生物质循环流化床锅炉演示文稿(最终版)

内容 燃料适应性 燃烧效率 燃烧稳定性和均匀性 对生物质水分要求 设备造价
循环流化床 强 高 好 低 低
水冷振动炉排 差 低 差 高 高
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鉴于循环流化床锅炉相比炉排炉的一系 列技术和经济优势：建设成本低；燃料 适应性强；运行不受生物质燃料供应的 制约；掺烧技术成熟；运行安全可靠； 经济性好；加之流化床本身可以燃用劣 质煤、环保性能优异、负荷调节范围宽 广等固有的优点，采用循环流化床掺烧 生物质是适合中国国情的最佳的生物质 利用方式
480 t/h 260 t/h 130 t/h 75 t/h
1025 t/h
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节能型130t/h循 环流化床发电锅 炉在山西左权电 厂成功运行
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440t/h锅炉通过 了全国电力行业 CFB协作网专家论 证技术评审
440t/h锅炉通过了 全国电力行业CFB协 作网专家论证技术 评审
⑤下降管采用12Cr1MoV，过热器采用T47H，材料昂贵。 ⑥给料中有砖头等异物，螺旋给料机经常出现故障。
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三、国内纯烧生物质电厂运行调研
2、江苏国信如东生物质能发电厂
采用国产110t/h水冷振动炉排锅炉，2008年6月底完成96小时 试运行，运行主要问题：
①锅炉膨胀设计有问题。 ②锅炉烟气流速设计偏低，积灰严重。
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三、国内纯烧生物质电厂运行调研
1、单县130t/h纯燃生物质锅炉
单县130t/h锅炉是龙基电力在国内首台丹麦技术生物质锅炉产 品，于2006年投入运行，主要问题有： ①水冷振动炉排后部的柔形管易产生裂纹。 ②炉排漏灰严重。 ③锅筒内部装置只设置钢丝网，可能导致过热器结垢烧坏。
④烟道采用3mm钢板，没有任何支撑，试运行产生严重变形。
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芬兰考察SEVO电厂



FW生产的循环流化床锅炉， 400t/h；157bar；540℃； 再热蒸汽45bar；540℃, 燃料为泥煤和生物质 生物质3／4木屑，1／4秸 秆，切成100mm的段，掺 烧比例为10－30％，从返 料器混入 乏汽是湖水（5－15℃） 冷却，锅炉效率92％ SO2排放300mg/M3，NOX排 放200mg/M3
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太锅集团对于生物质锅炉采用何 种炉型技术上合理并能更好的适 应中国国情，多年来做了大量深 入的调查研究工作，包括与国家 发改委、农业部、清华大学、中 点联等联合赴欧盟对生物质锅炉 进行调研等等。调研结论是：采 用循环流化床生物质锅炉是符合 中国国情的最佳选择。
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一、生物质燃料的炉型选择
Travel Gate VS CFBC
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5. 节能型CFB锅炉的开发

太锅集团以定态设计理论和流态设计图谱 为基础，建立了一整套具有自主知识产权 的设计导则和计算方法，形成了多项专利 和专有技术
开发出了75-1000t/h节能型CFB锅炉 系列产品，已经投入运行的新一代产品均 表现出了优异的技术性能
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定态理论指导下开发的国际 领先水平的CFB锅炉产品
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英国Radcliff电厂
沃尔顿附近 装机容量都是4×50万 KW 4台煤粉锅炉 每月掺烧量上报，管 理部门不定期检查。

百度文库

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英国ALSTOM
英国ALSTOM主要是从事煤粉炉技术研究及生物质的混燃技 术，目前正在进行6×66万KW机组的改造，改造后是全世界最 大的生物质混烧锅炉
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五、水冷振动炉排炉与流化床比较
IEA－英国环境工程公司
◇中方主要技术负责单位： 清华大学热能工程系
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芬兰RAUHLATI电厂



RAUHALATI电厂，隶属于 FORTUM是芬兰最大的能源 公司（也是北欧） 400t/h的流化床锅炉 （BFB）；135bar；533℃； 城市供热、造纸厂供汽和 发电 燃料为泥煤（褐色很轻，含水40 －45％，2200Kcal/Kg）、生物质、 煤；生物质不够时补油， 效率85％，可用率99％
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符合中国国情的循环流化床锅炉“定态设计热力性 能计算”软件打破了跨国公司对该领域核心技术的 垄断
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本技术突破了CFB锅炉已有专利的流态参 数范围，具有自主知识产权，据此获得了 发明专利，该技术在保持CFB锅炉原有优 点的基础上，在降低CFB锅炉风机电耗、 提高燃烧效率和减轻受热面磨损等方面处 于国际领先水平
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二、国内纯烧生物质锅炉面临的三大问题
3、燃料成本高，运营效益差，投资收回困难
目前已有生物质电厂中，预测的秸秆到厂价约为每吨150元， 但实际情况是，农民卖给秸秆收购站的价格就已达到150元/吨 左右，某些电厂已达到200元/吨以上，收购站再加上必要的加 工费、运输费和人工费，到厂价就达到300元/吨左右
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（二）太锅流化床技术
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科技成果

太锅集团和清华大学合作开发的完全自主 知识产权的、填补了国内外空白的、具有 国际领先水平的低床压节能型循环流化床 锅炉技术及产品鉴定会于2008年10月1112日在山西太原召开，通过了由教育部和 山西省经济委员会联合组织的包括工程院 士在内的国家权威专家的鉴定。
③锅炉设计额定负荷下燃料消耗量22吨/小时，实际燃料消
耗量达到30吨/小时，效率偏低。
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三、国内纯烧生物质电厂运行调研
2、江苏国信如东生物质能发电厂
燃料供应状况：
早在项目上马建设时，企业就在如东、如皋、海安、东台等地 设立了八九十家秸秆收购站，并从2007年起开始敞开收购。但 到2008年麦秆收购前，公司仅收购了各类秸秆近两万吨，远低 于公司的预期。即便到了秸秆生产高峰期，也仅有一半的收购 网点在运行。按照公司正常生产需要，每天需秸秆700吨，收 购量与需求量差距达50%以上！
安全可靠性与煤粉炉有差距 连续运行时间短 检修周期短、费用高

运行经济性与煤粉炉有差距 相同燃料，循环床燃烧效率低于煤粉炉 厂用电耗比煤粉炉高1-2%

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两大问题的具体表现形式

运行数据和设计值存在偏差 磨损问题 燃烧系统问题 膨胀问题 密封问题 辅机配套问题
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二、国内纯烧生物质锅炉面临的三大问题
2、燃料供应没有保障
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发达国家的农业生产方式以农场为主，我国农业生产以农户 为主，户均耕地占有面积很小，生物质资源分散，保证生物 质电厂的燃料供应是一个复杂的系统工程，难度很大
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农业、畜牧业、造纸和家具建材对生物质原料形成争夺
农民为了获利，囤积惜售，抬高价格，甚至弄虚作假 秸秆产量较低，农民收入不高，对农民的吸引力不是很大
生物质循环流化床 技术介绍
Biomass CFBC Boiler
Introduction
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主要内容 Content
（一）生物质炉型选择 Travel gate VS CFBC （二）太锅流化床技术 （三）流化床生物质锅炉 Biomass CFBC Boiler
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㈠ 生物质炉型选择
Travel Gate VS CFBC
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节能型产品的技术保证
1.从理论层面确定锅炉最佳状态点，锅炉在该状态下运行 时可靠性和经济型指标最佳，为锅炉运行达到最佳状态提 供理论层面保证。
2.以自主知识产权的设计导则为指导，优化锅炉核心部件， 为锅炉运行达到最佳状态提供工程设计层面保证。
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节能型产品的结构保证
专利技术：风帽 回料装置
专有技术：分离器结构 二次风装置 炉膛结构 炉墙结构 防磨密封结构
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芬兰Vomit电厂



科科拉市（Kokkali） 参观Vomit电厂 锅炉是72MW流化床， 多燃料的混烧锅炉 主要参观了供料系统， 正压气力输送系统
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生物质原料场
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英国Fiddlers Ferry电厂





在曼彻斯特附近 锅炉是巴布科克提供 66建厂， 4台锅炉，经历了数 次扩建，5万KW、30万KW、50万 KW，到目前200万KW 04年用了4000万英镑对锅炉进 行了改造 1、4＃锅炉是生物质与煤混合 后进入锅炉，掺烧比例为2－3 ％，主要是受磨煤系统的限制 2、3＃锅炉是生物质和煤分别 进入锅炉 运行下来2、3＃锅炉掺烧比例 灵活
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主要有两种炉型(Main type of Biomass Boiler) 1、纯烧生物质水冷振动炉排
Travel Gate Boiler( Fuel: Only Biomass)
2、混烧生物质循环流化床锅炉
CFBC Boiler ( Fuel: Biomass+Coal) ■ 燃料供应的安全性和经济性决定了生物质 锅炉的容量一般在130t/h以下 Consideration the safety and economical of Biomass power plant, the boiler’s capacity is limited below 130t/h
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2、节能型产品经济效益
我国已经投运的循环流化床燃煤发 电容量达到了5500万kW以上，该 技术推广应用后可以为国家带来极 大的节能减排效益，节电可达25 亿度/年，节约标准煤约700万吨/ 年，减少二氧化碳排放约2000万 吨/年，减少二氧化硫排放约20万 吨/年。
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3、常规CFB锅炉两大问题
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炉排生 物质锅 炉
Travel Gate
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流化床 生物质 锅炉
Biomass CFBC Boiler
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二、国内纯烧生物质锅炉面临的三大问题
1、投资成本高，是普通电厂的两倍
单位名称 如东生物质发电厂 宿迁秸秆发电厂 河北晋州电厂 装机容量 1×25MW 2×12MW 2×12MW 投资成本 3亿多 2.8亿 2.64亿 资金来源 世行贷款 中节能投资 备注 1.2 万/kw 1.16 万/kw 1.04 万/kw
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造成问题的根本原因


揭示流态化燃烧规律的基础理论不完善 没有建立符合我国燃料特性的设计导则
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解决问题的根本出路

建立基础理论体系 太锅集团和清华大学合作总结了数百台锅 炉的实际工况及大量数据，从理论高度确 定了循环流化床锅炉运行时的最佳状态模 型，形成了‘定态设计’理论。锅炉在该 状态下运行可以实现在厂用电、燃烧效率 、可用率等方面大幅度提高的目的。
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三维CAD锅炉装配软件很好 的保证了产品结构的正确 性 130t/h锅炉的总体装配图
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三维CAD锅炉装配软件 很好的保证了产品结构 的正确性
130t/h锅炉的总体装配 图
设计性能验证 司炉操作培训 运行实时监控 问题及时判定
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四、国外生物质电厂运行调研
生物质混烧是欧盟国家处理生物质的主要方 式，循环流化床锅炉混烧生物质广泛应用在 发达国家，其主要考虑是： 1、受燃料供应因素干扰小，运行稳定。 2、可采用高参数运行，效率高。
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四、国外生物质电厂运行调研
◇生物质与煤混烧技术是中欧科技合作第六框架科技 计划资助的项目 ◇欧方主要技术负责单位：
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鉴定委员 会由国内 知名院士 、专家、 教授及三 大锅炉厂 流化床带 头人组成
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一、产品技术先进性
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1、节能型产品技术优势

节电：风机节电达到30% 节煤：锅炉节煤达到3% 低磨损：受热面几乎没有磨损
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2、节能型产品经济效益
产品容量（t/h） 75 130 220 440 1000 节煤/年（万元） 118 202 322 700 985 节电/年（万元） 33 78 116 431 1281 总节省资金/年 （万元） 151 280 438 1131 2266
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4、定态设计理论体系
基于快速床的流型判断

循环床两相流理论
多粒度系统物料平衡概念
燃煤成灰及磨耗特性决定的粒度演变概念
气固两相流传热的主导控制机制

循环床传热理论
燃烧室二维传热系数分布概念 燃烧份额一维分配概念

循环床燃烧理论
相间传质阻力理论
稀相气体混合理论
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太锅集团与清华大学合作共同完成的指导中国CFB 产品开发的“定态设计”理论，确立了中国CFB在 理论方面的国际领先地位
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农作物秸秆收获季节性强，大量储存占地较多，并需要建设防 火安全设施，在加工、堆放、装卸过程中又不可避免地发生重量 和发热量的损耗，最终的秸秆入炉价格都在300元/吨以上，并 呈上升趋势
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例：某生物质发电厂130t/h级别锅炉，设计入炉燃料量22吨/ 小时，实际每小时用量达到30吨，每度电燃料成本已接近0.4元， 10 远高于燃煤机组，目前0.64元/度的电价都不能使电厂赢利