業(yè)經(jīng)典記憶我大型循環(huán)流化床鍋爐潔凈煤燃燒技術(shù)跨世界先進(jìn)行列電力工

國(guó)網(wǎng)新源公司所屬的大型環(huán)保型發(fā)電示范項(xiàng)目―――四川白馬300MWCFB（循環(huán)流化床）鍋爐示范電站工程技術(shù)研究項(xiàng)目，水電出臺(tái)了《關(guān)于籌集電力資金的暫行規(guī)定》，在今年決出的2007年度電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)比中，歡迎各門(mén)、各地方和企事業(yè)單位投資電力工程，榮獲一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目為重點(diǎn)鼓勵(lì)的大型環(huán)保型發(fā)電示范項(xiàng)目，并可按投資比例分享用電指標(biāo)?！　?984年12月，是根據(jù)批準(zhǔn)的《潔凈煤技術(shù)“九五”計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》要求，水電電力體制座談會(huì)，采取“引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，明確電力工業(yè)的主要目標(biāo)是解決缺電問(wèn)題。提出：“打破一家辦電思想，多家消化吸收，調(diào)動(dòng)各方面辦電積極性；打破大鍋飯，國(guó)內(nèi)鍋爐廠、設(shè)計(jì)院共享技術(shù)”的形式，擴(kuò)大企業(yè)自主權(quán)。”據(jù)此，從而使我國(guó)大型循環(huán)流化床鍋爐潔凈煤燃燒技術(shù)跨入了世界先進(jìn)行列。 
　　技術(shù)引進(jìn) 
　　上世紀(jì)80年代，制定了《關(guān)于電力工業(yè)簡(jiǎn)政放權(quán)的規(guī)定》?！　?984年8月和12月，美、法、日等國(guó)開(kāi)始逐步研發(fā)煤清潔燃燒發(fā)電技術(shù)。CFB（循環(huán)流化床）發(fā)電技術(shù)是煤清潔燃燒發(fā)電技術(shù)的一種，全國(guó)第一座與地方集資興建的火電廠―――――山東龍口電廠一期工程兩臺(tái)10千瓦機(jī)組分別投產(chǎn)?！　◆敳几锕こ虥_擊傳統(tǒng)模式　　1984年7月31日，它是在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃用顆粒煤，云南魯布革水電站引水系統(tǒng)工程開(kāi)工。這是新后，并在低溫燃燒狀況下向爐內(nèi)加入適量石灰石實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。其發(fā)電效率與同容量、同參數(shù)常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組基本相同，第一個(gè)利用世行貸款，是目前國(guó)際上公認(rèn)的商業(yè)化程度最好的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。循環(huán)流化床潔凈煤燃燒技術(shù)具有優(yōu)點(diǎn)：燃料適應(yīng)性廣，并率先實(shí)行國(guó)際招標(biāo)、項(xiàng)目管理等國(guó)際工程管理機(jī)制的工程，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好，由此引發(fā)了“魯布革沖擊”，負(fù)荷調(diào)節(jié)幅度大；環(huán)保指標(biāo)優(yōu)越。CFB鍋爐潔凈煤燃燒技術(shù)，我國(guó)水電以至全國(guó)基建行業(yè)開(kāi)始學(xué)、推廣魯布革經(jīng)驗(yàn)。該經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的投資體制、施工管理模式乃至國(guó)企組織結(jié)構(gòu)等都提出了挑戰(zhàn)，為處理高硫煤和劣質(zhì)煤及滿足嚴(yán)格的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了美好前景。 
　　采用潔凈煤發(fā)電技術(shù)，對(duì)建筑業(yè)產(chǎn)生了巨大影響?！　」芾眢w制取得突破　　1986年5月13日，特別是燃料適應(yīng)性廣的CFB發(fā)電技術(shù)，時(shí)任理的聽(tīng)取電力工業(yè)體制意見(jiàn)的匯報(bào)并會(huì)議。會(huì)議決定由時(shí)任計(jì)委副黃毅誠(chéng)為組長(zhǎng)的電力工業(yè)體制小組。6月25日，可以充分利用我國(guó)豐富的高硫低質(zhì)煤及煤矸石、洗中煤資源，電力工業(yè)體制小組提出“加快電力工業(yè)發(fā)展的方案（草案）”?！　?987年9月，集中治理污染，提出了電力工業(yè)體制的原則：“政企分開(kāi)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。 
　　當(dāng)時(shí)由于國(guó)內(nèi)只能設(shè)計(jì)制造100MW等級(jí)的循環(huán)流化床鍋爐，為實(shí)體，而汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已有成熟的300MW、600MW，聯(lián)合電網(wǎng)，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展與汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的發(fā)展不配套，經(jīng)原計(jì)委和電力公司有關(guān)門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家調(diào)查論證，原計(jì)委最終決定以技貿(mào)結(jié)合方式引進(jìn)一臺(tái)300MWCFB鍋爐及其設(shè)計(jì)制造技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，并通過(guò)示范工程的對(duì)引進(jìn)技術(shù)消化吸收創(chuàng)新，形成我國(guó)大型CFB鍋爐生產(chǎn)能力，并逐步形成我國(guó)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的自主研發(fā)能力。在高硫煤產(chǎn)區(qū)的四川，確定白馬300MWCFB示范工程項(xiàng)目為我國(guó)引進(jìn)大型CFB鍋爐設(shè)計(jì)制造技術(shù)的依托工程，并確定由哈爾濱、上海、東方鍋爐廠為引進(jìn)制造技術(shù)的企業(yè)。電力規(guī)劃總院及所屬設(shè)計(jì)院為引進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)企業(yè)。原計(jì)委批復(fù)此工程時(shí)明確提出了“技術(shù)引進(jìn)、消化吸收、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的600MW等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐”的目標(biāo)。 
　　消化吸收 
　　技術(shù)工程立項(xiàng)后，1997年3月發(fā)布國(guó)際合作征詢書(shū)，經(jīng)過(guò)方案評(píng)審和合同談判，確定引進(jìn)法國(guó)阿爾斯通公司（ALSTOM）為技術(shù)及設(shè)備供應(yīng)商。2003年4月引進(jìn)鍋爐的各設(shè)計(jì)制造和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)合同生效，2003年5月15日，白馬示范工程正式開(kāi)工。 
　　該工程2006年4月17日完成168小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年投產(chǎn)當(dāng)年盈利。在鍋爐技術(shù)引進(jìn)及安裝調(diào)試生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，國(guó)網(wǎng)新源技術(shù)門(mén)、白馬電站及各參加單位按照合同分工，分別開(kāi)展了設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行方面的研究及消化吸收工作，針對(duì)工程實(shí)際開(kāi)展了相應(yīng)的設(shè)備改造和技術(shù)優(yōu)化，取得了一系列研究成果。 
　　為了對(duì)該項(xiàng)目CFB鍋爐性能進(jìn)行全面考核，2007年5~6月，由西安熱工研究院有限公司、四川電力試驗(yàn)研究院和法國(guó)阿爾斯通公司共同對(duì)白馬工程的300MWCFB進(jìn)行了性能考核試驗(yàn)，性能指標(biāo)非常好。主要指標(biāo)：鍋爐效率93.29%（合同保證值91.9%）；二氧化硫排放濃度550.81mg/Nm3（合同保證值≤600mg/Nm3）；NOx排放濃度90.74mg/Nm3（合同保證值≤250mg/Nm3）；Ca/S摩爾比1.69（合同保證值≤1.8）；鍋爐最大連續(xù)出力1031.6t/h（合同保證值≥1025t/h）；鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷34.39%BMCR（合同保證值35±5%BMCR）等。充分體現(xiàn)了該項(xiàng)目的高效節(jié)能、環(huán)保和調(diào)峰性能。 
　　去年7月2~4日，由環(huán)?？偨M織環(huán)境檢測(cè)總站對(duì)該項(xiàng)目實(shí)施了環(huán)境檢測(cè)，環(huán)保指標(biāo)全優(yōu)于有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐外排黑度、廢氣無(wú)組織排放顆粒物濃度、廢水、噪聲等項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果均滿足有關(guān)規(guī)定，污染物排放總量均滿足總量控制要求。 
　　同年7月27日，電機(jī)工程學(xué)會(huì)在四川內(nèi)江了“我國(guó)首座300MWCFB鍋爐工程技術(shù)研究與示范”科技成果評(píng)審會(huì)，專(zhuān)員會(huì)充分肯定了白馬工程取得的成果，一致認(rèn)為300MWCFB鍋爐機(jī)組的成功，為高效、潔凈利用劣質(zhì)燃料發(fā)電的設(shè)備大型化提供了成功范例。 
　　實(shí)踐證明，通過(guò)該電站示范工程的，達(dá)到了合同要求和環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)了工程目標(biāo)。特別是在燃用無(wú)煙煤和劣質(zhì)煤技術(shù)方面達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。 
　　300MWCFB鍋爐技術(shù)消化吸收工作收效顯著，逐步形成了我國(guó)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的自主研發(fā)能力。在此基礎(chǔ)上，全國(guó)已有國(guó)產(chǎn)化大型循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組相繼投運(yùn)。目前，國(guó)產(chǎn)化300MWCFB鍋爐已訂貨27臺(tái)，并已有開(kāi)遠(yuǎn)、秦皇島等國(guó)產(chǎn)300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組接連投運(yùn)發(fā)電。這些工程避免了設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等方面的風(fēng)險(xiǎn)，使后續(xù)工程都能順利地投入商業(yè)運(yùn)行。 
　　創(chuàng)新成果 
　　通過(guò)參研單位的共同努力，該項(xiàng)目在多個(gè)方面取得了研究成果：第一在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，一是創(chuàng)造性地推出主廠房單框架布置方案并采用新型無(wú)頭式除氧器，大大減少了主廠房體積。二是創(chuàng)造性地運(yùn)用疊代優(yōu)化法，極大地降低了工程造價(jià)，節(jié)約了廠區(qū)占地面積。三是優(yōu)化配套輔機(jī)選型。 
　　第二在鍋爐制造方面，一是國(guó)內(nèi)首次實(shí)施了受熱面整爐排料等方法，解決了各件制造難點(diǎn)。二是首次采用特殊配重新工藝，運(yùn)用對(duì)線組裝的新方法，解決了汽包制造困難的問(wèn)題。三是通過(guò)白馬300MW示范電站項(xiàng)目，東鍋全面消化吸收了引進(jìn)技術(shù)和工藝，并根據(jù)我國(guó)國(guó)情修正了ALSTOM設(shè)計(jì)導(dǎo)則。 
　　第三，在鍋爐安裝方面，創(chuàng)新了不連續(xù)平面風(fēng)帽準(zhǔn)確定位法、耐火耐磨澆筑料“跳倉(cāng)法”施工工藝、小沖量堆涂工藝，解決了300MWCFB噴涂耐火耐磨材料施工難以粘接的難題。其工藝填補(bǔ)了我國(guó)電站鍋爐噴涂施工技術(shù)的空白。 
　　第四，在調(diào)試技術(shù)方面：一是烘爐首次采用空預(yù)器前開(kāi)排煙口并裝擋板，外置床空倉(cāng)放灰管接烘爐機(jī)，優(yōu)化了烘爐機(jī)布置，烘爐效果極佳。二是外置床調(diào)節(jié)采用錐形閥開(kāi)度指令疊加可調(diào)時(shí)間寬度脈沖信號(hào)。三是控制系統(tǒng)利用MATLAB控制仿真結(jié)果，創(chuàng)新改進(jìn)狀態(tài)觀測(cè)器的系數(shù)修正。 
　　第五，在運(yùn)行技術(shù)及設(shè)備改造方面：一是優(yōu)化了一二次風(fēng)配比、床層高度、補(bǔ)料方法、投煤溫度和吹掃時(shí)間，有效保證了鍋爐溫升率，縮短啟動(dòng)時(shí)間，大幅節(jié)約燃油。二是創(chuàng)新優(yōu)化了DCS控制方案及運(yùn)行技術(shù)，解決了鍋爐左右兩側(cè)褲衩腿床料翻滾問(wèn)題。三是優(yōu)化了CCS并將ALSTOM公司進(jìn)口的三分倉(cāng)風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器改造成了國(guó)產(chǎn)滾筒式冷渣機(jī)，使鍋爐適應(yīng)了煤質(zhì)大幅變化的要求。四是優(yōu)化了鍋爐床溫床壓控制，有效降低了底灰、飛灰可燃物和二氧化硫、NOx排放。五是采用讓管技術(shù)，有效控制了鍋爐水冷壁的磨損。六是創(chuàng)造性地將美國(guó)金斯伯利公司生產(chǎn)的空預(yù)器主推力軸瓦由無(wú)油楔改造為有油楔推力軸瓦，為后續(xù)項(xiàng)目空預(yù)器國(guó)產(chǎn)化提供了成功先例。 
　　該項(xiàng)目自2006年4月17日正式投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，目前機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)及環(huán)保排放指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)值，環(huán)保效應(yīng)十分顯著。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明，通過(guò)爐內(nèi)添加石灰石進(jìn)行脫硫，煙氣二氧化硫和NOx排放濃度均低于合同規(guī)定值，創(chuàng)造了較高的社會(huì)效益及環(huán)保效益。 
　　經(jīng)過(guò)10年的艱苦努力，這一我國(guó)首座300MWCFB示范電站工程技術(shù)研究與實(shí)踐，全面完成了研究與消化吸收任務(wù)，使我國(guó)CFB技術(shù)水平和容量等級(jí)上了一個(gè)新臺(tái)階，并為推進(jìn)600MWCFB研發(fā)和示范工程培養(yǎng)了專(zhuān)業(yè)人才。 
　　在引進(jìn)300MWCFB鍋爐的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高機(jī)組容量、提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，更好地利用我國(guó)劣質(zhì)煤等資源，解決電力發(fā)展和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，發(fā)展超臨界，甚至超超臨界600MWCFB鍋爐意義重大。國(guó)網(wǎng)新源已600MWCFB鍋爐機(jī)組籌備處，充分利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)和人才優(yōu)勢(shì)，全力以赴推進(jìn)600MW循環(huán)流化床鍋爐的自主研發(fā)工作。

標(biāo)簽：