一、富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)

 

       1、技術(shù)背景

       為滿(mǎn)足巨大的電力需求，在發(fā)展傳統火電、水電和核電的同時(shí)，將大力發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能及其他可再生能源。當可再生能源的發(fā)電容量在電網(wǎng)中所占比重較大時(shí)，其出力的不確定性將對電力系統的調節能力帶來(lái)巨大的挑戰，因此，為確保運行過(guò)程的供需平衡，需提高電力系統調節能力。對于增加電力系統靈活性的方法初始看來(lái)手段很多——如使用燃機、抽水儲能、化學(xué)儲能等，但都“難堪大任”，所以電力系統進(jìn)行靈活性改造的重任落到了燃煤火力發(fā)電廠(chǎng)的“肩上”。

 

       2、技術(shù)機理

       富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)采用主動(dòng)燃燒穩定結構設計與控制方法，利用小空間自穩燃燒方式，避免了原鍋爐煤粉氣流大空間燃燒的諸多限制條件，裝置整體運行安全、穩定、連續，控制簡(jiǎn)單、易行。

 

 

       3、技術(shù)性能

       （1）增強深度調峰能力——在鍋爐深度調峰時(shí)，利用氧氣強化煤粉與燃油（天然氣）的燃燒，降低燃料著(zhù)火溫度，提高燃燒過(guò)程溫度，加快反應速度，使煤粉以提前主動(dòng)燃燒狀態(tài)進(jìn)入爐膛，且不受煤質(zhì)波動(dòng)的影響，提高爐膛溫度，保證整個(gè)鍋爐煤粉不會(huì )因為爐膛熱負荷過(guò)低燃燒不穩而熄火，實(shí)現鍋爐不停爐超低負荷（最低20%額定負荷）調峰，增強火電機組深度調峰能力。

       （2）提升機組爬坡速度（負荷升降速率）—— 一次風(fēng)煤粉流在富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置內提前主動(dòng)燃燒后進(jìn)入爐膛，進(jìn)入爐膛后即開(kāi)始放熱，因此，完全可以做到斷層投運、錯層投運、斷層+錯層或錯位層投運，實(shí)現爐膛燃燒穩定、受熱均勻，避免傳統逐層投運導致的升負荷慢、主蒸汽溫度及壓力不能同步增長(cháng)或增長(cháng)較慢等問(wèn)題，在保證爐內燃燒安全的前提下，可實(shí)現增加單位時(shí)間內的入爐煤量，確保機組快速提升負荷，大幅提升燃煤火電機組爬坡速率（負荷升降速率）。

 

 

       （3）降低鍋爐啟/停時(shí)間——一次風(fēng)煤粉流在富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置內提前主動(dòng)燃燒，利用富氧燃燒增加火電靈活性裝置的斷層、錯層斷層+錯層或錯位層布置投運，相當于在爐內安裝了多個(gè)點(diǎn)火層，可根據工況需求靈活調整入爐煤量，可實(shí)現快速增/減投煤量，確保爐內受熱更為均勻，燃燒穩定，且富氧煤粉火焰延展性好，爐膛火焰充滿(mǎn)度高，從而達到降低鍋爐啟/停時(shí)間的目的。

 

 

       （4）增強燃料靈活性——利用氧氣強化煤粉揮發(fā)份燃燒的同時(shí)，強化煤粉中固碳的燃燒——降低煤粉中固碳的著(zhù)火溫度，提高燃燒過(guò)程反應速度，提高燃燒過(guò)程溫度，從而實(shí)現對燃料揮發(fā)份含量不做要求，有效提高鍋爐煤種適應性；同時(shí)通過(guò)溫度檢測反饋可實(shí)現智能調控富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置參數，確保在任意工況下引燃一次風(fēng)煤粉，使煤粉以主動(dòng)燃燒狀態(tài)進(jìn)入爐膛，維持爐膛穩定燃燒，從而實(shí)現能夠燃燒煙煤、貧煤、無(wú)煙煤以及摻燒生物質(zhì)能源（秸稈、木屑等）的目的，達到提高機組燃料靈活性的目的。 

 

  

       （5）確保SCR裝置高效投運——富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)通過(guò)調控燃燒系統微量燃油（或天然氣）、氧氣等參數，利用氧氣強化燃油（或天然氣）燃燒，產(chǎn)生高溫火焰引燃一次風(fēng)煤粉，確保富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置內煤粉以提前著(zhù)火主動(dòng)燃燒狀態(tài)進(jìn)入爐膛，在維持爐膛穩定燃燒的同時(shí)，斷層富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置的投運（或配合富氧智能煙氣加熱裝置），可有效抬高火焰中心，縮短火焰中心到爐膛出口的距離，從而使煙氣溫度滿(mǎn)足SCR投運要求（≥320℃），全程安全、高效地投運。

 

 

       （6）確保鍋爐爐效不降低——富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)采用提前著(zhù)火、主動(dòng)燃燒的方式，相對延長(cháng)了煤粉在爐內的燃燒時(shí)間，確保煤粉燃燒充分，降低鍋爐飛灰及大渣含碳量，不增加鍋爐機械不完全燃燒熱損失，不降低爐效；同時(shí)利用斷層燃燒（或配合富氧智能煙氣加熱裝置），通過(guò)投運頂層燃燒器可有效抬高火焰中心，縮短火焰中心到爐膛出口的距離，避免為提高煙氣溫度而開(kāi)啟（或安裝）省煤器旁路等措施而導致?tīng)t效降低。

 

 

       （7）優(yōu)化熱電機組儲熱裝置——對于熱電機組的靈活性改造，目前通常會(huì )采取儲熱裝置方案。在國外的應用中，該方案大多基于電網(wǎng)/熱網(wǎng)小，煤種優(yōu)質(zhì)、穩定的基礎上；而國內電網(wǎng)/熱網(wǎng)大，煤質(zhì)變化大，為保證火電靈活性的連續性，儲熱裝置建設規模應相對增大。富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)可增強機組深度調峰能力，保證火電靈活性調節的連續性，從而優(yōu)化熱電機組儲熱裝置，縮減其建設規模，降低基建及運行維護成本。 

 

 

       4、輔助物料供應

       富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)需少量燃油（燃氣）作為引火能源，運行過(guò)程存在一定成本，為此我司開(kāi)發(fā)了小型煤炭分級分質(zhì)高效利用系統，可利用電廠(chǎng)動(dòng)力煤在小型煤炭分級分質(zhì)高效利用系統內熱解產(chǎn)生富氫干餾煤氣及附屬產(chǎn)品，利用富氫煤氣作為電廠(chǎng)常態(tài)調峰能源，解決運行過(guò)程產(chǎn)生的成本問(wèn)題；同時(shí)富氫煤氣的常態(tài)化應用可有效減少電廠(chǎng)CO2排放，另外動(dòng)力煤熱解產(chǎn)生的附屬產(chǎn)品可直接對外銷(xiāo)售，獲取高額經(jīng)濟效益。

 

 

       二、富氧低氮燃燒技術(shù)

 

       1、技術(shù)背景

       氮氧化物是燃煤發(fā)電行業(yè)排放的主要污染物之一。燃煤發(fā)電鍋爐運行過(guò)程中，煙氣中的氮氧化物（NOx）生成分為燃料型、熱力型和瞬時(shí)型。其中燃料型氮氧化物占到80%左右?，F有SCR煙氣脫硝技術(shù)降低氮氧化物效果不能滿(mǎn)足國家的排放要求。 

 

        2、技術(shù)簡(jiǎn)介

 

 

       在富氧低氮燃燒時(shí)，一次風(fēng)粉進(jìn)入富氧低氮燃燒器，在富氧低氮燃燒器濃淡分離的作用下，使一次風(fēng)粉達到深度的燃料分級，在富氧環(huán)境下點(diǎn)燃富氧低氮燃燒器中的一次風(fēng)煤粉，確保一次風(fēng)煤粉在富氧低氮燃燒器的高著(zhù)火率，同時(shí)富氧低氮燃燒器內煤粉以著(zhù)火狀態(tài)進(jìn)入爐膛，使爐膛高溫區下移，延長(cháng)爐膛換熱時(shí)間，從而降低排煙熱損失，提升鍋爐爐效。

       一次風(fēng)煤粉在富氧低氮燃燒器分級燃燒過(guò)程中，富氧低氮燃燒器內的氧氣不足以支撐煤粉完全燃燒，處于深度缺氧燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生了大量CO等還原性物質(zhì)，在還原已生成的氮氧化物的同時(shí)抑制氮氧化物的產(chǎn)生。

       不完全燃燒的煤粉進(jìn)入爐膛（即大量CO強還原劑進(jìn)入爐膛）后，在主燃區、還原區及燃盡區全方位布置的情況下，在爐膛中又形成空氣分級燃燒，進(jìn)一步抑制和還原了氮氧化物。

       通過(guò)雙抑制和雙還原的過(guò)程，既保證了煤粉高燃盡率，降低鍋爐飛灰含碳量，減少固體不完全燃燒熱損失，從而提高鍋爐爐效；又大幅度抑制和還原燃燒中產(chǎn)生的氮氧化物,達到以“低氮燃燒的手段，產(chǎn)生煙氣脫硝的降氮效果”。

 

       3、技術(shù)優(yōu)勢

       （1）降低NOx效果顯著(zhù)，可達到SCR技術(shù)的減排效果。根據我司多次在中電投重慶九龍電廠(chǎng)、國電成都金堂電廠(chǎng)、國電重慶恒泰電廠(chǎng)工業(yè)化應用表明，若在鍋爐所有一次風(fēng)噴口內安裝富氧智能低氮燃燒器可降低氮氧化合物80%以上，達到SCR煙氣脫硝的效果；

       （2）建設投資少，運行、維護費用低

       富氧低氮燃燒技術(shù)在同等規模下，其建設、運行費用分別約為SCR技術(shù)的1/5和1/10，達到了經(jīng)濟的降低氮氧化合物地目的。

       （3）降低氮氧化物排放的同時(shí)，還降低了鍋爐的飛灰含碳量

       該技術(shù)通過(guò)微油與純氧的作用，保障了一次風(fēng)煤粉的全部著(zhù)火燃燒，杜絕了分級燃燒技術(shù)造成的煤粉燃燒不盡，鍋爐飛灰含碳量增加的現象，解決了現有低氮燃燒機理與技術(shù)在降低氮氧化物排放量的同時(shí)，增加了鍋爐飛灰含碳量的矛盾；

       （4）提高鍋爐運行效率，降低單位發(fā)電煤耗

       該技術(shù)運行時(shí)使一次風(fēng)煤粉流提前著(zhù)火后進(jìn)入爐膛，增加了煤粉在爐內燃燒時(shí)間，提高了鍋爐運行效率，降低了單位發(fā)電煤耗，同時(shí)減少了二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物及粉塵的排放，環(huán)保效益突出。

       （5）富氧低氮燃燒技術(shù)煤種適應性廣泛

       由于每臺富氧低氮燃燒器燃燒的油、氧調整簡(jiǎn)單、快捷、可靠，能點(diǎn)燃不同的煤種（煙煤、貧煤、無(wú)煙煤等），因而能對不同煤質(zhì)進(jìn)行高效減排。

 

 

       三、富氧燃燒點(diǎn)火節油技術(shù)

 

       1、技術(shù)背景

       燃煤發(fā)電行業(yè)作為我國主要電力來(lái)源，長(cháng)期以來(lái),火力發(fā)電機組鍋爐的啟停、調試及低負荷穩燃消耗了大量的燃油；而中國是一個(gè)典型的富煤貧油國，每年原油進(jìn)口率達50%左右，在目前及未來(lái)燃油價(jià)格高昂的形勢下，大量的燃油消耗，將嚴重影響國家及企業(yè)的經(jīng)濟效益；因此，電力行業(yè)迫切需要節油新技術(shù)來(lái)降低鍋爐點(diǎn)火、穩燃、試運行階段的油耗，從而降低發(fā)電成本，提升競爭力，契合國家可持續發(fā)展方針。

 

       2、技術(shù)簡(jiǎn)介

 

 

       富氧燃燒點(diǎn)火穩燃節油技術(shù)是指通過(guò)純氧提高燃料燃燒溫度、降低燃料著(zhù)火溫度、提高燃燒燃燒速度，采用廉價(jià)的燃料“煤”替代昂貴的燃料“油”，達到大幅度節約鍋爐點(diǎn)火、停運、穩燃耗油量，降低鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火及穩燃成本的目的。

       在鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火或穩燃時(shí)，利用氧氣強化燃油燃燒、強化煤粉燃燒，利用多級燃燒的方式使一次風(fēng)煤粉流在任何工況下提前著(zhù)火后進(jìn)入爐膛，確保一次風(fēng)煤粉流穩定著(zhù)火燃燒。將高純氧氣與燃油預混，燃燒產(chǎn)生高溫油火焰，進(jìn)而點(diǎn)燃氧氣與一次風(fēng)煤粉流的混合物，并利用“以煤代油，以氧助燃” 的原理，以達到廣泛適應各類(lèi)煤種（煙煤、貧煤、無(wú)煙煤等所有煤種）、大幅降低鍋爐點(diǎn)火、穩燃、過(guò)程油耗的目的。

 

       3、技術(shù)優(yōu)勢

       （1）不改變燃燒器性能，不改變爐內燃燒特性 

       對鍋爐原燃燒器進(jìn)行富氧燃燒點(diǎn)火穩燃節油技術(shù)改造后，保持原燃燒器外部尺寸不變，改造后燃燒器內部結構形成的氣阻在鍋爐所波動(dòng)的范圍內。

       改造后的富氧燃燒器在點(diǎn)火、穩燃過(guò)程能起到等熱值替換鍋爐內原大油槍點(diǎn)火、穩燃作用。

       （2）節油率高，達到90%以上

       利用純氧強化油的燃燒，強化煤的燃燒，采用“以煤代油，以氧助燃”的方式，大幅降低鍋爐點(diǎn)火、穩燃、機組調試過(guò)程油耗。 

       （3）煤種適應性廣泛,適用于煙煤、貧煤、無(wú)煙煤等所有煤種

       充分利用純氧特性，在強化煤粉揮發(fā)份燃燒同時(shí)，強化煤粉固碳的燃燒,對煤種揮發(fā)分的含量不作要求，適用于煙煤、貧煤、無(wú)煙煤、煤矸石等所有煤種，點(diǎn)火初期，煤粉著(zhù)火率高（≥90%）。

       （4）不產(chǎn)生油污，確保環(huán)保設備全程安全、高效運行

       采用“以煤代油、以氧助燃”的方式進(jìn)行鍋爐啟停、穩燃及機組調試，燃油消耗量低，且燃油燃燼率高（≥99%），不產(chǎn)生油污，在鍋爐取消煙氣旁路后能夠確保電除塵、脫硫裝置安全、可靠運行。

       （5）安全、可控、零維護

       富氧燃燒點(diǎn)火穩燃節油技術(shù)，其系統獨立于鍋爐系統之外，完全實(shí)現獨立、自動(dòng)、監控，對整個(gè)鍋爐的控制沒(méi)有任何影響，保證了爐內燃燒穩定與燃燒設備的安全，且所耗油、氧量小，更加利于管控；長(cháng)期實(shí)際應用表明，該技術(shù)運行安全、可控、零維護。

 

 

四、富氧高溫智能調控垃圾焚燒技術(shù)    

 

       1、技術(shù)背景

       國現行生活垃圾焚燒廠(chǎng)大氣污染物排放（二噁英）超國標現象較為嚴重，整體污染物信息公開(kāi)狀況差。其排放超標的主要原因是國內焚燒技術(shù)本身與國內垃圾的配合性不高與設備運行狀況不佳，即焚燒爐內溫度不高、容積熱負荷不穩定、燃燒不充分所致。

 

       2、技術(shù)簡(jiǎn)介

 

 

       根據富氧高溫智能調控垃圾焚燒技術(shù)原理，在垃圾焚燒爐的現有設備基礎上增加儲粉系統、送粉系統、富氧燃燒系統，通過(guò)微量純氧與燃油引燃整個(gè)改造后的一次風(fēng)煤粉流，改變原有的助燃燃料的添加方式，實(shí)現煤粉替代柴油的燃燒方式，確保垃圾焚燒爐的高溫穩定燃燒、實(shí)現冷態(tài)正常點(diǎn)火降低油耗 90%以上，降低垃圾焚燒成本。

       針對垃圾焚燒過(guò)程中，一旦垃圾熱值降幅較大，爐膛溫度下降，爐膛燃燒工況出現波動(dòng)，通過(guò)監測信號及爐膛燃燒波動(dòng)預測曲線(xiàn)以及自動(dòng)化控制系統，設備自動(dòng)及時(shí)的響應，利用富氧燃燒系統向爐膛內及時(shí)補充熱量，維持垃圾焚燒爐穩定燃燒，確保垃圾焚燒爐的良好工況，提高垃圾焚燒爐發(fā)電數量，增加垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

 

       3、技術(shù)優(yōu)勢

       （1）確保二噁英分解

       富氧高溫智能調控垃圾焚燒技術(shù)利用煤粉的燃燒替代燃油的燃燒，實(shí)時(shí)監測爐內溫度，當監測垃圾焚燒爐內溫度低于850℃時(shí)，立即投入富氧系統提高爐內溫度。

       （2）提高單位垃圾發(fā)電量

       該技術(shù)確保爐內溫度時(shí)刻大于850℃，提高了垃圾燃燼率，減少了熱酌減率，因此，有效提高了單位垃圾發(fā)電量。

       （3）滲濾液可回爐焚燒

       滲濾液的處理是垃圾處理中一大難題，而富氧高溫智能調控垃圾焚燒技術(shù)確保爐內溫度時(shí)刻大于850℃，因此可將滲濾液投入爐內焚燒，大限度了減少滲濾液產(chǎn)生的危害。

 

 

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