我國(guó)是能源大國(guó)，擁有豐富的生物質(zhì)資源，而生物質(zhì)直燃一直是困擾我國(guó)環(huán)境保護(hù)的重大瓶頸。為了破解生物質(zhì)直燃難題，適應(yīng)生物質(zhì)能源利用快速發(fā)展需要，守護(hù)藍(lán)天碧水，擔(dān)負(fù)起央企的社會(huì)責(zé)任，哈電集團(tuán)哈爾濱鍋爐廠(chǎng)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“哈鍋”）科技人員在燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域潛心研究，并取得重大成果，迅速得到了燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電市場(chǎng)的青睞，成功拿到大唐吉林長(zhǎng)山熱電廠(chǎng)66萬(wàn)千瓦超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組耦合2萬(wàn)千瓦生物質(zhì)發(fā)電改造示范項(xiàng)目總承包合同，是國(guó)內(nèi)首個(gè)最大國(guó)家級(jí)燃煤耦合生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)改造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。  

哈鍋黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)樊險(xiǎn)峰表示，哈鍋從我國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，在“四個(gè)耦合”領(lǐng)域深入推動(dòng)企業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革，并以此取得重大突破，拿到該項(xiàng)目，標(biāo)志著哈鍋在加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，為我國(guó)生物質(zhì)能源利用做出了重大貢獻(xiàn)。  

圖為哈鍋高效清潔燃煤電站鍋爐國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。  

圖為哈鍋先進(jìn)的生產(chǎn)裝備。  

生物質(zhì)耦合發(fā)電彰顯哈鍋智慧  

哈鍋?zhàn)灾餮邪l(fā)的先進(jìn)生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合發(fā)電工藝具有用電率低、產(chǎn)氣率高、灰渣量少、安全可靠等特點(diǎn)，適用于大型化、大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。  

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，生物質(zhì)等可再生能源利用的重要性逐漸增加，2016年國(guó)家能源局提出，“十三五”期間國(guó)家將力推煤電+生物質(zhì)、煤電+污泥、煤電+垃圾、煤電+光熱等“四個(gè)耦合”發(fā)電，通過(guò)摻燒消納秸稈和農(nóng)林廢棄物、污泥、垃圾燃料等有效途徑，促進(jìn)環(huán)境治理，大幅提高可再生能源消納比例；2017年底，國(guó)家能源局和環(huán)境保護(hù)部又下發(fā)了《關(guān)于開(kāi)展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)工作的通知》，大力支持生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)應(yīng)用推廣。  

大唐長(zhǎng)山電廠(chǎng)燃煤耦合生物質(zhì)氣化發(fā)電項(xiàng)目位于吉林省長(zhǎng)山鎮(zhèn)，地處東北商品糧基地中心，電廠(chǎng)生物質(zhì)燃料以玉米秸稈為主，周邊資源豐富。該工程將在1號(hào)機(jī)組現(xiàn)有場(chǎng)地建設(shè)1臺(tái)發(fā)電功率為2萬(wàn)千瓦等級(jí)的生物質(zhì)氣化發(fā)電項(xiàng)目，采用循環(huán)流化床微正壓氣化技術(shù)將產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)馑椭?6萬(wàn)千瓦超臨界燃煤機(jī)組鍋爐，與煤粉進(jìn)行混燒，利用原有燃煤發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)高效發(fā)電，可有效破解秸稈在田間直接燃燒造成環(huán)境污染及資源浪費(fèi)難題。該項(xiàng)目計(jì)劃今年9月底投產(chǎn)。  

哈鍋燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)充分結(jié)合了哈鍋流化床技術(shù)與大型燃煤機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)，采用自主研發(fā)的先進(jìn)生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合發(fā)電工藝。生物質(zhì)燃料經(jīng)過(guò)破碎或壓塊后送入流化床氣化爐內(nèi)，在床料及流化介質(zhì)作用下，使?fàn)t內(nèi)呈鼓泡、流化狀態(tài)，物料和氣化劑充分接觸，通過(guò)合理布風(fēng)和循環(huán)回料，在保證高效氣化的同時(shí)，控制氣化裝置溫度。氣化爐底部密相區(qū)采用漸縮段設(shè)計(jì)，保證底部高的流化速度，減少秸稈燃料破碎所需的時(shí)間，有利于燃料高效、穩(wěn)定的氣化，同時(shí)通過(guò)提高流化速度，確保燃料落入密相區(qū)時(shí)已經(jīng)破碎成易于流化的小顆粒焦炭，通過(guò)合理布風(fēng)，保證了較高的氣化效率。  

生物質(zhì)燃?xì)馊紵鞑捎霉佔(zhàn)灾餮邪l(fā)燃燒器，將燃?xì)馊紵鞑贾糜跔t內(nèi)氮氧化物還原區(qū)，合理燃燒器配風(fēng)設(shè)計(jì)有利于降低鍋爐氮氧化物排放，且生物質(zhì)燃?xì)馊紵郎囟鹊停蛇M(jìn)一步降低熱力型氮氧化物生成。燃?xì)夤艿老到y(tǒng)采用中溫中速設(shè)計(jì)，既降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，又有利于提高生物質(zhì)燃?xì)忮仩t內(nèi)著火穩(wěn)燃特性。生物質(zhì)給料系統(tǒng)采用自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，技術(shù)先進(jìn)，節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行可靠。哈鍋?zhàn)灾餮邪l(fā)的先進(jìn)生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合發(fā)電工藝具有廠(chǎng)用電率低、產(chǎn)氣率高、灰渣量少、安全可靠等特點(diǎn)，適用于大型化、大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。  

據(jù)了解，我國(guó)每年生物質(zhì)資源超過(guò)10億噸，因缺乏大規(guī)模、高效利用手段造成環(huán)境污染。燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)可依托燃煤電廠(chǎng)高效環(huán)保設(shè)施達(dá)到超低排放，實(shí)現(xiàn)秸稈等生物質(zhì)資源低成本、無(wú)害化的高效利用。與傳統(tǒng)生物質(zhì)直燃發(fā)電相比，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電不但建設(shè)投資可節(jié)省約40%，而且生物質(zhì)發(fā)電效率還可提高10%以上，具有發(fā)電效率高、環(huán)保效果好、社會(huì)效益顯著等突出優(yōu)勢(shì)，有效發(fā)揮了生物質(zhì)能源價(jià)值，是生物質(zhì)資源利用的重要發(fā)展方向。  

垃圾耦合發(fā)電提供哈鍋方案  

哈鍋?zhàn)灾餮邪l(fā)的“燃煤耦合垃圾發(fā)電技術(shù)”思路新穎，解決了傳統(tǒng)垃圾焚燒爐的技術(shù)問(wèn)題，切合時(shí)代要求，對(duì)破解秸稈直焚頑疾和城市垃圾處理難題提供了新的解決方案。  

在燃煤耦合發(fā)電技術(shù)研發(fā)方面，哈鍋深耕細(xì)作，致力于提升煤電耦合發(fā)電水平，積極推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。哈鍋大膽創(chuàng)新，先試先行，大力推進(jìn)“四個(gè)耦合”研究，利用自主建設(shè)的高效清潔燃煤電站鍋爐國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量的燃燒試驗(yàn)研究和積累，自主研發(fā)了燃煤耦合垃圾、生物質(zhì)等發(fā)電技術(shù)，垃圾焚燒與大型燃煤機(jī)組耦合發(fā)電技術(shù)于2017年年底率先通過(guò)國(guó)家能源局評(píng)審，解決了傳統(tǒng)垃圾焚燒爐的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)破解秸稈直焚頑疾和城市垃圾處理難題提供了新的解決方案，走在了行業(yè)前列。  

2016年，我國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量超過(guò)2.15億噸，傳統(tǒng)焚燒發(fā)電是垃圾處置主要的方式之一，垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英、氯化物、二氧化硫、氮氧化物等需要垃圾焚燒電廠(chǎng)單獨(dú)配備復(fù)雜的煙氣凈化系統(tǒng)，投資大、能耗高、凈化效率低，傳統(tǒng)垃圾焚燒發(fā)電機(jī)組效率僅為18%～25%。  

哈鍋燃煤耦合垃圾發(fā)電技術(shù)充分結(jié)合了垃圾焚燒爐與大型燃煤機(jī)組的技術(shù)特點(diǎn)，采用雙鏈耦合，蒸汽側(cè)耦合將垃圾焚燒爐產(chǎn)生的主蒸汽引入燃煤機(jī)組的熱力系統(tǒng)，將低能級(jí)的垃圾焚燒爐發(fā)熱量部分轉(zhuǎn)移到高能級(jí)的燃煤鍋爐發(fā)電，實(shí)現(xiàn)垃圾發(fā)熱量高效利用；煙氣側(cè)耦合將垃圾焚燒爐產(chǎn)生的尾部煙氣引入燃煤鍋爐，節(jié)約了垃圾焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)備投入。  

該技術(shù)打破了傳統(tǒng)垃圾焚燒爐的運(yùn)行模式，節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)顯著。哈鍋先進(jìn)的潔凈排放高效垃圾資源化利用發(fā)電技術(shù)，在對(duì)現(xiàn)有燃煤機(jī)組整體改造量最小的前提下，利用大型燃煤機(jī)組的高效熱力循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，能夠有效解決傳統(tǒng)垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組發(fā)電效率低、排煙溫度高、飛灰沾污、二惡英等污染物處理成本高等難題，可將垃圾焚燒發(fā)電效率提高至31.6%，實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化、減量化、資源化、低成本化的處置，提高垃圾能源化利用效率，降低單位垃圾處理投資成本及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。  

可再生能源利用貢獻(xiàn)哈鍋力量  

哈鍋在自主開(kāi)發(fā)燃煤耦合垃圾、生物質(zhì)等發(fā)電技術(shù)的同時(shí)，深入開(kāi)展燃煤耦合污泥發(fā)電技術(shù)、靈活性改造技術(shù)等研究工作，全面落實(shí)國(guó)家可再生能源政策，促進(jìn)生態(tài)文明。  

可再生能源是能源供應(yīng)體系的重要組成部分，是我國(guó)推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的重要措施。哈鍋在自主開(kāi)發(fā)燃煤耦合垃圾、生物質(zhì)等發(fā)電技術(shù)的同時(shí)，深入開(kāi)展燃煤耦合污泥發(fā)電技術(shù)、靈活性改造技術(shù)等研究工作，全面落實(shí)國(guó)家可再生能源政策，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)生態(tài)文明。  

研發(fā)燃煤耦合污泥發(fā)電技術(shù)。城市污水處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥，污泥與燃煤機(jī)組耦合發(fā)電技術(shù)可充分利用污泥中的資源，使之達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。哈鍋?zhàn)灾魍瓿闪嗣悍坼仩t摻燒污泥熱力計(jì)算、煤粉鍋爐摻燒污泥后爐內(nèi)燃燒狀況、煙氣成分變化和傳熱特性變化數(shù)值模擬等研究工作。此種污泥焚燒方式投資小，只需在原有電廠(chǎng)內(nèi)建設(shè)污泥儲(chǔ)存設(shè)施和污泥輸送系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)原有鍋爐及煙氣處理設(shè)備進(jìn)行部分改造,即可達(dá)到污泥無(wú)害化處置的要求，而且焚燒渣還可以制成附屬產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。污泥耦合發(fā)電技術(shù)采用煤電的高溫?zé)煔飧稍锵到y(tǒng)取代傳統(tǒng)的蒸汽干化機(jī)，污泥干燥速度快，系統(tǒng)密閉性好，可有效控制氣味擴(kuò)散。干化后的污泥通過(guò)封閉式皮帶輸送機(jī)直接混入入爐原煤，作為燃料入爐焚燒。采用大容量電站煤粉鍋爐進(jìn)行污泥焚燒，處理規(guī)模大，燃燒溫度高，可有效抑制多環(huán)芳烴、二惡英等有機(jī)污染物的生成。  

加大機(jī)組火電靈活性改造研究。“十三五”期間我國(guó)將實(shí)施2.2億千瓦燃煤機(jī)組的靈活性改造，使機(jī)組具備深度調(diào)峰能力。國(guó)家確定兩批共22個(gè)電廠(chǎng)作為火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目，其中有15家電廠(chǎng)鍋爐為哈鍋產(chǎn)品。哈鍋結(jié)合電廠(chǎng)機(jī)組自身的運(yùn)行特性以及調(diào)峰目標(biāo)幅度，可靈活制定改造技術(shù)路線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)燃煤機(jī)組在低負(fù)荷下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，哈鍋針對(duì)超低負(fù)荷下風(fēng)機(jī)和磨煤機(jī)運(yùn)行等問(wèn)題進(jìn)行了專(zhuān)題研究，完成燃燒器改造、鍋爐熱力和壁溫計(jì)算、鍋爐受熱面改造等方案，為電廠(chǎng)靈活性改造提供最優(yōu)方案。哈鍋還與國(guó)內(nèi)相關(guān)院校部門(mén)合作研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低谷電蓄熱設(shè)備，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，具備了模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)及供貨能力。該儲(chǔ)熱技術(shù)是利用電作為動(dòng)力的新型技術(shù)，涵蓋高溫固體電蓄熱設(shè)備+電極鍋爐、單罐水蓄熱設(shè)備+電極鍋爐、雙罐熔鹽蓄熱設(shè)備+電極鍋爐等多個(gè)種類(lèi)，可以利用低谷電，實(shí)現(xiàn)大型火電機(jī)組深度調(diào)峰。  

垃圾焚燒開(kāi)創(chuàng)新天地。拿到6臺(tái)深能源環(huán)保垃圾鍋爐，建成后將成為全球規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)。項(xiàng)目為單臺(tái)日處理垃圾量850噸的次高壓多級(jí)階梯爐排式垃圾焚燒爐，采用多級(jí)階梯爐排爐技術(shù)，垃圾徹底處理能力強(qiáng)，發(fā)電效率可達(dá)25%，處于世界領(lǐng)先水平。該鍋爐整體采用模塊化設(shè)計(jì)，將鍋爐蒸發(fā)器、過(guò)熱器等分成14個(gè)模塊進(jìn)行生產(chǎn)，工地焊口比常規(guī)設(shè)計(jì)減少一半以上，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，質(zhì)量易于保證。全部產(chǎn)品將于2018年4月前完成供貨，預(yù)計(jì)2018年底投入運(yùn)行。  

哈鍋黨委副書(shū)記、總經(jīng)理張彥軍在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，哈鍋堅(jiān)持主業(yè)精、副業(yè)興，特別是積極推進(jìn)“四個(gè)耦合”、靈活性改造等技術(shù)研究，為建設(shè)美麗中國(guó)貢獻(xiàn)了哈鍋力量。哈鍋也一定會(huì)以科技創(chuàng)新為動(dòng)力，推動(dòng)企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

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