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國際同行業發展水平及國內外差距對比分析——燃煤鍋爐
發表時間:2018/1/4 17:41:52 訪問次數:8444
1、燃煤層燃鍋爐
美國的燃煤鍋爐主要為層燃鍋爐,最常見的層燃鍋爐是拋煤機爐,鏈條爐、移動爐排、水冷式振動爐排鍋爐比較少見。美國正在應用的工業層燃鍋爐主要有拋煤機爐和橫向給料鍋爐(包括上飼式和下飼式),鍋爐效率在80~82%。
美國針對不同工業鍋爐有不同的燃煤質量要求,用煤指標除硫分外,還有灰分、干基揮發分、粒度等。美國對工業鍋爐污染物排放控制有嚴格要求,對新建的工業鍋爐有嚴格的審批制度,采用燃燒前、燃燒中和燃燒后控制污染物的排放。
歐洲一些國家使用的層燃鍋爐是對原煤進行篩選或洗煤獲取合適的燃料,有的也使用型煤,這種方法燃料成本較高,但可以解決煤的高效燃燒問題,降低煙塵排放。
我國主流燃煤工業鍋爐(燃用Ⅱ、Ⅲ類煙煤)的設計效率一般在75~85%之間,運行效率由于實際使用煤種與設計煤種有一定的偏差以及司爐人員操作水平等原因比設計效率低5個百分點以上;而發達國家由于使用標準化、高品質的燃煤,鍋爐制造質量以及運行控制自動化程度較高,因此鍋爐運行效率與設計效率的差距比我國小得多。
2、煤粉工業鍋爐
國外發達國家的先進煤粉工業鍋爐技術主要以德國為代表,該類技術的主要特點是:單臺容量不大(≤35t/h),性能可靠、耐用,自動化程度高、可實現無人值守,產品規范,使用方便等。德國的煤粉工業鍋爐經過40多年的發展,在供料及燃燒等核心專利技術方面有多種產品可以選擇,系統配套已形成完善的技術、標準、裝備體系,且完全實現了商業化。其主要關鍵技術包括:集中全密閉煤粉制備與配送、煤粉精確供料、中小容量煤粉濃相燃燒、異形爐膛鍋殼式鍋爐設計及制造和自動化測控等。德國煤粉工業鍋爐多以高揮發分褐煤為燃料,熱效率一般大于92%,煙氣排放符合德國Ta-Luft標準,且鍋爐房可實現無人值守。
我國煤粉工業鍋爐技術產品的研究始于上世紀,最為典型的代表是煤炭科學研究總院自主研發的煤粉工業鍋爐系統。該項目自1999年啟動至今已完成煤粉工業鍋爐關鍵技術和裝備(燃燒器、供料器、鍋爐本體、煤粉儲罐和測控)的攻關與優化升級,已開發出30~100 t/h、29~70MW和250~1500萬kcal/h共三個系列16個產品,其中80t/h及以下容量產品已全面進入市場。目前,在11個省、市共計建成系統上百套。
國內一些企業、院校或研究所也陸續開始煤粉鍋爐技術產品的研發工作,其中山西藍天集團目前已具備一定規模,也獲得了較多專利技術,但核心技術主要來自電站煤粉鍋爐,與煤科總院及國外的煤粉工業鍋爐區別較大;上海題橋通過與國內數家高校和科研單位的長期戰略合作,經過八年數以百次的試驗,自行研發的煤粉工業鍋爐固液態排渣雙旋流煤粉燃燒器已經成熟、定型,并先后申請了8項發明專利,5項實用新型專利;福建永恒能源公司作為能源服務公司,也申請了多項煤粉工業鍋爐專利技術,并研發成功了底吹式煤粉工業鍋爐。
目前,煤粉工業鍋爐在國內的發展尚處于初級階段,技術和裝備制造水平與發達國家仍有較大差距,國內煤粉工業鍋爐系統的質量還不夠穩定,良莠不齊,應當引起行業及相關政府部門的關注,亟待進行引導、梳理和規范。
3、循環流化床鍋爐
在循環流化床鍋爐方面,國際上主要爐型有:德國Lurgi公司的Lurgi型;原芬蘭Ahlstrom公司(現為美國Foster Wheeler公司)的Pyroflow型;德國Babcock公司和VKW公司開發的Circofluid型;美國F.W.公司的FW型;美國巴威(Babcock&Wilcox)公司開發的內循環型;英國Kaverner公司的MYMIC型。大型化、高參數是目前各種循環流化床鍋爐的發展趨勢,國際上大型CFB 鍋爐技術正在向超臨界參數發展。
目前我國的工業鍋爐行業的燃煤循環流化床鍋爐技術已較成熟,并得到廣泛應用,但①現有的《工業鍋爐設計計算方法》不能用于循環流化床爐膛的傳熱計算。大部分工業鍋爐廠家都有自己的計算方法或引進科研單位的計算方法,使得有些計算結果偏離實際運行結果,導致鍋爐爐膛溫度高于設計溫度,NOx排放濃度增高,爐內采用SNCR也難低于100mg/m3;脫硫效率在Ca/S=2~2.5時只有80%左右,離環保要求還有一定差距;②爐膛下部讓管部分仍然存在嚴重磨損問題,每年都要噴涂,運行成本增加;③循環流化床鍋爐成套技術在很多方面和國外相比,還存在一定的技術差距。
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