中国燃煤发电的现状及循环流化床燃烧技术的发展

来源:中国电机工程学会  发布时间:2017-11-24

岳光溪,清华大学教授,中国工程院院士

  循环流化床燃烧特点有:适合劣质燃料,中温燃烧稳定(850~900℃),燃料停留时间长,加入石灰石燃烧中脱硫,低氮氧化物排放等特点。循环流化床清洁燃煤技术对我国污染控制影响极大。

  中国的循环流化床理论体系,其核心点是:1 确认所有循环流化床燃烧室上部的流化状态应该也必须是快速床,下部是鼓泡床状态;2 快速床形成的条件是燃烧室上部烟气速度超过对应颗粒的气力输送速度, 颗粒携带率超过颗粒的饱和夹带率。如果携带率小于饱和夹带率,则床内流化状态退化为鼓泡床及其扬析夹带状态;3根据携带率的不同,快速床状态也分为不同的子状态。世界上不同技术流派的根本区别仅在于快速床的子状态不同;4 对应不同的快速床状态,则有相应不同的流动,传热,燃烧及结构设计参数;5 因此循环流化床锅炉设计的核心是快速床的流化状态的设计。

  清华大学根据流态化理论给出了循环床锅炉流态设计图谱。

  中国循环流化床锅炉发展里程碑之一:在流态图谱上对水平轴-流化风速设计流态进行了修正调整,大大缓解了燃烧室磨损,提高了可用率和煤种适应性。形成了中国第一代循环流化床技术,其中,600MW超临界循环流化床示范工程性能世界领先。

  里程碑之二:流态重构节能型循环流化床燃烧技术,在节能降耗和防止磨损方面取得重大突破,处于国际领先水平

  里程碑之三:循环流化床超低排放燃烧技术。对中低含硫的贫煤,无烟煤可以直接采用超低排放CFB技术;对高硫烟煤宜采用超低排放CFB,SNCR及半干法增湿活化(无需喷入石灰乳,仅喷水)二次脱硫仅作为补偿性污染控制措施。直接解决了未来关于重金属排放的要求。

  总之,循环流化床燃烧技术是一种燃料适应性广,低成本污染控制的清洁煤利用技术。

  中国提出的循环流化床流化状态设计概念是循环流化床燃烧技术进步的核心,通过改变循环流化床锅炉流化状态设置点已经改进了循环流化床锅炉的运行性能,并产业化。近年通过流化状态的再次重构,可能发展出一种低成本,以燃烧过程气体污染物控制为主的超低排放燃煤技术。

 

岳光溪
清华热能工程系研究员,博士生导师。

个人简介:
岳光溪先后后与法国EDF、法国ALSTOM、瑞士ABB、日本IHI、美国B&W、英国BP建立了科研合作关系,完成了这些公司多项科研任务。2010年他担任了国际能源组织IEA-CFB的中方代表; 2009年担任了第20届国际流化床燃烧会议主席。 岳光溪的科研成果先后获得国家科技进步二等奖一项,省部级一等奖5项,光华工程奖一项,并荣获国际循环流化床及流态化成就奖。