清潔煤技術(shù)的現狀

Vol.8, No.5_Oct, 2004國際電力International Electric Power for China大力發(fā)電THERMAL POWER清潔煤技術(shù)的現狀Status Quo of Clean Coal Technology摘要: B&V公司最近為美國電科院完成一項名為“清潔煤技術(shù)的現狀、運行經(jīng)驗和危險評估”的研究，本文選自B&V公司對此項目的獨家總結，介紹了各種清潔煤技術(shù)的進(jìn)展狀況及各供應商的情況。關(guān)鍵詞:清潔煤技術(shù);低NO.燃燒器;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化系統Abstract: Black & Veatch recently completed a study for EPRI that examines current trends in the design and operationof clean coal technologies. With EPRI's permission, B&V summarized the report's findings as follows.Key words: clean coal technology; low NOx burner; neural network optimization system中圖分類(lèi)號: TK223.27文獻標識碼: B文章編號: 1006-9186(2004)05- -0039- -02Black& Veatch (B&V )公司最近為美國電科院制，因此減少污染已成為蒸汽發(fā)電設備的最大目標。(EPRI)完成- -項研究，即調查清潔的燃煤汽輪發(fā)電機為減少NOx的排放，現已開(kāi)發(fā)了3項基本技術(shù):低在設計和運行方面的發(fā)展趨勢，項目題為“清潔煤技術(shù)NOx燃燒器、燃燼風(fēng)技術(shù)和燃燒管理與控制系統。將的現狀、運行經(jīng)驗和危險評估”。研究包括:分析當前空氣分級引入到主燃燒區域，既抑制了熱力型NOx,技術(shù)和銷(xiāo)售商的運行經(jīng)驗，分析亞臨界、超臨界和超也抑制了燃料型NOx，同時(shí)還減輕了人口燃料流的擾超臨界鍋爐燃煤常壓和增壓流化床鍋爐，以及整體煤動(dòng)，而且降低了主燃料區火焰的溫度，從而進(jìn)一步減氣化聯(lián)合循環(huán)機組的未來(lái)應用前景。經(jīng)EPRI許可B&V少了NO,的生成。公司獨家將項目進(jìn)行了總結。此外，若千個(gè)燃燼風(fēng)人口把空氣從燃燒器上面的不同高度處引人，建立- -個(gè)富氧/貧燃料的區域，以1清潔煤技術(shù)利于燃料的燃燼。在燃燼風(fēng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，過(guò)去近年來(lái)，電力公司已經(jīng)開(kāi)始重新考慮使用燃煤機整整20年都是在爐的多個(gè)不同高度上采用多個(gè)空氣噴組，這種趨勢似乎有許多原因，但最根本的原因還是口，以便將燃燒區域擴大，降低了爐內的平均燃燒溫價(jià)格。根據美國能源部(DOE)能源信息管理局發(fā)布的度，因此使NOx的生成達到最小。在過(guò)去20年，燃燒數字，美國2003年天然氣的平均價(jià)格將在0. 019~管理控制系統也有了很大的發(fā)展，現在通過(guò)進(jìn)一一步有0.021美元/(kW .h)之間浮動(dòng)，而煤價(jià)(美國最豐富的效調節燃燒器和燃燼風(fēng)系統，更能夠有效地優(yōu)化燃料自然資源)平均在0.005美元/(kW .h)左右。與空氣的混合。這一研究利用了B&V公司及主要燃煤技術(shù)銷(xiāo)售商在過(guò)去的20年中，銷(xiāo)售商-直著(zhù)眼于對亞臨界蒸在電廠(chǎng)設計、采購和施工方面的經(jīng)驗，同時(shí)B&V公司汽發(fā)電機中已有部件進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)利用三維計算流還調查了Alstom、Babcock Borsig Power.體力學(xué)和熱交換模型等設計軟件，設計者可以更有效Babcock&Wilcox. Foster Wheeler. Hitachi. IHI地設計管道間隔布置，還有象過(guò)熱器、再熱器、省煤Heavy Industries. Mitsui Babcock公 司自1980年以器這樣--些懸吊的換熱面的熱交換器參數。銷(xiāo)售商還來(lái)運行亞臨界和超臨界燃煤發(fā)電機組的經(jīng)驗、當前的改良了這些設備的設計以便將新的燃燼風(fēng)技術(shù)和低現狀和未來(lái)要使用的技術(shù)。NOx燃中國煤化工|Y片CNMHG美國問(wèn)世以來(lái)，其21980年以來(lái)的技術(shù)開(kāi)發(fā)設計已經(jīng)進(jìn)行了很大的改進(jìn)。早期的可靠性和可用性由于美國環(huán)境保護局逐漸增加了對電站排放的限問(wèn)題、初期投資高、.運行和維護、啟動(dòng)復雜等問(wèn)題都國際電力2即年第8卷第5期-39-火力發(fā)電清潔煤技術(shù)的現狀THERMAL POWER已得到了解決，這些問(wèn)題同樣會(huì )出現在亞臨界機組9000■亞臨界■ 超璃界中。早期的超臨界機組表現出的問(wèn)題有水冷壁腐蝕和80 000熱應力故障，當采用氧化水處理系統代替全揮發(fā)性或7000060000協(xié)調磷酸鹽系統時(shí)，腐蝕問(wèn)題得到了緩解。另外，薄: 5000壁再熱器和過(guò)熱器出口聯(lián)箱使用P91號鋼也減少了熱力.菜4000030 000梯度和熱應力。20 000.電廠(chǎng)控制系統和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化系統使復雜的超臨1000界啟動(dòng)變得簡(jiǎn)單，而且將亞臨界狀態(tài)向超臨界狀態(tài)過(guò)0Alstom BbcokBbcoc& Foster HituchiIndutrits Industrias渡過(guò)程中存在的- -些固有問(wèn)題也得到了較好的解決，設計者和工程師現在采用三維計算流體動(dòng)力學(xué)和熱交制造商換模型來(lái)優(yōu)化爐膛設計的效率。模型使設計者設計的圖1超臨界和亞臨界機組制造商的裝機規模部件更易于適應變化的蒸汽狀態(tài)和不穩定運行狀態(tài)。另外，超臨界蒸汽發(fā)電機組已經(jīng)采用了爐膛腐蝕控制-亞臨異-超臨界技術(shù)。35303供應商的技術(shù)與經(jīng)驗25當然，雖然蒸汽發(fā)電機的設計與現場(chǎng)具體條件及燃料的組成和特性密切相關(guān)，但是，供應商的設計原a20理是相同的，并且都能提供良好的性能。所不同的15是，鍋爐的布置、蒸汽溫度控制技術(shù)、燃燼風(fēng)技術(shù)工10藝和控制系統、低NO_燃燒器的設計、爐膛水冷壁管的類(lèi)型和超臨界鍋爐生產(chǎn)許可證等方面。例如，在超臨界機組的直流爐中，螺旋纏繞管比垂直來(lái)復線(xiàn)型水1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002份冷壁管是否更有優(yōu)點(diǎn)仍是個(gè)有爭論的問(wèn)題。因為垂直來(lái)復線(xiàn)管在電站鍋爐的使用相對較晚。團2世界亞臨界和超臨界機組年裝機臺數世界.上只有很少一些機組使用這項技術(shù)。當前，只有Sulzer's證書(shū)的超臨界鍋爐設計提供這項技術(shù)。本森現在，不論從數量上看，還是從安裝的機組類(lèi)型上看證書(shū)繼續提供螺旋纏繞式燃燒器水冷壁管技術(shù)。都可以證明這-一點(diǎn)。在過(guò)去的20年，當超臨界機組的Babcock& Wilcox亞臨界設計稍微有點(diǎn)來(lái)復管的特安裝呈逐年上升的趨勢時(shí)，亞臨界機組的安裝已經(jīng)大點(diǎn)，允許鍋爐按同自然循環(huán)- -起運行來(lái)設計。大下降。自1999 年，新的超臨界機組的數量已經(jīng)超過(guò)燃燒方法和鍋爐布置在供應商中有些不同。就燃了亞臨界機組的安裝數量(見(jiàn)圖2)。燒方法來(lái)說(shuō)，切向燃燒與反向燃燒均被證實(shí)使用有效。Alstom和三菱重工只提供切向火焰燃燒器，而參考文獻:Babcock& Wilcox.日立、Ishikawajima Harima[1] Focus on 0&M (1]. Power, 2003,147(8):17 -20.Heavy Industries、 Mitsui Babcock 和BabcockBorsig Power 只提供反向火焰燃燒器(見(jiàn)圖1 )。收稿日期: 2003. -04-19所有主要電力公司規程的蒸汽發(fā)電機銷(xiāo)售商都既作者:杜秋平(編譯)有亞臨界機組也有超臨界機組方面的經(jīng)驗。但是，日一華北電 力科學(xué)研究院本和歐洲的銷(xiāo)售商在超臨界機組方面的經(jīng)驗更多一中國煤化工些，因為在歐洲和亞洲對這種更有效益的電廠(chǎng)的需求比美國要高，而美國的煤價(jià)也較為便宜。MHCNMHG.采用超臨界技術(shù)是發(fā)展趨勢，從研究成功開(kāi)始到方數據國際電力2004年第8卷第5期