循環流化床助煤電減排潛力大
“世界上CFB(循環流化床)技術發展了41年,我國用十來年走到了世界前列。但這還遠遠不夠。”日前,由中國電力科技網召開的江蘇華美熱電有限公司350MW超臨界CFB機組建設、運行技術交流會上,國務院參事、原國家發改委能源局局長徐錠明這樣說道。 2013年,我國自主創新研發的、在燃煤發電領域擁有完全自主知識產權的、世界容量最大的全國首臺600MW超臨界循環流化床示范電站——四川白馬600MWCFB示范工程成功投產,標志著我國在大型超臨界CFB機組建設運行及相關技術達到世界領先水平。結合我國煤電行業發展現狀及未來發展需求,CFB機組的重要意義已經開始顯現。 燃料范圍廣 CFB技術利用了流態化現象,即當氣體或液體以一定的速度向上流過固體顆粒層時,固體顆粒層呈現出類似液體狀態的現象。在這種狀態下,鍋爐內循環顆粒具有較高熱慣性、燃料停留時間長、氣固間混合強烈,這些條件使得CFB鍋爐的可選燃料范圍很大。 “一般來說,普通煤粉爐燃料的選取范圍僅局限于無煙煤、煙煤、褐煤,且對熱值、硫分、水分等指標均有較高要求。”清華大學熱能工程系教授毛健雄介紹稱,“而CFB鍋爐可以使用傳統煤粉爐不能充分利用的多種燃料,熱值可以低至1500Kcal/kg,可以使用高硫次煙煤、煤矸石、泥煤等煤種,甚至石油焦與生物質。” 相較已有100年歷史并已成為煤電主導技術的煤粉燃燒鍋爐,CFB鍋爐還很年輕。業內專家認為,煤粉爐技術發展已經接近頂峰,而CFB鍋爐的流態化燃燒等理論還存在進一步發展的空間,其對低質煤的適用性也為其帶來了巨大的市場潛力。 據了解,截至2015年底,350MW超臨界CFB鍋爐在國內的訂貨量已超過60臺,其中多數燃料為低質煤種。未來低質煤發電市場對于CFB鍋爐的巨大需求可見一斑。 鍋爐內減排 CFB鍋爐的流化原理使其可以選擇的燃料范圍十分寬泛,而相比于煤粉鍋爐需要尾部裝置進行脫硫脫硝,CFB鍋爐的燃燒原理使其得以在鍋爐內部實現對污染物排放的控制。 據介紹,由于CFB鍋爐采用低溫燃燒和分級燃燒,燃燒溫度控制在800-900攝氏度,較低的溫度使得氮氧化物的生成量降低,不需要采用傳統煙氣催化脫銷的SCR技術就可以較好地控制氮氧化物排放,并可通過向鍋爐分離器入口噴氨脫硝的SNCR技術簡單有效地進一步降低氮氧化物排放。 “我們的機組完全達到超低排放標準,并在取消SCR的基礎上,氮氧化物排放仍低于50mg/m3.” 江蘇華美熱電有限公司董事長鐘文強介紹稱。 此外,在脫硫方面,CFB鍋爐可以在燃燒過程中通過噴入石灰石的方式來經濟、有效地進行脫硫,并可采用煙氣CFB干法脫硫來進一步降低降低SO2排放。而由于CFB爐內燃料的長燃燒時間和較低含碳量,其CO排放也非常低。 “CFB鍋爐本身擁有20%至30%的脫硫能力和60%以上的脫硝能力。即使燃燒劣質燃料,其SO2、氮氧化物等鍋爐本體主要污染物排放仍低于燃用優質煤的煤粉鍋爐。”國家發改委自主研發超臨界600MWCFB鍋爐專家組專家盧嘯風指出,“隨著煤電超低排放改造推行,煤粉爐開始更多地選用優質煤,相應地有更多劣質煤需要處理,CFB鍋爐的需求會繼續增長。” 混燒生物質 我國是世界上最大的二氧化碳排放國。2015年巴黎世界氣候變化大會上,我國承諾在2030年前使二氧化碳排放達到峰值,今年9月3日,中國和美國向聯合國遞交了《巴黎協定》批準文書,向全球做出了二氧化碳減排的莊嚴承諾。業內人士認為,超低排放改造如火如荼進行的同時,燃煤電廠在碳減排方面的壓力也將逐漸增大。 我國計劃于2017年啟動全國碳排放交易體系,屆時,無論是出于國際輿論影響、國內市場形勢還是對自身利益的考量,煤電企業都要想方設法降低二氧化碳排放。 據介紹,由于CFB鍋爐中循環物料強烈的湍流混合,理論上可以以任意比例將煤與生物質進行混燒,而燃煤鍋爐混燒生物質是降低二氧化碳排放的一個重要措施。摻燒生物質、提高機組參數以及熱電聯產等多種措施有機結合,將大大提升二氧化碳減排效果。 而對于廣為關注的碳捕獲與封存(CCS)技術,毛健雄表示:“CCS是二氧化碳減排的最終手段,單靠CCS無法達到《巴黎協定》提出的目標。”他認為,機組參數提高、生物質混燒、熱電聯產等措施是碳減排的前提,在此基礎上,配合CCS技術的成熟與完善,才可能最終實現“全球煤電CCS化”。 我國燃煤發電鍋爐,包括煤粉爐和CFB爐,無論在參數、效率還是煤耗,均已達到世界領先水平。據了解,除了技術上的領先外,截至目前,我國在煤粉爐和CFB鍋爐領域擁有的超臨界機組數量和容量也均為世界首位。業內人士表示,面對總量控制、污染物控制、溫室氣體減排等多重壓力,未來CFB鍋爐及相關技術將迎來更多發展機遇。 【推薦】循環流化床研究報告 |
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