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热电技术与锅炉未来发展方向刍议

网址:www.adore-japan.com      更新时间:2017-01-09 11:27    浏览次数::24次

热电行业的发展可以说恰好是跟随着改革开放的步伐。从上世纪80年代热电的兴起至今,已有30多年的历程。近年来,受能源和环保等因素的影响,热电行业面临一次重新洗牌。面对着这一十字路口,我国的热电之路在何方呢?笔者将从技术角度上来讨论,未来十年我国热电的发展方向。

目前,热电联产机组的审批,基本上都是高温高压以上机组,次高温次高压机组,作为一个过渡期存在,其以下参数机组,将逐步淘汰。高参数机组是发展的必然趋势。

锅炉的选型

循环流化床锅炉(CFB)将优于煤粉锅炉。一方面CFB锅炉对煤种的适应性,要远大于煤粉锅炉。未来的煤炭资源供应,将会越来越紧张,能选择的余地,也将会越来越窄,尤其是政府取缔了小煤窑以后,煤炭资源被大企业所掌控,煤炭市场自201311日完全放开市场化后,其价格未来的走向曲线,极有可能是向上的。煤炭的价格趋向,绑架了热电企业的效益,采用CFB锅炉,符合电厂的利益。

另一方面,脱硝要求越来越严,目前有两种方式脱硝,即SNCRSCR。其中SNCR是将脱硝药剂,直接喷入炉膛,投资低廉,运行简单。但是如果采用了煤粉锅炉,药剂在炉膛内停留时间短,烟气温度无法满足SNCR脱硝,因此脱硝效果差,只能采用投资巨大的SCR技术。有鉴于此,在热电行业,未来十年可能会出现CFB锅炉一枝独秀的局面。当然,在环保要求特别严的区域,随着输气管线系统的日益成熟,燃气锅炉也将会有一席之地。

汽轮机机组的选型

未来将出现大型火电机组热电联产与小型背压机组共存的局面。随着蒸汽供热管道技术不断进步和成熟,供蒸汽半径将会越来越大,目前甚至有的已经达到30公里。可以预见,在直径60公里的一个区域内,只需一个热电厂,会出现大鱼吃小鱼的局面。

在六七年前,30万及60万千瓦的火电机组,几乎没有谁想到要去搞热电联产供热,将供热的区域白白丢给了小型热电厂。但是随着煤炭价格的不断上涨,30万千瓦机组纯发电肯定是亏本,此时才认识到要采用供热,降低生产成本。当然,要夺回失去的供热市场,是要付出代价的。

此外,对于真正的热电联产电厂,淘汰抽凝机组,应用背压机组已经成为共识。未来背压机组采用反动式高效率的汽轮机,将成为趋势。反动式高效率的汽轮机,相对于冲动式汽轮机而言,其体积小、汽耗低、稳定性好。热电汽轮机机组选择,除了背压机组,几乎没有其他选择余地。

除尘、脱硫、脱硝的选择

电除尘和布袋除尘是热电行业除尘器的主流。当前,由于环保要求的不断提高,单纯性的电除尘,难以适应环保的排放指标,将会逐渐退出电站锅炉除尘的历史舞台。未来发展趋势将会是电袋除尘,即采用电除尘与布袋除尘相结合一体的方法,虽然在考察不少除尘器厂家之后发现此工艺仍旧不太成熟,但也将会成为一个发展趋势。

脱硫目前最成熟的还是湿法脱硫,主流是石灰石石膏脱硫方式。笔者认为,半干法脱硫、氨法脱硫、碱法类脱硫等,都还不是成熟的脱硫工艺,难以满足目前环保要求,尤其在2015年必须取消烟道脱硫旁路以后,这类工艺的脱硫,从连续运行、故障率及对煤炭质量的适应性等方面来看,都仍然存在一些问题,会使主机停机的概率增大。虽然投资较上述其他工艺大,运行费用也可能高,但是石灰石石膏湿法脱硫方式,仍然是能够真正满足目前环保要求的工艺。

笔者认为未来脱硫的方向是镁法脱硫。镁法脱硫基本原理与石灰石石膏脱硫相近,但投资费用低,厂用电率低,故障率极低,在欧美、日本、台湾等国家和地区,镁法脱硫是主流。但镁法脱硫的推广,主要受氧化镁原料的地域限制,目前国内只有河北、山东等产地。不过,随着环保越来越严格,取消烟道脱硫旁路后,脱硫运行安全性、可靠性会大于经济性,镁法脱硫会成为脱硫的主力军。

在脱硝方面, SNCR是选择性非催化还原法,即将脱硫药剂,氨或尿素等直接喷入炉膛,利用烟气高温,选择性地将NO?还原为氮气与水,投资低廉。但由于反应条件温度苛刻,需要在9271093度之间,所以脱硝效率低,一般在40%以下。在脱硝环保要求不是很严格的情况下,作为一个过渡,也是不错的选择方案。要真正实现脱硝,满足环保排放指标,一定要采用SCR。与SNCR相比,SCR多了一个催化药剂,脱硝效率能在80%以上,但其投资巨大、运行费用高。未来脱硫,可以采用SNCRSCR联合工艺,根据相应的氨氮排放指标,来灵活运行,降低费用。



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