一马当先 再攀高峰

　　4月的沱江，水流淙淙，两岸草木青翠。沱江右岸，蓝天白云下，矗立着西南电力设计院（简称“西南院”）设计的世界首台单机容量最大的循环流化床（CFB）电站：四川白马60万千瓦CFB示范电站。

　　“该电站于4月18日顺利投运，达到了整套机组运行平稳、各项指标均满足或超过设计要求的较高水准。这标志着中国能建在洁净煤燃烧技术领域又迈上了一个新台阶，站在了60万千瓦等级CFB设计技术的世界最前沿。”西南院院长宋培庆在接到喜报后自豪地说。

　　国内CFB连上三个台阶

　　2011年，国家“十二五”科技发展规划正式对外发布。其中在节能环保方面明确提出“十二五”期间要“积极发展更高参数的超超临界洁净煤发电技术”。循环流化床技术作为主要洁净煤发电技术之一，能够同步实现脱硫、脱硝，在充分利用劣质煤的同时，有效减少二氧化硫和氮氧化物排放，控制酸雨形成，为火力发电和环境保护同步协调发展开辟出一片新空间。

　　多年来，西南院一直致力于CFB锅炉电站设计技术的研究，负责设计了国内所有等级的CFB示范项目，见证了国内CFB的三级跳，为开辟绿色环保火力发电新空间作出了重要贡献。1994年，西南院完成了当时亚洲第一个CFB电站——四川内江1×10万千瓦CFB示范电站。2006年，西南院设计的白马30万千瓦CFB示范电站建成投产，是当时亚洲第一个、世界第二个已投产单机容量最大的CFB电站，荣获了国家科技进步二等奖、优秀工程勘察设计银奖和电力行业优秀工程设计一等奖三大奖项。此后，西南院又先后完成了淮北临涣、云南小龙潭三期和福建漳平、永安等一批30万千瓦等级的CFB电站，积累了丰富的工程设计经验。

　　2007年7月，四川白马60万千瓦CFB示范电站项目启动，该项目是我国继30万千瓦等级之后，自主研发超临界60万千瓦循环流化床锅炉的依托工程和示范工程，也是将循环流化床燃烧技术与超临界技术完美融合，落实国家“十二五”科技发展规划的一项重要举措。西南院承担了该示范电站的设计工作。

　　设计技术位居世界第一

　　“相对于30万千瓦等级及以下的CFB电站，60万千瓦等级的CFB电站在技术方面上了一个大台阶，国内外没有设计先例。如何攻克60万千瓦CFB电站设计的关键技术是我们必须解决的新课题。”原西南院院长周大吉在项目启动会上向设计人员发出了科技攻关的命令。

　　时间紧，任务重，敢于打硬仗的西南院人在摸索中前行，一边进行工程设计，一边进行技术攻关。自电站设计开始到通过168小时试运行，6年间，西南院围绕60万千瓦CFB电站设计技术先后独立完成了风机选型研究、紧急补水系统研究、启动床料系统研究和控制及检测研究等专题研究19项，联合清华大学、重庆大学、东南大学等高校开展专题研究6项，这些研究成果不仅打破了原有的设计先例、实现国内外领先，而且成功应用于白马60万千万CFB示范电站，取得了较好的运行效果。同时，通过这些专题研究、技术攻关，西南院取得了一系列技术专利，更培养了一大批掌握专利、专有技术的科技人才，为日后攻关100万千瓦CFB电站关键技术储备了雄厚的人力资源。 

　　在工程设计和技术攻关过程中，更大的挑战来自石灰石粉制备系统。白马项目设计总工程师罗晓康说：“石灰石粉制备系统的选择和设计作为整个电厂设计中的关键环节，可以对整个锅炉燃烧的脱硫效率、烟尘中二氧化硫含量的控制产生决定性影响。但是，这种大容量石灰石粉制备系统的研究和设计工作，无论在理论分析、试验、设计还是在运行方面，在国内外都没有成熟的经验可借鉴。同时，作为制备系统的后续环节——石灰石粉输送系统，也突破了现有设计和研究范围，在炉内脱硫石灰石粉耗量增大、输送当量距离延长的工况下，石灰石粉输送系统并无设计先例。”为了破解这两项难题，西南院积极与相关科研院所及专业公司开展合作，进行联合研究攻关，通过大量调研、实验和技术经济分析，最终得出了关键性数据、曲线和结论，并成功应用于白马项目。对石灰石粉制备系统的研究成果也被中国电力设计协会认定为2012年电力工程专有技术，成为行业内领先技术。

　　绿色火电树世界样板

　　“通过把循环流化床燃烧技术与超临界技术相结合，白马60万千万CFB示范电站在清洁与高效两个方面，有着突出的优势，可以说是当前绿色火电的世界样板。”西南院总工程师苑奇告诉记者。

　　排放指标居于世界先进水平。白马项目采用循环流化床燃烧技术，脱硫效率高达96％，在入炉煤硫含量高达4.5％以上的工况下，依然取得了二氧化硫排放浓度低于261毫克/标立方，氮氧化物排放浓度低于100毫克/标立方的先进指标。同时，由于采用CFB锅炉固有的低温燃烧方式及低氮燃烧技术，氮氧化物的控制浓度小于160毫克/标立方；采用布袋除尘器除尘，按照GB13223－2003《火电站大气污染物排放标准》第3时段的要求，除尘效率设计≥99.93％；设置240米高烟囱，安装烟气排放连续监测系统。通过采取以上措施，二氧化硫、氮氧化物及烟尘排放浓度均优于国家标准要求，实现了清洁燃烧的目标。

　　超临界机组大大提高了整厂效率。白马项目采用的60万千瓦超临界CFB机组锅炉效率达91.72％，而且由于采用了系统优化设计，发电标煤耗按汽机热耗考核工况计算为282.3克/千瓦时，同四川省60万千瓦等级机组的平均标准煤耗290.58克/千瓦时相比，按照本工程年利用小时数5000小时计算，全年1×60万千瓦机组共节约标煤约2.484万吨。

　　此外，在节约资源、变废为宝方面，白马项目也有着显著的优势。由于CFB锅炉燃料适应性很强，不仅可以燃用烟煤等优质煤，而且可燃用各种劣质燃料，为高灰份、高硫分、低热值的劣质贫煤找到了燃烧利用的渠道，避免了这些劣质资源弃用后导致的土地和地下水污染等环境问题。

　　“四川白马60万千瓦CFB示范电站作为我国第一个采用60万千瓦等级CFB技术的项目，其成功示范促进了我国CFB机组从30万千瓦等级向60万千瓦等级的升级换代，将引领CFB技术在中国乃至世界的快速发展。”院长宋培庆在采访过程中反复向记者强调。60万千瓦CFB示范电站设计方案优越，经济技术指标优良，通过该工程的建设和设计经验的不断积累，西南院将继续积极引领大型CFB锅炉设计技术。