流化床发电技术凸显新特征
2017-02-28
超超临界摆上议程、碳减排时代优势彰显、深度调峰适应性强，当前流化床发电技术凸显出三大特征。我们应该更加注重发展流化床发电技术，在煤炭清洁高效利用的征程上作出更大贡献。
“在中国发展循环流化床（简称流化床）发电技术的过程中，面临着一系列挑战，从提高可靠性、降低能耗到现在的实现超低排放，以及向更高参数超超临界技术的发展。应对这些挑战的过程，正在一步步地将流化床发电技术打造成在一定范围内能够和煤粉炉竞争的洁净煤燃烧技术。”在近日由中国电力科技网主办的循环流化床锅炉技术2016年会上，清华大学热能工程系教授毛健雄向《中国电力报》记者表示。
中国以煤为主的能源结构和低质煤发电的巨大市场需求给我国循环流化床发电技术发展提供了得天独厚的条件。《煤炭清洁高效利用行动计划 （2015~2020年）》提出：“加大煤矸石、煤泥、煤矿瓦斯、矿井水等资源化利用的力度。支持低热值煤(煤泥、煤矸石)循环流化床燃烧技术及锅炉的研发及应用。”近年来，国家重点建设和开发了13个大型煤炭基地，将净增煤炭入洗能力15亿吨，将产生5.36亿吨低热值煤。这或将被看作循环流化床发电技术的重大发展机遇。
“我们正在进行66万千瓦超超临界流化床锅炉冷渣器选型技术经济性研究。”神华集团循环流化床技术研发中心邬万竹说。记者注意到，“推进自主产权的60万千瓦级超超临界流化床发电技术示范”是《电力发展“十三五”规划》中强调的重点内容，相关机构已在着手研发和推动。
10月11日，国家重点研发计划“超超临界循环流化床锅炉技术研发与示范”项目在神华集团召开启动会。研发与示范项目由神华集团牵头，国内16家单位参与承担国家重点研发计划。项目执行年限4.5年，总经费13890万元。
在邬万竹看来，超超临界流化床发电技 术项目对锅炉环保、能耗等性能指标提出了新的要求，其目标是能耗指标达到或接近同容量的煤粉炉。
“煤粉燃烧锅炉技术从其出现至今已经有100年的历史，已发展成为燃煤发电的主导型技术，达到了单机容量100~150万千瓦的超超临界水平，但其技术发展似乎已达到顶峰。”毛健雄表示：“流化床发电技术的发展才40年，与煤粉炉技术相比比较年轻，其流态化燃烧理论还有进一步发展的空间。”自从白马60万千瓦流化床发电项目于2013年投运成功后，至2015年底，已经订货的35万千瓦超临界流化床锅炉总数超过了60台，其中已有十几台35万千瓦超临界循环流化床机组陆续投运，多数的燃料为低阶煤和煤矸石，这说明了中国低质煤发电的市场对35万千瓦超临界流化床锅炉的巨大需求。截至2015年底，全国流化床发电装机容量超过1.3亿千瓦，占全国火电装机总容量10%以上。
在东方电气集团东方锅炉股份有限公司巩李明看来，根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014~2020年）》的要求，流化床发电技术的发展必然迈上超超临界参数的台阶，为我国发展更大容量、更高参数和更高效率循环流化床发电技术开辟道路。
碳减排时代的优势彰显
前不久，国务院发布“十三五”控制温室气体排放工作方案，规定“大型发电集团单 位供电二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦时以内”，这必将促进各发电企业进一步优化其电源结构，采用更先进高效低排的新型煤电机组，改造或淘汰落后的亚临界机组，发展热电联产和生物质混烧。
记者了解到，欧盟的经验证明，在大容量燃煤电厂采用生物质混烧是有效减少二氧化碳排放的措施。大容量煤粉炉和循环流化床混烧生物质的技术也被证明是成熟的。
在碳减排的巨大压力下，我国开始重视在大容量燃煤电厂示范生物质混烧。政策显示，“十三五”期间，国家将力推煤电+生物质（农林残余物）、煤电+泥煤、煤电+垃圾、煤电+光热等耦合发电，积极开展试验示范，探索利用高效清洁燃煤电厂的管理和技术优势，掺烧消纳秸秆和农林废弃物、污泥垃圾等燃料的有效途径。
“大容量燃煤电厂包括煤粉炉电厂和循环流化床电厂混烧生物质，需要进行示范取得经验，示范工程应该得到政府的支持和补贴。由于流化床锅炉燃料灵活性的优点，这些示范应该优先考虑在大容量流化床锅炉上进行。”毛健雄在上述会议上分析道。在他看来，对于流化床锅炉，应该充分发挥其燃料灵活性和适应超临界参数的优点，发展超临界/超超临界流化床发电技术，同时，尽可能采用热电联产流化床发电技术，混烧生物质，提高效率、降低煤耗和二氧化碳排放强度。
“流化床高氧气浓度富氧燃烧技术是最具应用前景的燃煤电站二氧化碳捕集方法 之一。研究具有市场竞争力的二氧化碳捕集技术将为推进我国的低碳经济发展，实现既定的二氧化碳减排蓝图，提供强有力的技术储备。”昆明理工大学冶金与能源工程学院教授李法社在上述会议上表示。
深度调峰适应性强
“煤电的发展必须走清洁、高效、灵活之路，流化床发电技术以其燃料灵活性、低排放特性、超临界参数适应性和低负荷调节特性等特有优点，恰恰处于较为有利的发展条件。”毛健雄说。
事实证明，只要有效结合流化床锅炉自身特点，合理控制，就能做到流化床机组参与电网深度调峰，实现电厂效益的最大化。
“深度调峰符合大型流化床发电机组运行特性，挖掘大型流化床发电机组深度调峰能力，根据电网调峰需求进行深调。”辽宁调兵山煤矸石发电公司王福才在上述会议上谈道，辽宁乃至整个东北电网目前的稀缺资源不是发电能力，而是调峰能力。对于此类稀缺资源，应该由市场确定其资源配置。
在谈到大型流化床锅炉适宜深度调峰的依据时，江苏华美热电有限公司生产总经理孟庆杭表示：“巨大的蓄热能力，低温燃烧较大的负荷调节比，随着燃烧控制水平的提高，当负荷降至额定负荷的30%时，仍然能稳定运行，适宜于大幅度调峰运行。”另外，低负荷时燃烧的稳定性和较高的燃烧效率，不需要投油稳燃等特点，这也是流化床锅炉适宜深度调峰的依据。
“超超临界摆上议程、碳减排时代优势彰显、深度调峰适应性强，当前流化床发电技术凸显出三大特征。我们应该更加注重发展流化床发电技术，在煤炭清洁高效利用的征程上作出更大贡献。”中国电力科技网魏毓璞在上述会议上谈道。
