双碳目标下东方锅炉三改联动整体技术方案

双碳目标下东方锅炉 “三改联动“整体技术方案介绍东方电气集团东方锅炉股份有限公司2021年12月2 2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向世界宣布了中国的碳达峰与碳中和愿景。前言前言前言前言4推动煤电机组节能提效升级和清洁化利用开展煤电机组供热改造加快实施煤电机组灵活性改造2025年，火电平均供电煤耗300g标准煤/KW.H以下，改造规模不低于3.5亿千瓦无法改造的机组逐步淘汰关停，视情况转为应急备用电源开展锅炉冷端余热深度利用改造、机组能量梯级利用改造、探索高温亚临界综合升级改造支持有条件的机组减少三氧化硫、汞、砷排放煤电机组替代采暖、工业供汽小锅炉，具备条件纯凝机组开展供热改造，改造规模达到5000万KW拓展集中式供热需求，支持热网工程建设和老旧管网改造、发展长输供热项目城市或工业园区运行未满15年纯凝机组实施采暖供热改造，推广工业余热供热、热泵供热技术鼓励热电联产机组充分回收电厂余热、提高供热能力，满足新增热负荷需求纯凝工况调峰最小发电出力达到35%额定负荷热电机组供热期通过热电解耦力争实现单日6H最小发电出力达到40%额定负荷调峰能力实施煤电机组灵活性制造和灵活性改造，现役机组灵活性改造后最小发电出力达到30%左右额定负荷前言前言节能降耗改造供热改造灵活性改造目 录CONTENT燃煤机组提质增效技术介绍燃煤机组提质增效技术介绍燃煤机组灵活性技术介绍燃煤机组灵活性技术介绍燃煤燃煤机组高参数供汽技术介绍机组高参数供汽技术介绍0203东方锅炉新能源技术东方锅炉新能源技术041燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术*数据源自中电联2020年火电机组能效水平对标报告。300300参数低，是效率低下的主要原因机组效率低，技术相对落后，设备老化系统等方面原因燃煤机组提燃煤机组提质增效技术质增效技术影响机组能效的主要因素8蒸汽参数提高炉效余热利用安全降低机降低机组煤耗组煤耗 排烟温度每降低排烟温度每降低10：锅炉效率提高锅炉效率提高0.5%机组煤耗降低机组煤耗降低1.52.0g/KW.h深度利用烟气余深度利用烟气余热，机炉耦合降热，机炉耦合降低机组煤耗低机组煤耗项目项目提升提升幅度幅度煤耗降低煤耗降低g/KW.h主汽压力主汽压力1MPa0.70.9主汽温度主汽温度100.91.0再热汽温再热汽温100.70.8燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术9燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术参数提升余热利用提高炉效其余节能技术 燃煤改烧天然气 柔性密封技术 吹灰汽源优化 烟道阻力优化 疏水系统热量回收 炉膛声波测温系统 尿素热解气气换热器 精准喷氨 新型燃烧技术 降低排烟温度，分级省煤器技术 空预器升级 燃烧系统、制粉系统、风粉在线 旁通管阻力优化 燃烧器热风冷却 低温省煤器、低省联合暖风器或预热器旁路 热风加热技术：预热器出口热风加热 热风换热技术：热一次风加热给水 GAH技术 提升主、再蒸汽温度为主 提升参数至569、600、620 提升受热面等级或增加受热面级数 锅炉增容提质增效技术提质增效技术10提升温度为主，提升压力为辅提升温度为主，提升压力为辅 提升压力将影响从给水泵出口至主汽门的所有受压件，影响范围广。温度影响范围相对小，成本低。提升效果提升效果压压 力力提升 1 MPa,节约煤耗 0.850.9 g/kwh温温 度度主汽温度提 10，节约煤耗 0.850.9 g/kwh;再热温度提 10，节约煤耗 0.650.72 g/kwh;燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术参数提升技术改造范围改造范围1.核实面积情况，酌情增加低过、屏过和高过，高再；2.提升材料档次；3.核算主汽、再热热段管道裕量，升档更换4.更换主汽、再热热段阀门等；5.核算膨胀，更换吊挂；6.其他附件541/541571/569605/603燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术应用业绩：大唐安阳、临河等项目参数提升技术受热面571/569605/603省煤器相同相同水冷壁相同相同顶棚包墙相同相同低温过热器相同相同屏式过热器SA-213T91TP347HSUPER304HHR3C高温过热器SA-213T91TP347HSUPER304HHR3C低温再热器SA-210C15CrMoG12Cr1MVGSA-210C15CrMoG12Cr1MVGSA-213T91高温再热器SA-213T91TP347HSUPER304HHR3C受热面总体布置不变、材料升档方案燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术13参数提升技术序号项目高温亚临界566/566高温亚临界600/6001锅筒、省煤器系统利旧利旧2水冷壁系统配合燃烧器改造部分更换配合燃烧器改造、壁再（如需）改造部分更换3过热器系统再热器系统增加各级受热面面积部分受热面材质升档管道集箱部分材料升档增加各级受热面面积（或增加一级受热面）部分受热面材质升档管道集箱部分材料升档4燃烧系统燃烧器适应性改造，优化燃烧系统配风，实现最佳的燃尽性与低NOx排放的协调统一，同时兼顾稳燃、避免结焦及高温腐蚀。控制飞灰和大渣的含碳量，提高锅炉效率。5脱硝系统、预热器利旧，适应性改造利旧，适应性改造6钢结构部分加固部分加固7烟风道局部改造局部改造8汽水系统阀门更换部分高温段阀门更换部分高温段阀门9支吊系统更换部分支吊更换（或新增）部分支吊10四大管道给水、冷再进口管道利旧，高过、高再出口管道、高旁材质升档给水管道利旧，冷再进口管道根据壁再（如需）位置调整，高过、高再出口管道、高旁材质升档14燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术高温亚临界改造方案对比1 1、空预器入口烟温一直偏高，、空预器入口烟温一直偏高，排烟温度高时排烟温度高时增设省煤器受热面积增设省煤器受热面积2 2、空预器阻力增大，排烟温空预器阻力增大，排烟温度升高时度升高时改造空预器改造空预器3 3、空预器阻力正常，排烟温空预器阻力正常，排烟温度高，且要求热风温度高时度高，且要求热风温度高时考虑深度余热利用考虑深度余热利用燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术降低排烟温度技术15燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术低温省煤器低温省煤器余热利用方案低温省煤器余热利用方案节约煤耗约节约煤耗约1g/1g/（KW.hKW.h）低温省煤器+暖风器机炉之间初步耦合机炉之间初步耦合节约煤耗约节约煤耗约2.2g/2.2g/（KW.hKW.h）暖风器+空预器旁路机炉之间深度耦合机炉之间深度耦合节约煤耗约节约煤耗约3.7g/3.7g/（KW.hKW.h）余热深度利用技术16燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术热风加热加热预热器出口一/二次风热风换热技术热风加热凝结水热风加热给水/凝结水机炉耦合提效技术17 18 采用多维度深度分级燃烧器，燃烧器喷采用多维度深度分级燃烧器，燃烧器喷口稳焰齿环为不锈钢铸件，在稳焰齿的口稳焰齿环为不锈钢铸件，在稳焰齿的迎风面贴耐磨陶瓷片。迎风面贴耐磨陶瓷片。燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术降低未完全燃烧碳损失第一代OPCC燃烧器第二代OPCC燃烧器第三代OPCC燃烧器第四代OPCC燃烧器提出外浓内氮环形回流型高效低氮燃烧技术理念对一次风组件结构型式、扩锥角度、扩锥连接方式等优化，进一步提升了燃烧器可靠性提出火焰分割技术，NOx排放降低到180mg/Nm3水平，燃尽度提高30%，燃烧性能及可靠性得到显著提升提出环形浓淡强化分级技术，NOx排放降低到150mg/Nm3水平，燃尽度提升5%，燃烧性能及可靠性得到进一步提升第四代燃烧器在华电邹县成功投运燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术降低未完全燃烧热损失技术19燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术321炉顶柔性密封p第一重 结构：密封盒内微膨胀耐火可塑料+高纯硅酸铝耐火纤维毯p第二重 结构：带波纹节的金属密封盒p第三重 结构：金属密封盒外的多层柔性高纯硅酸铝耐火纤维毯+高温粘结剂烟风道阻力优化p风道阻力大小直接影响风机电耗，优化风道设计，设计导流板，有利于降低烟道、风道阻力，降低风机电耗.p二次风优化，可降低风阻达200Pa以上p烟道优化也可降低风阻201 参数提升(配合汽机通流)提升参数至566/566结合提效，配合通流整体节约煤耗约23g/kWh。提升参数至600/600结合提效，配合通流节约煤耗约27g/kWh。2 锅炉提效降阻降低排烟温度/烟气暖风器方案排烟温度降低至110-120，锅炉效率提高1.15%，节约煤耗约4.04.2g/kWh。结合分区干烧技术，可解决硫铵堵塞等问题煤质提升锅炉效率可提升1-2%，节约煤耗约3.57g/kWh。燃烧系统/制粉系统/风粉在线/热一次/二次风加热/粉管加热控制飞灰和大渣的含碳量。燃劣质煤锅炉效率提高约1.0-2%，节约煤耗约3.57g/kWh。烟风道阻力优化/保温密封改造优化烟风道阻力约200Pa，预计降低厂用电率0.15%减少锅炉散热损失0.15%3 机炉深度耦合低温省煤器节约煤耗约1g/kWh。低温省煤器+暖风器节约煤耗约2.2g/kWh。低温省煤器+空预器旁路节约煤耗约3.7g/kWh。燃煤机组提质增效技术燃煤机组提质增效技术21一厂一策一厂一策燃煤机组燃煤机组节能提效预计效果节能提效预计效果22300MW亚临界湿冷煤粉机组节能提效指标煤质煤质锅炉效率锅炉效率（%）厂用电率厂用电率（%）供电煤耗（g/KWh）方案一16.7/538/538方案二16.7/569/569方案三16.7/600/600方案四24.2/600/600优质烟煤94.55.2302.8298.6298.6293.9290.5劣质烟煤93.25.5308303.7299299295.5褐煤935.5308.7304.3299.6299.6296.1贫煤92.85.5309.3305300.3296.7296.7无烟煤91.57.3313.7315.3310.4306.8注1：基于通流改造后，汽轮机热耗分别为：方案一7860KJ/KWh；方案二7750KJ/KWh；方案三7630KJ/KWh；方案四7540KJ/KWh。注2：数据为锅炉和汽机通流改造后可以达到的数据，不含系统节能技术。注3：根据理论计算及工程经验，供热机组热电比每提升10%，平均煤耗收益超4.5g/kW.h。2燃煤机组灵活性技术燃煤机组灵活性技术热电机组电极锅炉储热水罐熔盐储热固体电储热电化学储能纯凝机组低负荷稳燃低负荷脱硝受热面安全辅机适应性运行优化热热电电解解耦耦深深度度调调峰峰燃料灵活性垃圾、污泥炉排技术生物质直燃蒸汽耦合气化耦合生生物物质质耦耦合合燃煤机组灵活性燃煤机组灵活性技术技术24p 参与编制行业灵活性相关技术标准p 2017年/2020年两次成立课题组，对深度调峰进行深入研究一厂一策综合优化lOPCC/型旋流煤粉燃烧器+外置分离煤粉浓缩燃烧技术l旋流燃烧器外二次风手动调节改自动控制、外置分离煤粉浓度自动控制技术l磨煤机优化改造（动态分离器等）l风粉在线监控和可调l风粉加热技术l掺烧技术：优质煤稳燃（配烟煤）技术、生物质等掺烧技术l小功率磨煤机（新增或现有改造）与专用燃烧器l微油/等离子优化l辅助能量技术：超微油气泡雾化油枪节油、微油/等离子助燃、富氧助燃、燃气（微气）lOPCC/型旋流煤粉燃烧器+外置分离浓缩燃烧技术l燃烧器外二次风手动调节改自动控制、外置分离煤粉浓度自动控制技术l磨煤机优化改造（动态分离器等）l风粉在线监控和可调l风粉加热技术（贫煤）l小功率磨煤机（新增或现有改造）与专用燃烧器l微油/等离子优化l掺烧技术：生物质等掺烧技术l常规油/微油/等离子备用l OPCC/型型旋流煤粉燃烧器l 燃烧器外二次风手动调节改自动控制l 动态分离器l 风粉在线l 微油/等离子优化l 常规油/微油/等离子备用35%THA（贫煤）25%THA（烟煤）20%THA（贫煤、劣质烟煤）2530%THA（贫煤）20%THA（烟煤）对冲燃烧锅炉对冲燃烧锅炉251 1、低负荷稳燃、低负荷稳燃燃煤机组灵活性技术燃煤机组