Vol.8, No.5_Oct, 2004國際電力International Electric Power for China大力發(fā)電THERMAL POWER清潔煤技術的現(xiàn)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“清潔煤技術的現(xiàn)狀、運行經驗和危險評估”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的進展狀況及各供應商的情況。關鍵詞:清潔煤技術;低NO.燃燒器;神經網絡優(yōu)化系統(tǒng)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(xiàn)已開發(fā)了3項基本技術:低在設計和運行方面的發(fā)展趨勢，項目題為“清潔煤技術NOx燃燒器、燃燼風技術和燃燒管理與控制系統(tǒng)。將的現(xiàn)狀、運行經驗和危險評估”。研究包括:分析當前空氣分級引入到主燃燒區(qū)域，既抑制了熱力型NOx,技術和銷售商的運行經驗，分析亞臨界、超臨界和超也抑制了燃料型NOx，同時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，而且降低了主燃料區(qū)火焰的溫度，從而進一步減氣化聯(lián)合循環(huán)機組的未來應用前景。經EPRI許可B&V少了NO,的生成。公司獨家將項目進行了總結。此外，若千個燃燼風人口把空氣從燃燒器上面的不同高度處引人，建立- -個富氧/貧燃料的區(qū)域，以1清潔煤技術利于燃料的燃燼。在燃燼風技術的發(fā)展過程中，過去近年來，電力公司已經開始重新考慮使用燃煤機整整20年都是在爐的多個不同高度上采用多個空氣噴組，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(qū)域擴大，降低了爐內的平均燃燒溫價格。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。在過去20年，燃燒數(shù)字，美國2003年天然氣的平均價格將在0. 019~管理控制系統(tǒng)也有了很大的發(fā)展，現(xiàn)在通過進一一步有0.021美元/(kW .h)之間浮動，而煤價(美國最豐富的效調節(jié)燃燒器和燃燼風系統(tǒng)，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銷售商在過去的20年中，銷售商-直著眼于對亞臨界蒸在電廠設計、采購和施工方面的經驗，同時B&V公司汽發(fā)電機中已有部件進行優(yōu)化。通過利用三維計算流還調查了Alstom、Babcock Borsig Power.體力學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(shù)。銷售商還來運行亞臨界和超臨界燃煤發(fā)電機組的經驗、當前的改良了這些設備的設計以便將新的燃燼風技術和低現(xiàn)狀和未來要使用的技術。NOx燃中國煤化工|Y片CNMHG美國問世以來，其21980年以來的技術開發(fā)設計已經進行了很大的改進。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題、初期投資高、.運行和維護、啟動復雜等問題都國際電力2即年第8卷第5期-39-火力發(fā)電清潔煤技術的現(xiàn)狀THERMAL POWER已得到了解決，這些問題同樣會出現(xiàn)在亞臨界機組9000■亞臨界■ 超璃界中。早期的超臨界機組表現(xiàn)出的問題有水冷壁腐蝕和80 000熱應力故障，當采用氧化水處理系統(tǒng)代替全揮發(fā)性或7000060000協(xié)調磷酸鹽系統(tǒng)時，腐蝕問題得到了緩解。另外，薄: 5000壁再熱器和過熱器出口聯(lián)箱使用P91號鋼也減少了熱力.菜4000030 000梯度和熱應力。20 000.電廠控制系統(tǒng)和神經網絡優(yōu)化系統(tǒng)使復雜的超臨1000界啟動變得簡單，而且將亞臨界狀態(tài)向超臨界狀態(tài)過0Alstom BbcokBbcoc& Foster HituchiIndutrits Industrias渡過程中存在的- -些固有問題也得到了較好的解決，設計者和工程師現(xiàn)在采用三維計算流體動力學和熱交制造商換模型來優(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(guī)模部件更易于適應變化的蒸汽狀態(tài)和不穩(wěn)定運行狀態(tài)。另外，超臨界蒸汽發(fā)電機組已經采用了爐膛腐蝕控制-亞臨異-超臨界技術。35303供應商的技術與經驗25當然，雖然蒸汽發(fā)電機的設計與現(xiàn)場具體條件及燃料的組成和特性密切相關，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、燃燼風技術工10藝和控制系統(tǒng)、低NO_燃燒器的設計、爐膛水冷壁管的類型和超臨界鍋爐生產許可證等方面。例如，在超臨界機組的直流爐中，螺旋纏繞管比垂直來復線型水1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002份冷壁管是否更有優(yōu)點仍是個有爭論的問題。因為垂直來復線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(shù)世界.上只有很少一些機組使用這項技術。當前，只有Sulzer's證書的超臨界鍋爐設計提供這項技術。本森現(xiàn)在，不論從數(shù)量上看，還是從安裝的機組類型上看證書繼續(xù)提供螺旋纏繞式燃燒器水冷壁管技術。都可以證明這-一點。在過去的20年，當超臨界機組的Babcock& Wilcox亞臨界設計稍微有點來復管的特安裝呈逐年上升的趨勢時，亞臨界機組的安裝已經大點，允許鍋爐按同自然循環(huán)- -起運行來設計。大下降。自1999 年，新的超臨界機組的數(shù)量已經超過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(shù)量(見圖2)。燒方法來說，切向燃燒與反向燃燒均被證實使用有效。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(見圖1 )。收稿日期: 2003. -04-19所有主要電力公司規(guī)程的蒸汽發(fā)電機銷售商都既作者:杜秋平(編譯)有亞臨界機組也有超臨界機組方面的經驗。但是，日一華北電 力科學研究院本和歐洲的銷售商在超臨界機組方面的經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的需求比美國要高，而美國的煤價也較為便宜。MHCNMHG.采用超臨界技術是發(fā)展趨勢，從研究成功開始到方數(shù)據國際電力2004年第8卷第5期