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大型CFB锅炉大比例掺烧煤泥发电技术北京中矿环保科技股份有限公司朱大科2013年11月目录1必要性与可行性2技术发展沿革3应用案例4几个需要重点关注的技术问题一、大型CFB大比例掺烧煤泥发电的必要性与可行性1必要性与可行性2012年我国原煤产量36.6亿吨2012年原煤入洗率达56%，并以每年超过8%的速度增长2012年产生煤泥1.8亿吨煤泥原煤洗煤厂必要性与可行性经济有效益技术已成熟环境更友好政策来支持大型CFB大比例掺烧煤泥发电能够在技术、经济、环境和政策等方面的支撑下——成为煤泥资源化利用的最佳方式！技术已成熟大规模、全天候、全封闭中长距离煤泥处置输送、燃烧系统技术已经成熟；已有300多项成功案例。必要性与可行性良庄热电顾桥电厂经济有效益每吨煤泥与同品质中煤价格差在50到200元之间，甚至更高，可获得价差收益；能够减少甚至彻底解决煤泥堆放占地等问题；避免环保罚款；享受税收减免。必要性与可行性黄陵案例每年掺烧煤泥60万吨（3400~3600大卡/千克）每年节省燃煤70万吨（2800~2900大卡/千克）每年节约燃料费9400万元环境更友好煤泥资源循环利用能够改善厂区及周边环境；避免空气、水源、土壤污染。必要性与可行性变政策来支持国家关于综合利用电厂在税收减免方面的优惠政策；越来越严格的环境保护法规。必要性与可行性相关政策对综合利用电厂实行税收优惠政策内容：对资源综合利用电厂所得税减计征收，增值税减半征收政策依据：《申报国家发展改革委审核的资源综合利用电厂认定管理暂行规定》（发改办资20071564号）二、煤泥燃烧发电技术发展沿革132技术发展沿革小型CFB电厂研究应用阶段中大型CFB电厂推广实施阶段大型CFB电厂成熟提高阶段2001-2005年2006-2010年2011年至今¾以25MW以下的小型CFB锅炉为主¾输送距离多数≤500m¾掺烧比例一般在30~60%基本参数2001-2005年2001-2005年上料搅拌缓存高压泵送炉顶给料典型工艺入炉¾单体设备单机操作现场控制技术特点2001-2005年¾未接入电厂DCS系统¾泵送系统之间可实现切换分流2001-2005年技术特点2001-2005年技术特点¾管道采用超高分子有机材料内衬管减摩阻技术¾为客户提供解决方案和成套设备，并指导安装调试运行2001-2005年商务模式¾为客户提供解决方案和成套设备，并指导安装调试运行案例展示——新汶良庄2001-2005年技术发展沿革小型CFB电厂研究应用阶段中大型CFB电厂推广实施阶段大型CFB电厂成熟提高阶段2001-2005年2006-2010年2011年至今¾以煤炭企业承建的中大型CFB电厂为主，炉型主要集中在50~150MW¾输送距离≤700m¾掺烧比例为30%~90%基本参数2006-2010年典型工艺2006-2010年煤泥预处理除渣缓存高压泵送炉顶或中部给料给料入炉燃烧膏浆制备¾技术逐渐成熟，工艺装备系统系列化、标准化、模块化、大型化¾全面实现包括专利技术、Know-How、控制软件等完整、独立的知识产权体系技术特点2006-2010年¾操作台集中控制¾用硬接线方式接入电厂DCS系统技术特点2006-2010年¾多种分流分配装备与技术¾膏浆膏体连续制备技术技术特点2006-2010年¾超高分子有机材料内衬管喷涂减摩阻技术商务模式2006-2010年¾提供煤泥燃烧发电解决方案及成套装备，并提供总承包服务解决方案成套设备总承包服务案例展示——霍州煤电2006-2010年技术发展沿革小型CFB电厂研究应用阶段中大型CFB电厂推广实施阶段大型CFB电厂成熟提高阶段2001-2005年2006-2010年2011年至今¾应用于煤电联建或大型电力集团承建的综合利用电厂，炉型主要为300MW¾输送距离达1000m¾掺烧比例为30~60%基本参数2011年至今典型工艺2011年至今煤泥预处理搅拌缓存输送给料¾系统（项目）设计与电厂设计同步进行¾成套设备优化设计，分“基本”、“标准”、“高级”三种不同技术等级配置技术特点2011年至今基本标准高级¾上位机人机界面集中控制¾上位机通过以太网通讯方式接入DCS技术特点2011年至今¾提供煤泥燃烧发电解决方案及成套装备，并实施项目总承包服务¾还可以提供资金，并通过以下三种模式进行合作：商务模式2011年至今模式形式1EMC中矿环保投资、建设、运营，双方按比例分享节能效益。2BOT中矿环保投资、建设、运营，业主向中矿环保支付运营处置费。3设备融租中矿环保投资、建设、运营，业主向中矿环保支付租金（相当于以租代买）。¾客户可以获得的好处：1、解决资金紧张问题2、降低运营风险3、获得节能收益¾项目投资负责人：李宇洲18910965903010-82483439商务模式2011年至今案例展示——淮南顾桥2011年至今案例展示——神华上湾2011年至今¾研制本质安全型机电液一体化全套装备¾逐步实现远程监控、实时诊断、指导维护未来发展三、大型CFB大比例掺烧煤泥发电应用案例介绍133项目实施地点淮南顾桥煤矸石综合利用电厂投产时间2011年机组情况年输送煤泥约60万吨，2×330MW机组2×1100t/h亚临界循环流化床运营模式设备销售+安装调试“顾桥电厂”案例介绍基本参数输送距离：水平350米，爬高53米掺烧比例：30~40%流量：每台炉给料量4×30吨/小时（一炉四泵）给料方式：顶部给料“顾桥电厂”案例介绍煤泥掺烧前后锅炉工况对比对比项目掺烧前掺烧后变化床温（°C）92091010排烟温度（°C）128130~1352~7飞灰含碳量（%）基本无变化除渣量灰量增大掺烧后，床温有小幅下降掺烧后，排烟温度比掺烧前略有上升飞灰含碳量在掺烧前后基本无变化灰量有所增加“顾桥电厂”案例介绍案例介绍¾从2001年至2012年，中矿环保共为近200家客户提供煤泥燃烧发电系统500多套，稳步快速发展。¾十二年来，中矿环保的煤泥资源化利用系统累计消纳煤泥2亿多吨，2012年当年利用煤泥近4000万吨，累计为煤电企业节约成本保守估计超过140亿元。案例介绍进步台阶2001年第一个6000KWCFB锅炉2001年第一个12MWCFB锅炉2002年第一个25MWCFB锅炉2003年第一个55MWCFB锅炉2006年第一个135MWCFB锅炉2006年第一个200MWCFB锅炉2009年第一个超过300MWCFB锅炉300MW以上CFB煤泥发电部分案例2010年徐矿权台2013年大唐武安（调试中）2010年沈阳灯塔2013年兖矿赵楼（调试中）2011年淮南顾桥2013年内蒙京泰（调试中）2011年贵州盘北2013年陕西黄陵（调试中）2012年淮北临焕2013年山西国电（建设中）2013年四川攀钢（建设中）2011年7月，中矿环保联合神华神东电力和华能集团清洁能源技术研究院开展上述项目实验项目立项单位神华神东电力有限责任公司项目实施单位神华神东电力有限责任公司上湾热电厂北京中矿环保科技股份有限公司参与研究单位中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司大型CFB大比例掺烧煤泥实验项目基本参数机组情况：2×150MW空冷抽凝式汽轮发电机组；2×520t/h超高压循环流化床锅炉输送距离：水平距离800m，爬高48m掺烧比例：60%，最大可达70%流量：4×30吨/小时/炉（一炉四泵）给料方式：顶部+中部整套煤泥输送系统采用程序自动控制，控制点设置在输煤控制室，由主控制室对控制点进行控制实验目的¾研究比较煤泥在不同给料位置以及不同掺烧比例情况下对锅炉运行的影响洗煤厂皮带输送机将煤泥输送至分配刮板机膏浆制备机渣浆分离机储料仓正压给料机膏体泵分配器膏体输送管顶部给料机锅炉工艺流程中部给料机对比项目掺烧前掺烧后（“中部+顶部”给料，掺烧比例达70%）变化床温（°C）7767733排烟温度（°C）1241462随着煤泥添加量的增加，炉膛下部、中部和上部的温度均呈下降趋势，省煤器入口、空预器入口和排烟温度均呈上升趋势。大比例添加煤泥后锅炉整体运行稳定，煤泥添加比例和添加位置对蒸汽侧温度变化的影响很小，不影响机组正常运行煤泥掺烧前后锅炉工况对比对比项目掺烧前掺烧后随着煤泥掺烧比例的增加而变换顶部给料120MW3.33.10.2飞灰含碳量（%）中部给料120MW2.32.40.1顶部给料120MW0.30.10.2底渣含碳量（%）中部给料120MW1.80.11.7顶部给料时，飞灰含碳量随着煤泥添加量的增加而降低；中部给料时，飞灰含量随着煤泥添加量的增加而升高顶部给料和中部给料的底渣含碳量均随着煤泥添加量的增加而降低煤泥掺烧前后锅炉工况对比¾大比例添加煤泥后锅炉整体运行稳定，煤泥添加比例和添加位置对蒸汽侧温度变化的影响很小，可实现煤泥的大比例掺烧；¾采用顶部和中部同时给料的最大煤泥添加量可达71%；¾煤泥中部添加的经济性略优于顶部添加；¾随着煤泥添加量的增加，炉膛下部、中部和上部的温度均呈下降趋势，省煤器入口、空预器入口和排烟温度均呈上升趋势；¾大比例添加煤泥后二次风机电流和引风机电流显著增加，这与燃用煤泥后烟气体积增加和炉内灰浓度变化有直接关系；结论¾进行煤泥大比例掺烧应及时进行燃烧优化调整，将调整配风控制到合理范围或适当增加吹灰频次。如果设计大比例掺烧煤泥的循环流化床锅炉，应及时调整受热面布置比例，适当增加受热面；¾进行煤泥大比例添加煤泥后粉尘排放浓度可以控制在60mg/Nm3以内，将钙硫摩尔比控制在2左右时也可实现SO2排放浓度低于200mg/Nm3，但煤泥从顶部添加工况的NOx排放浓度均超过200mg/Nm3；结论¾最大比例掺烧煤泥时的锅炉效率为92.65%，低于未掺烧煤泥的锅炉效率93.60%，但仍高于锅炉设计效率91.54%；¾通过设计优化和系统控制300MW乃至600MW超临界循环流化床锅炉进行大比例煤泥掺烧具备可行性。结论四、需重点关注的几个问题1341、预处理应注意的问题煤泥中的杂物压滤过程中脱落的杂物，如：螺母、垫片、滤布等落地煤泥二次转载带入的各种杂物冬季煤泥结成的冻块1、预处理应注意的问题¾上述杂物和冻块都要经过预处理系统的破碎、除杂才能进入后一道工序，以使泵送系统等环节正常运行2、煤泥水分控制压滤煤泥水分在25%左右，离心脱水煤泥水分在18%左右正常经管道泵送煤泥水分一般在30±3%水分过少不利于输送，过多不利于锅炉燃烧且浪费推荐煤泥水分最好控制在28~30%之间3、烘干泥与晾晒泥难以在CFB中大比例掺烧烘干（热干化）煤泥入炉后因其颗粒细小，易被烟气带至炉后部燃烧，故掺烧干煤泥粉比例一般不超过10%；3、烘干泥与晾晒泥难以在CFB中大比例掺烧晾晒煤泥水分一般随季节、气候变化而不易确定，与输煤系统一起入炉，易造成输煤系统堵塞。结论：煤泥仍以适当水分管道稳定泵送入炉最佳4、顶部给料与中部给料的比较目前以顶部给料为最广泛；利用煤泥自重与炉顶高度，在下降中升温干裂爆燃，自然流畅，效果理想。中部给料可使煤泥直接旋撒至密相区，迅即爆燃，效果良好中部给料若用喷枪方式，需配置大功率的压风系统，能耗损失大，并且易出现喷枪堵塞等故障5、给料点多少和煤泥柱径大小应与炉型大小相匹配以往煤泥掺烧比例与炉型都偏低小，一般设计2个给料点就可以满足；但以大型CFB顶部给料为例，则应不少于4点同时给料，甚至可以选8点给料，以使燃烧分布均匀。结语我们从事的是一项利国利企利民的伟大事业！“变废为宝，美丽中国”是我们的责任，也是我们的使命。我们将全力以赴，让中国未来更加美丽！中矿环保董事长孙浩留言：我们向关心、支持和从事煤泥和煤矸石等劣质燃料资源化利用的相关人士表示衷心的问候和诚挚的敬意，非常感谢你们对“变废为宝美丽中国”事业的大力支持！ThankYou