循环流化床锅炉的优化运行(1)

1、2010.08 中国煤炭消费比重(67.12%)基本与世界石油天然气消费比重相当(61.26%)；石油天然气消费比重(25.53%)与世界平均煤炭消费比重(26.53%)持平。我国能源消费结构特点，造成了环境污染严重、能源效率低等多方面问题。 世界能源消费结构中国能源消费结构原油22.71%天然气2.82%水电7.35%煤炭67.12%能源现状与发展能源现状与发展2001年世界电源结构2003年中国电源结构 与世界先进水平比较，我国能源效率还有很大差距。目前，我国综合能源利用效率比发达国家低10个百分点。钢铁、有色、建材、化工等8大行业主要产品单位能耗平均比国外先进水平高40%；锅炉、电机、机

2、动车等主要用能设备和建筑物普遍存在能效低的问题。初步测算，不考虑产业结构调整因素，仅通过改进技术装备，我国节能潜力就有26%以上，按2003年能源消费水平，可减少能源消耗4.36亿吨标准煤，相当于3亿吨石油。11.9114.6116.420.151.080.462.430.3552.0440.9982.720.9963.1041.62.86024681012141618煤炭石油天然气水电核电新能源2003年2010年2020年生产总量目标亿吨标煤2010年能源消费比例石油石油20.7%20.7%天然气天然气8.6%8.6%水电水电10.0%10.0%核电核电3.2%3.2%新能源新能源6.5%

3、6.5%煤炭煤炭51.0%51.0%2020年能源消费比例石油石油22.71%22.71%天然气天然气2.82%2.82%水电水电6.45% %核电核电0.9%0.9%煤炭煤炭67.12%67.12%2003年能源消费比例燃煤产生大量污染物，洁净燃煤技术是必然选择 粉尘、SO2、NOx、CO、重金属及CO2排放 SO2年排放量约2000万吨，其中燃煤发电厂排放约700万吨 火电厂排放NOx约500万吨 中国2000年CO2排放30亿吨，约占全球13%，居世界第二位 20102020年期间中国可能成为世界第一的CO2排放大国中国火电厂污染物排放标准中国火电厂污染物排放标准洁净煤燃烧发电技术洁净煤

4、燃烧发电技术n超临界、超超临界煤粉炉超临界、超超临界煤粉炉FGD+SCRFGD+SCR高效发电技术高效发电技术n循环流化床燃烧发电技术循环流化床燃烧发电技术n整体煤气化蒸汽燃气联合循环（整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCCIGCC）发电技术）发电技术n多联产发电技术多联产发电技术超临界、超超临界煤粉炉超临界、超超临界煤粉炉FGD+SCR高效发电技术高效发电技术全世界超临界及以上参数机组约全世界超临界及以上参数机组约700700余台，余台，超超临界百万超超临界百万级机组约级机组约100100台台，最高热效率为，最高热效率为4949。中国大规模发展超临界和超超临界机组的中国大规模发展超临界和超超临

5、界机组的策略策略是采用国外是采用国外技术并实现主设备国产化。技术并实现主设备国产化。中国三大发电设备制造厂与国外制造商开展了合作，联合中国三大发电设备制造厂与国外制造商开展了合作，联合设计和制造设计和制造600MW600MW超临界机组，蒸汽参数超临界机组，蒸汽参数24.2Mpa24.2Mpa566566566566或或 24.2Mpa24.2Mpa538538566,566,逐步提高国产化率逐步提高国产化率。到到20072007年底，国产年底，国产6060万千瓦超超临界机组的订货量达到万千瓦超超临界机组的订货量达到9090多台，多台，100100万千瓦的订货数也有将近万千瓦的订货数也有将近50

6、50台。到台。到20102010年，年，我我国投产的百万千瓦超超临界机组将占全世界的一半以上国投产的百万千瓦超超临界机组将占全世界的一半以上。超临界百万级机组每年可超临界百万级机组每年可少排放二氧化碳少排放二氧化碳5050多万吨、二氧多万吨、二氧化硫化硫28002800多吨、氮氧化物约多吨、氮氧化物约20002000吨吨我国首台国产百万千瓦超超临界发电机组是华能玉环电厂我国首台国产百万千瓦超超临界发电机组是华能玉环电厂1 1号机组，华能玉号机组，华能玉环电厂是国家环电厂是国家“十五十五”863863计划计划“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题的依托工程课题的依托工程和超超临界国产化

7、示范项目，一期工程建设两台和超超临界国产化示范项目，一期工程建设两台100100万千瓦超超临界燃煤机万千瓦超超临界燃煤机组。组。我国单机容量最大的超超临界燃煤机组：华能海门电厂我国单机容量最大的超超临界燃煤机组：华能海门电厂1 1号号1036MW 1036MW 机组机组 2009-07-01 2009-07-01 投入商业运营投入商业运营整体煤气化蒸汽燃气联合循环整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCCIGCC）发电技术）发电技术 整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环（IntegratedIntegratedCoalCoalGasificationGasificationCombinedCombi

8、nedCycleCycle，简称简称IGCCIGCC）技术走的是一条由燃煤变燃氢的技术）技术走的是一条由燃煤变燃氢的技术路线，煤通过气化和脱硫、除尘等净化处理后，路线，煤通过气化和脱硫、除尘等净化处理后，转化为含有一氧化碳和氢气的合成气，这些合成转化为含有一氧化碳和氢气的合成气，这些合成气随后再进入燃气轮机发电气随后再进入燃气轮机发电 ，实现燃气蒸汽联，实现燃气蒸汽联合循环发电，与超超临界技术仅仅追求消耗更少合循环发电，与超超临界技术仅仅追求消耗更少的煤炭不同，的煤炭不同，IGCCIGCC不仅在二氧化硫、氮氧化物和不仅在二氧化硫、氮氧化物和粉尘排放上很小，理论上可实现粉尘排放上很小，理论上可实

9、现COCO2 2零排放。这种零排放。这种技术被认为是一种更具革命性的技术，被喻为技术被认为是一种更具革命性的技术，被喻为2121世纪的发电明星。世纪的发电明星。冷水电站（供电效率32%-33%)IGCCIGCC联合循环发电技术的发展联合循环发电技术的发展n美国已经有七个大型的美国已经有七个大型的IGCCIGCC项目投入运营项目投入运营 ；n中国研究推广使用中国研究推广使用IGCCIGCC技术起步较晚，但近期发展迅猛，技术起步较晚，但近期发展迅猛，从华能董事长调任山西一系列人事安排来看，从华能董事长调任山西一系列人事安排来看，IGCCIGCC技术实技术实施有加速迹象。施有加速迹象。n200620

10、06年，中国第一套年，中国第一套8 8万千瓦万千瓦IGCCIGCC发电机组在山东兖矿集发电机组在山东兖矿集团投入使用，目前其发电成本为每度团投入使用，目前其发电成本为每度0.500.50元元而目前的常而目前的常规火电每度电成本仅为规火电每度电成本仅为0.290.29元左右，这套装置现在要靠地元左右，这套装置现在要靠地方补贴才能保持运行。方补贴才能保持运行。n2008-05-312008-05-31鄂尔多斯市与神华能源就开发利用新街地区大规模整装优鄂尔多斯市与神华能源就开发利用新街地区大规模整装优质煤田，即、煤炭合作项目签订战略合作框架协议，质煤田，即、煤炭合作项目签订战略合作框架协议，2007

11、2007年年神华与南京汽轮电机集团签订了神华与南京汽轮电机集团签订了3 3套套6B6BIGCCIGCC发电设备供货合同。发电设备供货合同。n国华惠州电力工程煤基多联产（国华惠州电力工程煤基多联产（IGCCIGCC）项目一期）项目一期2 2400MW400MW机组，机组，1 1、2 2号机组将分别于号机组将分别于20122012年、年、20132013年投产。年投产。n中电投廊坊中电投廊坊IGCCIGCC热电厂热电厂2 2400MW400MWIGCCIGCC（整体煤气化联合循环）供热（整体煤气化联合循环）供热发电机组，在发电机组，在20072007年年1111月份国家发改委组织的项目评优中名列前

12、茅，月份国家发改委组织的项目评优中名列前茅，用水量用水量901.26901.26万万m m/ /年年2006.122006.12，2008.022008.02拟批准建设项目环境影响报拟批准建设项目环境影响报告。告。n辽宁大唐国际沈阳辽宁大唐国际沈阳IGCCIGCC多联产项目一期多联产项目一期4 4400MW400MW机组，用水量机组，用水量2961.22961.2万万m m/ /年年2007.062007.06，国家电规总院于，国家电规总院于20072007年年1010月召开项目可行性研究报月召开项目可行性研究报告审查会，专家对该项目给予了高度的评价。大唐国际北京顺义告审查会，专家对该项目给予

13、了高度的评价。大唐国际北京顺义IGCCIGCC绿色环保型热电厂。绿色环保型热电厂。n华电浙江半山华电浙江半山1 1200MW200MWIGCCIGCC整体煤气化联合循环发电机组，整体煤气化联合循环发电机组，2007-2007-12-2712-27水资源论证报告书已批复，水资源论证报告书已批复，2007-06-052007-06-05初步可行性研究报告通初步可行性研究报告通过审查。过审查。n国电海门电厂国电海门电厂2 2400MW400MW整体煤气化联合循环（整体煤气化联合循环（IGCCIGCC）发电机组，）发电机组，2008-01-162008-01-16批复水资源论证报告书。批复水资源论证报

14、告书。循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧技术循环流化床（循环流化床（CFBCFB）锅炉为中低温燃烧，）锅炉为中低温燃烧，NONOX X的排放的排放量远低于煤粉炉，仅为量远低于煤粉炉，仅为200mg/m200mg/m3 3; ;炉内脱硫，其脱硫的初投资和运行费用远低于煤粉炉内脱硫，其脱硫的初投资和运行费用远低于煤粉炉炉FGDFGD；燃料适应性广，特别适合燃烧高灰分低挥发分、煤燃料适应性广，特别适合燃烧高灰分低挥发分、煤矸石、煤泥等常规煤粉炉难以适应的劣质燃料；矸石、煤泥等常规煤粉炉难以适应的劣质燃料；排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染；渣

15、污染；负荷调节范围大，在负荷调节范围大，在3030100100MCRMCR下，能够稳定下，能够稳定燃烧，无需助燃油。燃烧，无需助燃油。建设CFB锅炉电站的必要性建设建设大型大型CFB锅炉电站是提高我国煤炭利用锅炉电站是提高我国煤炭利用 率的需要率的需要 全国发电设备装机容量预测v2005年 4.76亿千瓦 火电3.53亿千瓦 74.1% v2010年 6.66亿千瓦 火电4.85亿千瓦 72.8% v2020年 9.49亿千瓦 火电6.22亿千瓦 65.5% 6.661.6424.6%4.8572.8%0.12041.8%0.040.6%0 01 12 23 34 45 56 67 78 89

16、 91010亿千瓦总装机水电火电核电其他2010年全国发电设备装机容量预测2010年全国发电设备装机容量预测9.492.4625.9%6.2265.5%0.44.2%0.414.3%0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010亿千瓦总装机水电火电核电其他2020年全国发电设备装机容量预测2020年全国发电设备装机容量预测 CFB锅炉发展美国JEA电站300MW,2002100MW50MW波兰LAGSIZA电站460MW,2006FOSTER WHEELERCFB锅炉发展美国JEA电站300MW,2002100MW50MW波兰LAGSIZA电站460MW,2006FOST

17、ER WHEELERCFB锅炉发展法国GARDANNE250MW,1996意大利320MW,2004中国白马300MW,2005ALSTOM600MW,设计CFB锅炉发展CHINA 20092009年年3 3月，由东方电气自主开发、设计和制造的世界月，由东方电气自主开发、设计和制造的世界首台最大容量的四川白马首台最大容量的四川白马600MW600MW超临界循环流化床锅炉合同超临界循环流化床锅炉合同签字仪式在北京隆重举行，该合同的签署标志着我国在自主签字仪式在北京隆重举行，该合同的签署标志着我国在自主研制低煤耗、低成本污染控制的洁净煤燃烧技术方面走在了研制低煤耗、低成本污染控制的洁净煤燃烧技术方

18、面走在了世界前列世界前列。CFB锅炉发展CHINA西安热工研究院清华大学中科院浙江大学东北电力学院华中科技大学.哈尔滨锅炉厂有限公司东方锅炉股份有限公司上锅济南锅炉厂无锡锅炉厂杭州锅炉厂.300MW CFB 锅炉机组共19个项目39300 MW 锅炉机组CFB锅炉发展v白马白马1X300MWCFBBv开远开远2X300MWCFBBv巡检司巡检司2X300MWCFBBv秦皇岛秦皇岛2X300MWCFBBv蒙西蒙西2X300MWCFBBv坪石坪石2X300MWCFBBv淮北电厂淮北电厂2X300MWCFBBv平朔电厂平朔电厂2X300MWCFBBv四川黄桷庄四川黄桷庄2X300MWCFBBv广东保

19、利华广东保利华2X300MWCFBBv徐矿集团徐矿集团2X300MWCFBBv晋能清徐晋能清徐4X300MWCFBBv中电投平禹煤电中电投平禹煤电2X300MWCFBBv准格尔矿准格尔矿2X300MWCFBBv宣城电厂宣城电厂2X300MWCFBBv大武口电厂大武口电厂2X300MWCFBBv宜化集团宜化集团2X300MWCFBBv华电福建漳平电厂华电福建漳平电厂2X300MWCFBBv华电福建龙岩电厂华电福建龙岩电厂2X300MWCFBB循环流化床燃烧理论循环流化床流动演示循环流化床流动演示循环流化床锅炉运行中存在的技术问题循环流化床锅炉运行中存在的技术问题v对相同燃料，循环流化床燃烧效率低

20、于煤粉炉v一次风机能耗高，循环流化床锅炉的厂用电比煤粉炉高1-2%v燃烧室受热面磨损严重，循环流化床锅炉的可用率较低v结焦v循环流化床锅炉燃烧系统的自动控制投入率很低v燃用劣质煤时，CFB锅炉的飞灰含炭量高达15%-30%v燃用劣质煤、煤矸石的电厂正常运行时厂用电率高达11%12% v磨损部位：水冷受热面、尾部烟道对流受热面、耐火材料层和布风装置炉膛下部密相区耐火耐磨层与水冷壁管交界区域的磨损纽克拉电站采用的让管设计纽克拉电站采用的让管设计设备改造设备改造设备改造设备改造交界处采用让管结构（华电乌达热电）交界处采用让管结构（华电乌达热电）运行运行1 1个月后炉膛交界处个月后炉膛交界处(让管结构让管结构)磨损情况（华电乌达热电）磨损情况（华电乌达热电）运行运行1 1个月后水冷四角磨损情况（华电乌达热电）个月后水冷四角磨损情况（华电乌达热电）交界处采用软着陆交界处采用软着陆+ +防磨护瓦结构（防磨护瓦结构（EVTEVT炉型）炉型）东方锅炉厂东方锅炉厂300MW300MW循环流循环流化床锅炉：化床锅炉：炉膛下部密相区耐磨材料边炉膛下部密相区耐磨材料边缘处，采用已经实际工程验缘处，采用已经实际工程验证的考究的结构凸台结构，证的考究的结构凸台结构，