专家巡诊制度解决电厂实际问题及行业意义

专家巡诊制度解决CFB机组电厂实际问题及其行业意义中国华能集团清洁能源技术研究院黄中2014年12月6日一、CFB锅炉常见问题二、专家巡诊制度的设计初衷三、实施设想四、技术保障循环流化床锅炉技术的特点燃料适应性广、负荷调节比宽添加石灰石可以炉内脱硫低温燃烧+分级燃烧低NOX排放灰渣综合易于利用大型化、超临界参数方向发展迅速二次风出口一次风出口风-水联合冷渣器一次风接口启动燃烧器在役数量8000台，90GW300MW等级投产机组近百台四川白马循环流化床示范电站有限责任公司60万千瓦超临界循环流化床示范机组2013年已投入商业运行！循环流化床锅炉的运行现状炉内磨损严重，特别是水冷壁过渡区域及炉膛四角、悬吊屏穿墙等磨损严重，影响电厂长周期运行部分机组的非计划停运次数偏高，2013年度全国CFB机组的平均非计划停运次数远高于煤粉锅炉，且不同机组之间的差异较大，呈现两极分化135MW机组非停统计数据300MW机组非停统计数据循环流化床锅炉的运行现状运行参数控制不当，二氧化硫及氮氧化物超标排放，不能满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）石灰石使用量大，钙硫摩尔比6~8，环保经济性差氮氧化物排放浓度高、SNCR系统尿素消耗量大循环流化床锅炉的运行现状布风板风帽磨损严重、布风均匀性差局部流化不良引发结焦（小焦块）风室漏渣严重每次停炉检修需要大量更换循环流化床锅炉的运行现状受热面设计不合理，蒸汽温度偏离设计值床温超温，燃烧和运行偏离设计工况，床温远高计值（有的甚至超过1000℃）燃烧效率低，底渣、飞灰含碳量高（5%~10%）循环流化床锅炉的运行现状自动控制系统动态特性复杂，投入率较低运行参数不合理，飞灰底渣含碳量高排烟温度高，机组经济性差厂用电率高点火油耗大应对措施CFB技术是一项“发展中”的技术，一项“与时俱进”的技术CFB锅炉目前存在的问题与锅炉及其辅助系统在设计、制造、安装、调试、辅机选型均有直接关系锅炉问题的3种解决方式a）仅运行方式不合理，通过优化调整直接解决b）锅炉设计存在小问题，通过优化调整合理“纠偏”c）锅炉设计存在问题、长期影响运行，需要改造解决一、CFB锅炉常见问题二、专家巡诊制度的设计初衷三、实施设想四、技术保障CFB锅炉涉及复杂的气固两相流动，设计、制造、安装、调试、辅机选型等要素既互相关联又彼此影响，实际运行与设计工况往往存在较大差异实践表明：及时总结CFB锅炉设计制造、发电运行、检修维护经验，加强CFB电厂之间的经验交流和技术推广，对于提高中国CFB机组运行经济性、环保性和可靠性具有重要意义专家巡诊制度的设计初衷为巡诊电厂分析问题、答疑解惑，做好“医生”为巡诊电厂优化改造、出谋划策，充当“智库”为巡诊电厂技术推广、产学互动，搭建“桥梁”专家巡诊制度的作用全面提升CFB锅炉运行的经济性、环保性和可靠性及时通报行业新产品、新技术确保锅炉长周期连续运行（实现300天的目标）提高锅炉效率（优于锅炉厂设计值1~2%）改善锅炉环保特性（减少烟气的SO2排放浓度和NOx排放浓度，降低石灰石消耗量）提高锅炉的燃烧自动控制水平（深度运行优化）节能降耗（减少启动油耗、余热回收利用）专家巡诊制度的目标一、CFB锅炉常见问题二、专家巡诊制度的设计初衷三、实施设想四、技术保障依托专家团队，以理论设计为基础，以实践经验为保障，为电厂进行“一对一”的专项服务第一步：预诊断，由巡诊电厂提交数据资料，反馈需求第二步：实地调研，现场对巡诊电厂的真实运行数据和实际问题进行分析，提供咨询建议；第三步：项目设计，为巡诊电厂编制项目建议书；第四步：改造实施，向巡诊电厂推荐改造承担单位；第五步：后评价，向其他电厂通报改造效果，总结改造经验，推动技术进步专家巡诊制度的实施设想⑴风量标定试验；⑵布风板阻力试验；⑶临界流化风量试验；⑷料层阻力试验；⑸布风均匀性试验；⑹排烟温度场和氧量场试验；⑺尾部烟道漏风率试验；⑻燃烧调整试验、热力校核试验；⑼污染物排放监测试验。诊断与试验⑴建设背景、改造条件；⑵改造技术路线论证；⑶工程建设及施工组织设想；⑷改造对锅炉本体的影响研究与应对措施；⑸改造对锅炉附属设施的影响研究与应对措施；⑹锅炉运行经济性、环保性和可靠性影响研究；⑺改造方案技术经济性比较；⑻投资与运行成本分析。可行性研究⑴煤种试烧试验及石灰石遴选；⑵风帽及布风均匀性改造；⑶分离器提效改造；⑷返料回路改造；⑸防磨综合治理；⑹炉内脱硫系统改造；⑺低氮燃烧改造；⑻基于锅炉深度运行优化的燃烧自动控制。工程实施⑴为巡诊电厂“一对一”服务，针对性强⑵解决巡诊电厂生产运行的各种疑难问题，全面系统⑶从锅炉设计角度出发，不受炉型和机组容量限制⑷能够实现巡诊电厂安全性、环保性和经济性的相互协调专家巡诊制度的特点一、CFB锅炉常见问题二、专家巡诊制度的设计初衷三、实施设想四、技术保障中文名称：“中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司”，简称“华能清洁能源研究院”、“清能院”英文名称：“HuanengCleanEnergyResearchInstitute”，缩写“CERI”关于华能清能院CERI西安热工研究院ThermalPowerResearchInstitute与TPRI华能清能院的技术沿袭为进一步提升华能集团公司的自主创新能力，发挥科技对华能集团公司的引领作用，更好地推进华能集团公司在前沿发电技术领域的研发，带动华能集团公司产业结构与优化，加快华能集团公司发展方式转变成立中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，简称清能院（CERI）。以绿色煤电部和流化床锅炉技术部人才为基础，以海外千人计划引进人才为核心，构建高水平、高素质、创新性人才团队，建设国际一流院所。未来科技城FutureTech.City华能清能院地理位置清洁能源高精尖技术的研发机构“煤基清洁能源国家重点实验室”“国家能源煤清洁低碳发电技术研发（实验）中心”“国家能源水能高效利用与大坝安全技术研发（实验）中心”“北京市低质燃料高效清洁高效利用工程中心”“二氧化碳捕集与处理北京市重点实验室”一流科研人才的聚集高地按全新机制运行的人才特区CFB技术开发成果国产首台自主知识产权100MW等级循环流化床锅炉江西分宜电厂，2003投产技术整体转让哈尔滨锅炉厂（HBC）CFB技术开发成果紧凑式分流回灰换热器国产首台自主知识产权210MW等级循环流化床锅炉CFB技术开发成果2006-11-16开工奠基仪式2009-01-07通过168h试运当时世界上在运单机容量最大的CFB锅炉国产首台自主知识产权330MW等级循环流化床锅炉1823415567910111213141617181920212223242526•热功率1MWth；•炉膛高度23m,国内最高（ABB-CE：3MWth，18m)；•燃烧脱硫反应过程和实炉相当一致；•已完成69个工程项目百余种煤、石灰石的燃烧脱硫试验；•有燃烧各种类型燃料的丰富经验；•试验数据对大型CFB锅炉设计具有重要指导作用。CFB技术开发成果1MWthCFBC试验台≥40t/h等级5t/h等级10t/h等级15t/h等级25t/h等级35t/h等级CFB技术开发成果风水联合冷渣器CFB技术开发成果防磨梁高效炉内脱硫系统CFB技术开发成果高效SNCR脱硝装置CFB技术开发成果CFB技术开发成果序号项目名称任务来源及获奖情况1流化床半工业试验装置的试验研究国家“六·五”攻关项目，水利电力部科技进步二等奖2中国石灰石资源及脱硫特性的研究国家“七·五”攻关项目，国家财政部优秀项目奖31MWthCFBC试验台建设及试验研究电力工业部科技项目，电力工业部科技进步二等奖415MWPFBC-CC发电工程锅炉燃料分选系统的研制国家“八·五”科技攻关项目子专题5消化吸收内江电厂100MWCFB锅炉技术的试验研究国家重大技术装备“八·五”科技攻关项目6100MWCFB锅炉机组、辅机及配套系统的开发研制国家重大技术装备“八·五”科技攻关项目7125MWCFB锅炉燃料制备及给料系统设计研究国家“九五”科技攻关课题8100MW及50MWCFB锅炉热态运行特性的研究国家“九五”科技攻关课题9脱硫工业试验及中国石灰石脱硫特性研究国家“九五”科技攻关课题10引进410t/hCFB锅炉运行特性试验研究国家电力公司“九五”科技项目11我国建立300MWCFB锅炉示范电站技术可行性研究国家电力公司科技项目12100MWCFB锅炉及相关系统设计研究国家电力公司重大科技攻关项目13自主知识产权的100MWCFB锅炉研制及示范获中国电力科学技术奖一等奖14循环流化床锅炉产业化技术开发（135MW）国家科技部“十五”科技项目15循环流化床(CFB)锅炉关键技术的自主研发及应用国家科学技术进步奖二等奖16高温型CFB实验台实验研究华能集团科技项目17大型CFB锅炉研制（200MW、300MW）国家发改委“十五”国家重大装备研制项目CFB技术开发成果序号项目名称任务来源及获奖情况18大型循环流化床锅炉清洁发电技术的自主研发及产业化获陕西省科学技术奖二等奖19600WM超临界CFB锅炉的前期研究华能集团科技项目20CFB锅炉机组经济性评价及提高安全经济性措施研究华能集团科技项目21循环流化床（CFB）锅炉机组经济性评价及提高安全经济性措施的研究华能集团科技项目22300MW级大型循环流化床锅炉炉内核心技术自主研发国家“863”项目23600MWe超临界循环流化床锅炉辅机系统研究国家“十一五”科技支撑计划项目24600MWe超临界循环流化床锅炉本体设计及研制国家“十一五”科技支撑计划项目25大型换热床与超临界循环流化床锅炉控制系统研究和开发国家“十一五”科技支撑计划项目26600MWe超临界循环流化床锅炉启动调试技术研究国家“十一五”科技支撑计划项目27CFB技术制备活性炭（焦）及活性炭（焦）联合脱硫、脱硝工艺的开发华能集团科技项目28褐煤干燥提高品质技术的试验研究华能集团科技项目29新烟气排放标准下CFB锅炉排放控制技术与策略研究华能集团科技项目30节能超低排放型循环流化床锅炉关键技术研发及应用国家“十二五”科技支撑计划项目历年来主持超过30项国家及省部级科研项目中国CFB锅炉技术研究的“国家队”CFB技术开发成果一种煤泥、污泥干燥提质装置及工艺发明多级风水联合冷却刮板式冷渣输渣机实用新型底渣冷却与中心供风整体化设计的循环流化床锅炉炉膛发明排渣控制冷却器实用新型减速防磨装置及具有该装置的锅炉炉膛发明紧凑式分流回灰换热器实用新型一种适用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱销工艺发明循环流化床锅炉煤制备系统专用筛实用新型一种组合式烟气余热综合利用系统发明冷却型旋风分离器实用新型一种冷渣器用绝热旋转进渣阀发明用于流化床锅炉的链带式排渣控制冷却器实用新型多级风水联合冷却刮板式冷渣输渣机发明迴流式风帽实用新型循环流化床锅炉可调节布风装置发明分级可调灰渣控制阀实用新型隔墙结构循环流化床锅炉发明一种循环流化床锅炉底渣冷却器实用新型一种分流式旋转排渣控制阀发明隔墙结构循环流化床锅炉实用新型自降式循环灰冷却装置及循环灰处理方法发明一种带有防磨装置的循环流化床锅炉炉膛实用新型内凹式循环流化床锅炉二次风供风方法及其装置发明滚筒式流化床锅炉冷渣器实用新型外置床高、低温回料管给煤系统发明一种分流式旋转排渣控制阀实用新型一种高水分固体燃料提质反应装置及其工艺发明循环流化床锅炉可调节布风装置实用新型一种摆式高温灰渣控制阀发明自降式循环灰冷却装置实用新型带有异型分隔墙的紧凑型循环流化床锅炉发明流化床式高水分固体燃料提质反应装置实用新型一种循环流化床锅炉炉膛中心供风装置发明外置床高、低温回料管给煤系统实用新型均流气动换热床发明一种循环流化床锅炉炉内屏的防磨和加强防变形装置实用新型一种复合炉型的循环流化床锅炉发明一种循环流化床锅炉二次风供风装置实用新型环形稳流风帽发明一种循环流化床锅炉灰渣控制阀实用新型一种燃烧低热值气体燃料的循环流化床锅炉发明一种紧凑型循环流化床锅炉实用新型一种煤泥、污泥干燥