一、技術名稱:一種高效利用超低熱值煤矸石的循環流化床鍋爐技術
二、技術所屬領域及適用范圍:民用及商用集中供熱或供暖系統 煤矸石發電廠
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
我國是煤炭生產和消費大國,煤炭生產和洗選過程中產生了大量煤矸石、煤泥、洗中煤等低熱值煤資源。近年,我國低熱值煤發電取得積極進展,總裝機已達2600萬kW以上,但規模普遍偏小,機組效率不高,且目前設計和制造單位都把燃煤矸石等劣質燃料發熱值下限定在1600kcal/kg以上,在鍋爐運行中存在床溫難以維持、燃料難穩定、磨損大、鍋爐出力不足等問題。該技術可以燃燒800kcal/kg-1600kcal/kg超低熱值煤矸石,可有效解決劣質燃料能源利用率低的問題。同時,如果燃燒較高熱值的煤矸石、無煙煤等燃料(1600kcal/kg以上),鍋爐熱效率也有較大提高。目前該技術可實現節能量25萬tce/a,CO2減排約66萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術根據煤矸石的不同發熱量,采用混合流速循環流化床和多元內循環流化床相結合的形式,可將熱值在800kcal/kg以上的煤矸石鍋爐效率提高到75%以上,并可將燃用熱值超過1600kcal/kg燃料時鍋爐的熱效率提高到88%以上,實現煤矸石的高效能源化利用
2.關鍵技術
(1)高效循環燃燒技術采用高、低混合流速循環流化床的燃燒方式實現超低發熱值煤矸石(800kcal/kg-1600kcal/kg)的高效利用。
(2)多元內循環流化床技術
對于發熱值大于1600kcal/kg的煤矸石、無煙煤或其他劣質燃料,采用較大床內面積、蝶形布風板、三回程、兩級分離、兩級回送、一級U型分離、二級帶內置式旋風上排氣高溫分離等技術,實現爐膛高效運行,并降低污染物的生成。
3.工藝流程
超低熱值煤矸石流化床鍋爐和高熱值煤矸石及其他劣質燃料流化床鍋爐示意圖分別見圖1和圖2。
五、主要技術指標
1.燃超低熱值煤矸石鍋爐出力最佳范圍:≤75t/h;
2.可燃煤矸石發熱值范圍:800kcal/kg-1600kcal/kg;
3.超低熱值煤矸石鍋爐熱效率:75%-80%;
4.無煙煤及其他劣質燃料鍋爐熱效率(含熱值1600kcal/kg以上煤矸石):>88%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2005年通過湖南省經委組織的新產品鑒定,典型產品35t/h鍋爐獲國家火炬計劃支持;35t/h鍋爐 、40t/h鍋爐分別于2013年和2014年列入了工信部”節能機電(設備)產品推薦目錄”第四批和第五批。該技術獲得國家發明專利1項,實用新型專利2項。目前,已在在全國實施運行18臺套,具有良好的經濟和社會效益。
七、典型應用案例
典型用戶:福建沙縣僑丹實業有限公司、福建青松股份有限公司、福建元成豆業、臨澧華潤熱電有限公司等。
典型案例1
案例名稱:福建省沙縣僑丹實業有限公司35t/h燃煤自發電項目
技術提供單位:湘潭鍋爐有限責任公司
建設規模:35t 自發電鍋爐系統。適用條件:周邊擁有豐富的煤矸石資源,且符合國家相應建設條件。主要技改內容:替換原有發電鍋爐系統。主要設備:流化床鍋爐及配套系統。項目技改投資額600萬元,建設期9個月。年節能3509tce,碳減排9264tCO2,年節能經濟效益350萬元,投資回收期約1.7年。
典型案例2
案例名稱:臨澧華潤熱電有限公司35t自發電鍋爐系統項目
技術提供單位:湘潭鍋爐有限責任公司
建設規模:35t 自發電鍋爐系統。適用條件:周邊擁有豐富的煤矸石資源,且符合國家相應建設條件。主要技改內容:替換原有發電鍋爐系統。主要設備:流化床鍋爐鍋爐及配套系統。項目技改投資額700萬元,建設期7個月。年節能6000tce,碳減排15840tCO2,年節能經濟效益350萬元,投資回收期約2年。
八、推廣前景及節能減排潛力
我國煤矸石、煤泥、洗中煤等低熱值煤資源豐富,每年產生3億t以上,合理高效地利用這些資源對我國節能減排具有重要意義。預計未來5年,該技術推廣比例可達到10%,投資建設約100個35t/h低熱值煤發電鍋爐系統,項目總投資7億元,形成的年節能能力達到50萬tce,年碳減排能力132萬tCO2。
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