一台承载着蓝天梦想的锅炉

2018-05-31 14:21:00来源:大众网作者:

  大众网济南讯(记者 逯禹涵 通讯员 吴玉华)东滩电厂3#锅炉矗立在蔚蓝的天空下。

  这台采用清华大学研发的基于流态重构的高效清洁、节能环保型煤泥循环流化床锅炉,是兖矿集团“蓝天工程”示范项目,也是兖矿集团在煤炭高效清洁利用方面的深入探索与实践。

  “这标志着兖矿集团在煤炭清洁利用上已经形成了源头控制为主,烟气净化为辅的低成本清洁煤技术路线,构建了涵盖煤炭坑口、炉口、烟口的全过程煤炭清洁利用技术体系。”东滩矿电厂厂长张明华说。

  让流化状态达到最低排放效果

  东滩矿电厂隶属兖矿集团华聚能源公司。上世纪八十年代,国家鼓励企业集资办电、山东省支持低热值煤发电,兖矿集团在山东省内建设6座煤泥、煤矸石资源综合利用电厂,组建华聚能源公司。华聚能源公司与中国煤科院、浙江大学、中国矿业大学合作,成功开发世界首台35吨/小时、中国首台75吨/小时异比重煤泥循环流化床锅炉,XLD-14型多功能煤泥给料机技术达到当时国际领先水平。国内首台100%燃用煤泥75吨/小时循环流化床锅炉就在东滩电厂投运。

  “但随着时间的推移、设备的老化,锅炉各项性能指标和环保指标均难以满足新时代的要求。”张明华说,“兖矿集团将东滩电厂3号锅炉改造列入‘蓝天工程’和新旧动能转换重要示范项目,推进国际领先水平的高效低热值循环流化床锅炉技术应用。”

  中国工程院环境与轻纺工程学部院士、清华大学长江学者特聘教授、环境学院院长贺克斌曾说过,中国大部分城市污染从燃煤来,这是一个基本的结论。PM2.5分成两部分,一部分是“尘”的颗粒物,另一部分是通过二氧化硫、氮氧化物气态污染物排出来后,经过化学反应产生的硫酸盐、硝酸盐。“把它们控制的越好,后续产生的就越少,所以这是国家对燃煤电厂要求超低排放的一个重要原因。”

  2017年2月,兖矿集团强化“核心技术、专家团队、转化应用、商业模式”四大支撑,聘任清华大学岳光溪院士为兖矿集团循环流化床锅炉清洁燃烧及污染物控制实验室首席科学家,推动煤炭产业绿色发展。华聚能源东滩电厂3#锅炉锅炉改造,选用岳光溪院士团队研发的“基于流态重构的节能环保超低排放型循环流化床锅炉”技术。

  “传统循环硫化床锅炉污染控制能力,大概可以到二氧化硫200毫克和氮氧化物200毫克,而这个技术是按照量级降下来,都是几十毫克。”中国工程院能源与矿业学院院士、清华大学热能系教授岳光溪说,“解决这个技术的核心方案,恰恰就是循环流化床流态的改变,可以使污染控制能力大大加强,改变流态使燃烧方式改变,让流化状态达到最低污染排放效果。”

  2017年9月,总投资3952万元的东滩电厂3#锅炉开工建设,2018年1月30日试运结束,比国内同类型锅炉安装工期缩短20余天。

  炉后测试硫酸盐、硝酸盐,经常测到0

  5月24日,记者来到东滩电厂采访时,3#锅炉正好停产检修。

  “这段时间我们是间断运行,毕竟是国内首台、专烧煤泥的炉子,我们不断发现问题、处理问题。”张明华说。3#锅炉5月19日停运后,重点处理尾部烟道积灰导致排烟温度偏高问题,同时对煤泥入料部进行优化。计划5月底处理完毕。

  张明华介绍,通过近四个月来的运行,3#锅炉显现出良好的经济效益和社会效益。从技术从面来看,3#锅炉风室风压比75吨/小时异比重煤泥循环流化床锅炉低,风机能耗降低;炉内物料粒径分布更细,对炉内受热面的磨损冲击大大降低,锅炉运行周期延长。“老炉子运行50天到60天检修一次,3#锅炉可连续运行200天以上。”他说。

  从社会效益来看,通过优化床存量,合理匹配燃烧装置和受热面,炉内燃烧温度控制在850-900度的最佳区间,采用兖矿“蓝天工程”自行研发生产的活性良好、颗粒度适宜的脱硫剂,按照精确配比喷入炉内,构建二氧化硫、氮氧化物超低排放的最佳循环流化燃烧状态。锅炉的原始氮氧化物浓度仅为70-80毫克/立方米,少量喷入氨水即可达到50毫克/立方米的超低排放标准;在炉内喷钙,钙硫比为2时,二氧化硫原始排放浓度20-30毫克/立方米,均达到超低排放标准,依靠炉内燃烧解决了环保问题,完全颠覆了传统的通过叠加大量环保设备,被动实现污染物治理的常规技术。炉后辅助藕合了,无氨催化静置式固定床一体化脱硫脱硝装置,发挥系统最佳协同效率,该装置脱硫效率>95%、脱硝效率>70%,同时协同脱除三氧化硫、汞及其化合物。

  “炉后测试这两个指标,我们经常测到0!”张明华说。“可靠运行后,尽管不可能每次都测试到0,但是我们相信减排效果肯定比老炉子好。”

  另外,3#锅炉省掉了超低排放的后期装置1000多万,总投资的3952万元还包含了700多万元的煤泥泵送装置。

  “总体来说,3#锅炉具有技术领先、指标先进、耦合最佳、投资最省、工期最短、成本最低的特点。”张明华说,“刚开始时,大家还对3#锅炉有排斥思想,现在大家都愿意来3#锅炉了。”

  创新是开始,也从未结束

  具有21年历史的东滩电厂配备三炉三机,装机容量4.2万千瓦时,年发电量2.6亿到2.7亿度,最高发电量3亿度。

  “经计算,项目实施后,3号锅炉吨汽耗标煤量,由0.1098吨标准煤/吨蒸汽,降低到0.1043吨标准煤/吨蒸汽,节能效果非常显著。”张明华说,东滩电厂3#锅炉热效率、煤耗均达到或优于大型高效火电机组标准;环保成本仅为0.03元/千瓦时,达到或超过大型机组环保绩效水平,示范项目的成功运行使电厂发电成本降低0.02元/千瓦时。“华聚能源公司目前有15台老式锅炉,若全部更换成3#锅炉这样的,节能效果会非常好!”

  华聚能源装机总量432兆瓦,年发电量27亿度,年耗煤泥210万吨,供热130万吨。2018年以来,华聚能源依托兖矿与中科院工程热物理研究所合作平台,利用中科院煤炭高效洁净燃烧、热解气化转化、综合节能减排技术,共同开展煤粉工业锅炉、循环流化床工业锅炉节能与超低排放技术研发和示范工程建设,利用现有的区位优势、资源禀赋、电力资源等优势,加快推进清洁高效发电示范项目建设,形成一批国内一流、国际领先的核心技术和先进适用成果,实现了煤种全覆盖、煤粉高效燃烧和污染物排放协同控制,进而发展成为一项产业,为工业锅炉的产业升级和山东省新旧动能转换提供有力支持。

  华聚能源公司董事长、总经理李伟介绍,在清洁高效工业锅炉项目示范的基础上,我们正在加快建设循环流化床锅炉“工业示范、人才培养和产业孵化” 三大基地,并将电力产业融入兖矿集团陕蒙区域公司并辐射周围,通过长期共赢式技术合作、运营合作和发电装备承装修试等发展路径,发挥人才、技术、管理的“三大核心”作用,通过产学研用一体化并进,持续推进旧动能升级转换、新动能活力释放,形成兖矿电力生产、供应、服务新型业态,构建煤电优势互补、风险对冲、融合发展全新格局。

  “创新是开始,也从未结束。”李伟说,“华聚能源会发挥自己的技术优势,从一台台锅炉开始做起,实现我们的蓝天梦。”

初审编辑:

责任编辑:逯禹涵

相关新闻