“煤粉”———可謂中國華電集團公司(簡稱華電集團)推進煤電節(jié)能減排升級改造的重大突破口。
繼2013年冬季天河北華電石家莊鹿華熱電有限公司(簡稱鹿華電廠)制粉系統(tǒng)改造后,湖南華
電長沙發(fā)電有限公司(簡稱長沙電廠)在2014年12月也完成了制粉系統(tǒng)的改造。
因為制粉系統(tǒng)的改造,中國華電集團公司科學技術研究總院(簡稱華電科研總院)備受行業(yè)關注。
華電科研總院所組織進行的這些針對“煤粉”的先進技術項目,被華電集團分管科技工作的副總經(jīng)
理鄧建玲稱作是“華電集團踐行‘超低能耗,超低排放’戰(zhàn)略的典型案例”,被項目實施電廠負責人評
價為“極具革命性的高新技術”。
在1月23日召開的“多相流高效分離技術成果發(fā)布暨推廣應用現(xiàn)場會”上,華電集團科技環(huán)保部
主任毛科介紹,華電科研總院這一套針對“煤粉”的分離技術,將逐步推廣至華電集團所有的燃煤電廠
。目前,華電山東、黑龍江等多個省級公司已經(jīng)簽定改造協(xié)議。
看來,這場由“煤粉”引發(fā)的技術革命將在眾多燃煤電廠持續(xù)上演。
小煤粉有大學問
燃煤電廠的煤炭要經(jīng)過制粉系統(tǒng)制成煤粉,然后送進鍋爐燃燒。煤粉的細度、均勻性直接影響鍋爐的燃
燒效率,從而影響煤耗。
多種因素導致目前我國很多電廠入爐煤質(zhì)嚴重偏離設計煤種,熱值降低、灰分升高、揮發(fā)分降低,
造成制粉系統(tǒng)運行不正常,制粉系統(tǒng)出力下降、制粉單耗大幅增加、煤粉細度整體偏粗、煤粉細度均勻
性下降等問題,從而導致一系列的鍋爐燃燒問題,如灰渣可燃物升高、煤粉著火推遲、火焰中心升高、
排煙溫度升高、減溫水量增大等,嚴重影響鍋爐的燃燒效率和鍋爐安全穩(wěn)定性。
“電廠實際燃用煤種與設計煤種差異較大時,對鍋爐燃燒造成很大影響。開展鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)
優(yōu)化試驗,確定合理的風量、風粉比、煤粉細度等,有利于電廠優(yōu)化運行?!薄睹弘姽?jié)能減排升級與改
造行動計劃(2014~2020年)》中,對于現(xiàn)役機組節(jié)能改造技術這樣強調(diào)。
“改造制粉系統(tǒng),讓煤粉更細、更均勻是電廠節(jié)能技術的根?!比A電科研總院副院長彭維明告訴《
中國電力報》記者。彭維明是國家“千人計劃”專家,近年來,他和他的團隊———華電多相流分離技
術研究及應用中心一直在圍繞“煤粉”攻關。
目前,我國大致有三種制粉系統(tǒng):低速鋼球磨煤機中間倉儲式(在老電廠應用比較多)、中速磨煤
機直吹式(一般在新安裝和投運的大容量鍋爐中比較多),還有一種,就是彭維明教授這次在長沙電廠
改造中遇到的雙進雙出磨煤機制粉系統(tǒng)。
在燃煤發(fā)電廠中,分離器是制粉系統(tǒng)中將原煤加工成煤粉的關鍵處理設備之一,是將磨煤機研磨出
的合格煤粉分離出來送入爐膛燃燒,將不合格的粗煤粉顆粒返送至磨煤機進一步磨細。
“因此,分離器性能高低決定著送入爐膛燃燒的粉體的粗細度和粒徑分布,影響到制粉系統(tǒng)能耗、
鍋爐的燃燒效率、NOx排放以及后續(xù)系統(tǒng)設備的磨損?!迸砭S明將他所掌握的世界上最先進的“分離
技術”應用到制粉系統(tǒng)的改造中。
為提高制粉系統(tǒng)出力和分離器效率,進而提高鍋爐效率,彭維明和他的研發(fā)團隊針對燃煤電廠制粉
系統(tǒng)分離器進行重新改造。當國際分離器協(xié)會主席了解到彭維明的一系列研發(fā)后,夸贊彭維明分離技術
世界領先。
讓煤粉更細更均勻
北京市科委重大項目辦公室的許宏霞向《中國電力報》記者介紹道:“長沙電廠和鹿華電廠兩個項目均
是北京市科委資助的華電集團重大科技專項的子課題。主要是針對燃煤電廠制粉系統(tǒng)分離器進行研發(fā)設
計改造,提高制粉系統(tǒng)出力和分離器效率,進而提高鍋爐效率、實現(xiàn)節(jié)能減排目標。”
長沙電廠和華電科研總院就燃煤電廠直吹式制粉系統(tǒng)性能優(yōu)化及應用項目于2014年4月9日達
成合作協(xié)議,直到2014年12月下旬完成性能測試,歷時約8個月。雙方合作完成雙進雙出鋼球磨
制粉系統(tǒng)分離器研制及示范應用重大科技項目?!敖档兔悍奂毝?,提高煤粉均勻性,為鍋爐燃燒提供更
適合的煤粉?!遍L沙電廠生技部主任吳立新對改造成效充滿期待。
“改造后在煤粉細度降低的基礎上,制粉系統(tǒng)最大出力增加了11噸/小時,最大出力為68噸/
小時,制粉單位電耗降低了2.2千瓦時/噸,節(jié)能效果明顯;在接帶相同負荷情況下,減少磨煤機運
行臺數(shù),有效降低廠用電率?!眹W(wǎng)湖南省電力公司電科院的呂當振,在介紹長沙電廠制粉系統(tǒng)性能優(yōu)
化及示范項目時說道。他們受長沙電廠的委托對改造前后的制粉系統(tǒng)進行了性能測試。
測試報告顯示,改造后煤粉的細度明顯降低,在出力最大時可降低(變細)6.9%。煤粉均勻性
指數(shù)提高0.1。分離器平均效率在最大出力時提高11.6%?!斑@樣的性能有助于煤粉燃盡,提高
鍋爐效率?!眳萎斦窠榻B道。
“燃煤電廠直吹式制粉系統(tǒng)性能優(yōu)化及應用項目驗證了華電科研總院所掌握的分離技術是極具革命
性的高新技術。”長沙電廠副總經(jīng)理何輝表示。這種技術被更為專業(yè)地命名為“多相流高效分離技術”
。
據(jù)彭維明介紹,鹿華電廠細粉分離器,改造前主要是離心分離,不僅分離效率低,而且無法將三次
風中煤粉盡可能多的分離出來。改造后分離器主要是旋風離心分離,解決了煤粉的二次攜帶等問題,從
而實現(xiàn)了風粉盡可能的高效分離。相關數(shù)據(jù)顯示,鹿華電廠這一技術如在京津冀燃煤電廠推廣應用,每
年可節(jié)約成本5億元,年節(jié)約標準煤約11萬噸。
要超低排放也要超低能耗
“在推動能源革命的新形勢下,我們?nèi)A電集團強調(diào)的是‘超低能耗、超低排放’。華電科研總院針對治
理‘煤粉’研發(fā)實施的分離技術是我們整個華電集團系統(tǒng)踐行‘超低能耗、超低排放’戰(zhàn)略的典型案例
。”中國華電集團副總經(jīng)理鄧建玲,在多相流高效分離技術成果發(fā)布暨推廣應用現(xiàn)場會上表示。
記者注意到,《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》中提到:“推行更
嚴格能效環(huán)保標準,加快燃煤發(fā)電升級與改造,努力實現(xiàn)供電煤耗、污染排放、煤炭占能源消費比重‘
三降低’?!?/P>
在鄧建玲看來,如果單純地追求“超低排放”,而沒有降低能耗,那是不科學的發(fā)展路徑。而華電
集團高效分離技術也很好地實現(xiàn)了“超低能耗,超低排放”。根據(jù)測算,類似鹿華電廠的改造,對于一
臺30萬千瓦的機組,年綜合效益在300萬元以上,年節(jié)煤4000多噸,減少二氧化碳排放1.0
5萬噸,氮氧化物排放4800噸。類似于長沙電廠的改造,如果是60萬千瓦機組,一臺爐制粉系統(tǒng)
全改造的話,年節(jié)省煤炭7000噸以上,年節(jié)約成本450萬元以上,減排二氧化碳1.8萬噸,減
排氮氧化物5700噸。
目前,全國電廠共計有2000多臺套細粉分離器在使用,雙進雙出鋼球磨和粗粉分離器估計大約
在6000臺以上,如果全面推開華電科研總院這套以“煤粉”為突破口的高效分離技術,節(jié)能減排的
效應將不言而喻。
近年來,華電科研總院以“超低能耗、超低排放”為目標,圍繞能源企業(yè)存量資產(chǎn)升級,提升產(chǎn)業(yè)
發(fā)展質(zhì)量,開展了大量創(chuàng)新性研究工作,承擔了國家能源局、北京市科委、中國華電集團公司一系列科
技項目,取得了以多相流高效分離技術、分布式能源智能優(yōu)化技術、爐前脫灰脫硫技術、石子煤分選技
術等為代表的一批重要研究成果及各類專利20余項。