清洁煤技术的现状

Vol.8, No.5_Oct, 2004国际电力International Electric Power for China大力发电THERMAL POWER清洁煤技术的现状Status Quo of Clean Coal Technology摘要: B&V公司最近为美国电科院完成一项名为“清洁煤技术的现状、运行经验和危险评估”的研究，本文选自B&V公司对此项目的独家总结，介绍了各种清洁煤技术的进展状况及各供应商的情况。关键词:清洁煤技术;低NO.燃烧器;神经网络优化系统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中图分类号: TK223.27文献标识码: B文章编号: 1006-9186(2004)05- -0039- -02Black& Veatch (B&V )公司最近为美国电科院制，因此减少污染已成为蒸汽发电设备的最大目标。(EPRI)完成- -项研究，即调查清洁的燃煤汽轮发电机为减少NOx的排放，现已开发了3项基本技术:低在设计和运行方面的发展趋势，项目题为“清洁煤技术NOx燃烧器、燃烬风技术和燃烧管理与控制系统。将的现状、运行经验和危险评估”。研究包括:分析当前空气分级引入到主燃烧区域，既抑制了热力型NOx,技术和销售商的运行经验，分析亚临界、超临界和超也抑制了燃料型NOx，同时还减轻了人口燃料流的扰超临界锅炉燃煤常压和增压流化床锅炉，以及整体煤动，而且降低了主燃料区火焰的温度，从而进一步减气化联合循环机组的未来应用前景。经EPRI许可B&V少了NO,的生成。公司独家将项目进行了总结。此外，若千个燃烬风人口把空气从燃烧器上面的不同高度处引人，建立- -个富氧/贫燃料的区域，以1清洁煤技术利于燃料的燃烬。在燃烬风技术的发展过程中，过去近年来，电力公司已经开始重新考虑使用燃煤机整整20年都是在炉的多个不同高度上采用多个空气喷组，这种趋势似乎有许多原因，但最根本的原因还是口，以便将燃烧区域扩大，降低了炉内的平均燃烧温价格。根据美国能源部(DOE)能源信息管理局发布的度，因此使NOx的生成达到最小。在过去20年，燃烧数字，美国2003年天然气的平均价格将在0. 019~管理控制系统也有了很大的发展，现在通过进一一步有0.021美元/(kW .h)之间浮动，而煤价(美国最丰富的效调节燃烧器和燃烬风系统，更能够有效地优化燃料自然资源)平均在0.005美元/(kW .h)左右。与空气的混合。这一研究利用了B&V公司及主要燃煤技术销售商在过去的20年中，销售商-直着眼于对亚临界蒸在电厂设计、采购和施工方面的经验，同时B&V公司汽发电机中已有部件进行优化。通过利用三维计算流还调查了Alstom、Babcock Borsig Power.体力学和热交換模型等设计软件，设计者可以更有效Babcock&Wilcox. Foster Wheeler. Hitachi. IHI地设计管道间隔布置，还有象过热器、再热器、省煤Heavy Industries. Mitsui Babcock公 司自1980年以器这样--些悬吊的换热面的热交换器参数。销售商还来运行亚临界和超临界燃煤发电机组的经验、当前的改良了这些设备的设计以便将新的燃烬风技术和低现状和未来要使用的技术。NOx燃中国煤化工|Y片CNMHG美国问世以来，其21980年以来的技术开发设计已经进行了很大的改进。早期的可靠性和可用性由于美国环境保护局逐渐增加了对电站排放的限问题、初期投资高、.运行和维护、启动复杂等问题都国际电力2即年第8卷第5期-39-火力发电清洁煤技术的现状THERMAL POWER已得到了解决，这些问题同样会出现在亚临界机组9000■亚临界■ 超璃界中。早期的超临界机组表现出的问题有水冷壁腐蚀和80 000热应力故障，当采用氧化水处理系统代替全挥发性或7000060000协调磷酸盐系统时，腐蚀问题得到了缓解。另外，薄: 5000壁再热器和过热器出口联箱使用P91号钢也减少了热力.菜4000030 000梯度和热应力。20 000.电厂控制系统和神经网络优化系统使复杂的超临1000界启动变得简单，而且将亚临界状态向超临界状态过0Alstom BbcokBbcoc& Foster HituchiIndutrits Industrias渡过程中存在的- -些固有问题也得到了较好的解决，设计者和工程师现在采用三维计算流体动力学和热交制造商换模型来优化炉膛设计的效率。模型使设计者设计的图1超临界和亚临界机组制造商的装机规模部件更易于适应变化的蒸汽状态和不稳定运行状态。另外，超临界蒸汽发电机组已经采用了炉膛腐蚀控制-亚临异-超临界技术。35303供应商的技术与经验25当然，虽然蒸汽发电机的设计与现场具体条件及燃料的组成和特性密切相关，但是，供应商的设计原a20理是相同的，并且都能提供良好的性能。所不同的15是，锅炉的布置、蒸汽温度控制技术、燃烬风技术工10艺和控制系统、低NO_燃烧器的设计、炉膛水冷壁管的类型和超临界锅炉生产许可证等方面。例如，在超临界机组的直流炉中，螺旋缠绕管比垂直来复线型水1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002份冷壁管是否更有优点仍是个有争论的问题。因为垂直来复线管在电站锅炉的使用相对较晚。團2世界亚临界和超临界机组年装机台数世界.上只有很少一些机组使用这项技术。当前，只有Sulzer's证书的超临界锅炉设计提供这项技术。本森现在，不论从数量上看，还是从安装的机组类型上看证书继续提供螺旋缠绕式燃烧器水冷壁管技术。都可以证明这-一点。在过去的20年，当超临界机组的Babcock& Wilcox亚临界设计稍微有点来复管的特安装呈逐年上升的趋势时，亚临界机组的安装已经大点，允许锅炉按同自然循环- -起运行来设计。大下降。自1999 年，新的超临界机组的数量已经超过燃烧方法和锅炉布置在供应商中有些不同。就燃了亚临界机组的安装数量(见图2)。烧方法来说，切向燃烧与反向燃烧均被证实使用有效。Alstom和三菱重工只提供切向火焰燃烧器，而参考文献: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 只提供反向火焰燃烧器(见图1 )。收稿日期: 2003. -04-19所有主要电力公司规程的蒸汽发电机销售商都既作者:杜秋平(编译)有亚临界机组也有超临界机组方面的经验。但是，日一华北电 力科学研究院本和欧洲的销售商在超临界机组方面的经验更多一中国煤化工些，因为在欧洲和亚洲对这种更有效益的电厂的需求比美国要高，而美国的煤价也较为便宜。MHCNMHG.采用超临界技术是发展趋势，从研究成功开始到方数据国际电力2004年第8卷第5期