清华大学研发循环流化床锅炉在低热值流化状态达到最低排放效果

东滩电厂3#锅炉，矗立在蔚蓝的天空下。这台采用清华大学研发的基于流态重构的高效清洁、节能环保型煤泥循环流化床锅炉，是兖矿集团“蓝天工程”示范项目，也是兖矿集团在煤炭高效清洁利用方面的深入探索与实践。“兖矿集团在煤炭清洁利用上，已经形成了源头控制为主，烟气净化为辅的低成本清洁煤技术路线。”兖矿集团东滩矿电厂厂长张明华说。

低热值流化状态

达到最低排放效果

兖矿集团华聚能源公司上世纪80年代组建，与中国煤科院、浙江大学、中国矿业大学合作，当时是国内首台100%燃用煤泥75吨/小时循环流化床锅炉，在东滩电厂投运。随着时间的推移、设备的老化，锅炉各项性能指标和环保指标均难以满足新时代的要求。

“兖矿集团将东滩电厂3号锅炉改造列入‘蓝天工程’和新旧动能转换重要示范项目，推进国际领先水平的高效低热值循环流化床锅炉技术应用。”张明华说，2017年2月，兖矿集团聘任清华大学岳光溪院士，为循环流化床锅炉清洁燃烧及污染物控制实验室首席科学家。华聚能源东滩电厂3#锅炉锅炉改造，选用岳光溪院士团队研发的“基于流态重构的节能环保超低排放型循环流化床锅炉”技术。

“传统循环硫化床锅炉的污染控制能力，大概可以到二氧化硫和氮氧化物各200毫克，而这个技术降低到了几十毫克。”岳光溪介绍，解决这个技术的核心方案，恰恰就是循环流化床流态的改变，可以使污染控制能力大大加强，改变流态使燃烧方式改变，让流化状态达到最低污染排放效果。”

2017年9月，总投资3952万元的东滩电厂3#锅炉开工建设，2018年1月30日试运结束，正式投运。

运行四个月检修

测试污染物经常为0

5月24日，东滩电厂3#锅炉正好停产检修。通过近四个月来的运行，3#锅炉显现出良好的经济效益和社会效益。从技术从面来看，3#锅炉风机能耗降低，炉内物料粒径分布更细，对炉内受热面的磨损冲击大大降低，锅炉运行周期延长。“老炉子运行50天到60天检修一次，3#锅炉可连续运行200天以上。”张明华介绍。

从社会效益来看，通过优化床存量，合理匹配燃烧装置和受热面，炉内燃烧温度控制在850-900度的最佳区间，采用兖矿“蓝天工程”自行研发生产的活性良好、颗粒度适宜的脱硫剂，按照精确配比喷入炉内，即可构建二氧化硫、氮氧化物超低排放的最佳循环流化燃烧状态。

“炉后测试硫酸盐、硝酸盐，经常测到的结果是0!”张明华说，锅炉可靠运行后，尽管不可能每次测试结果都是0，但是减排效果比老炉子要好多了。另外，3#锅炉省掉了超低排放的后期装置1000多万元，投资的3952万元里还包含了700多万元的煤泥泵送装置。“总体来说，3#锅炉具有技术领先、指标先进、耦合最佳、投资最省、工期最短、成本最低的特点。”张明华说。

实现兖矿“蓝天梦”

技术创新一直在路上

张明华介绍，具有21年历史的东滩电厂配备三炉三机，装机容量4.2万千瓦时，年发电量2.6亿到2.7亿度，最高发电量3亿度。其中3#锅炉热效率、煤耗均达到或优于大型高效火电机组标准，环保成本仅为0.03元/千瓦时，达到或超过大型机组环保绩效水平，示范项目的成功运行，使电厂发电成本降低0.02元/千瓦时。“华聚能源公司目前有15台老式锅炉，若全部更换成3#锅炉这样的，节能效果会非常好!”

2018年以来，华聚能源利用兖矿与中科院工程热物理研究所的合作平台，借助中科院煤炭高效洁净燃烧、热解气化转化、综合节能减排技术，共同开展煤粉工业锅炉、循环流化床工业锅炉节能与超低排放技术研发和示范工程建设。同时，利用现有的区位优势、资源禀赋、电力资源等优势，加快推进清洁高效发电示范项目建设，实现了煤种全覆盖、煤粉高效燃烧和污染物排放协同控制。

华聚能源公司董事长、总经理李伟介绍，华聚能源正在加快建设循环流化床锅炉“工业示范、人才培养、产业孵化”三大基地。还将电力产业融入兖矿集团陕蒙区域公司并辐射周围，发挥人才、技术、管理的“三大核心”作用，形成兖矿电力生产、供应、服务新型业态，构建煤电优势互补、风险对冲、融合发展全新格局。

“创新是开始，但绝不会结束。”李伟说，“华聚能源会发挥自己的技术优势，从一台台锅炉做起，实现我们的蓝天梦。”