个就业岗位,社会效益十分显著。在高效能源化利用农林业废弃物资源,避免废弃生物质露天焚烧方面效益显著,同时也在促进农村地区经济发展等方面起到了积极作用,生态、环境和社会效益显著。
2.仅从锅炉调试技术和防腐剂专题应用来看:项目已应用于粤电湛江生物质发电项目2×50MW机组,获得调试及试验费用等直接效益1000多万元,若在国内生物质电厂推广,每年至少有上亿元的效益。生产销售多孔膜结构生物质锅炉抗结焦剂按每吨利润1000元计算,生物质电厂按照1%的给料量进行添加,仅湛江生物电厂每年就要添加7700多吨,直接利润达770多万元。如果在国内生物质电厂推广,每年至少有上亿元的效益。在线优化运行系统每套销售30万计,如果每年在国内推广到20台锅炉机组,间接为企业带来效益达600万元。
批准登记号: 粤科成登(2)字【2017】0060
登记日期: 2017-03-07
研究起止时间: 2011.04 至2015.08
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: 广东省科学技术厅
评价日期: 2016.09.22