12月9日,由中国能建中电工程西南院(简称“西南院”)主编的《循环流化床锅炉附属系统设计规范》收到了返回意见。据西南院发电工程分公司机务室副主任杨强介绍,编制工作从2014年11月开始,2016年9月完成。该规范将为各类型、各容量的CFB锅炉机组系统设计提供指导和规范。
从上个世纪80年代,西南院就开始了CFB锅炉机组工程设计,2015年8月,中电工程CFB技术中心在该院成立。在国内,从首台50兆瓦CFB工程、100兆瓦CFB工程、300兆瓦CFB 示范工程到世界首台600兆瓦超临界CFB示范工程,西南院创造了多项第一。在国外,西南院设计完成印度多台135兆瓦、150兆瓦CFB锅炉机组工程,中国在欧洲首台投运的300兆瓦CFB锅炉机组工程等。在引进型、自主型机组设计领域,以及将CFB锅炉技术应用于洁净煤方面具有丰富经验。
技术国际领先
2014年4月,国务院对新建大容量煤电机组节能减排提出新要求,新建项目原则上采用600兆瓦及以上超超临界机组,1000兆瓦级湿冷、空冷机组设计供电煤耗分别不高于282、299克/千瓦时,60万千瓦级湿冷、空冷机组分别不高于285、302克/千瓦时。为满足政策需求,进一步提高机组效率并降低排放水平,更高参数更大容量的循环流化床锅炉机组的开发研究势在必行。2013年,世界首台600兆瓦超临界循环流化床锅炉示范工程(白马1×660兆瓦工程)应运而生。
依托白马工程,西南院完成的“大型循环流化床锅炉系统设计研究”荣获中国电力科学技术奖,对大型循环流化床进行了全面的研究并应用于目前大型CFB机组设计中,这为西南院进一步进行大容量高效CFB锅炉机组系统和设备优化奠定了基础。
随着白马工程的成功投运,国内相继开展了较多600兆瓦超临界循环流化床机组的前期工作,其中山西平朔2台机组已经开工建设。新建了多个350兆瓦超临界循环流化床锅炉项目,截至2016年3月已经投运8台。
超临界循环流化床锅炉技术已经成熟,更高参数更大容量的循环流化床锅炉的开发也进入规划,大容量超超临界循环流化床锅炉的示范应用已列入能源发展“十三五”规划,600兆瓦超超临界循环流化床锅炉技术已入选“中国制造2025重点领域技术路线图”。在政策与技术需求驱动之下,西南院与东方锅炉厂一道,以彬长600兆瓦CFB机组工程为依托,展开了大容量高效CFB锅炉机组的研究,进一步推进循环流化床锅炉机组向大容量超高参数、超低排放、超低能耗机组(简称“三超机组”)发展。
再攻“三超机组”
“三超”机组的“超高参数”是指在白马600兆瓦超临界机组基础上进一步开发常规超超临界一次再热、高效超超临界一次再热或超超临界二次再热参数。
西南院发电工程分公司机务室副主任 申克说:“参数的提升或再热系统的变化会带来多项技术难题,但我们已在逐步探索解决。”
西南院配合东方锅炉厂,利用综合辅助系统,通过多方案论证比较,目前设计的660兆瓦级超超临界CFB锅炉采用白马炉型等技术措施,已达到技术可靠、风险可控。
除此之外,西南院还在配合东方锅炉厂进一步研究1000兆瓦级超超临界CFB锅炉及二次再热超超临界CFB锅炉机组,提出了环形炉膛方案,同时采用优于PC炉的通过外置床调节一次再热和二次再热温度的思路和方案。
申克这样解释方案的可行性:“CFB锅炉因其低床温特性,炉内氮氧化物生成比常规PC更具优势。多个已投运350兆瓦超临界CFB机组工程通过炉内燃烧控制加SNCR(选择性非催化还原法脱硝),实现了氮氧化物的排放要求。”
大容量超高参数机组也可发挥CFB锅炉优势,借鉴采用同类方法和工艺,可轻松实现氮氧化物超低排放要求。另外,发挥CFB锅炉炉内脱硫优势,以“CFB+半干法FGD/湿法FGD”也可轻松实现二氧化硫 超低排放要求。
西南院将继续配合主机厂深入研究二次再热超超临界CFB锅炉机组、700℃超超临界CFB锅炉机组等先进技术,引领CFB锅炉机组设计行业阔步前行。