发布日期: 2013-02-28 信息来源: 黑龙江电力有限公司

  2月22日,经中国电力科学技术奖奖励委员会审核批准,由黑龙江省电科院承担主持完成的《600兆瓦超临界高水分褐煤配中速磨新型锅炉自主化研发与应用》项目,荣获2012年度中国电力科学技术奖,全国共有89个项目获得奖励。

  中国是世界上最大的煤炭消费国,随着国内优质动力煤可开采量的快速减少,充分利用储量相对丰富的褐煤当前最现实迫切的问题。褐煤是一种易燃的化石燃料,我国褐煤资源丰富,据统计,现已探明褐煤保有储量1300亿吨,占全国煤炭储量的13%左右。在已探明的褐煤保有储量中,以内蒙古东部地区最多,约占全国褐煤保有储量的75%。褐煤的燃烧是世界性的难题,相对于优质烟煤,褐煤具有水分大、挥发分高、孔隙度大、热值低、易结焦、化学反应强烈、热稳定性差、灰熔点低等特点。在工程实践中,褐煤的燃烧以及褐煤锅炉的设计与运行具有一定的特殊性。兼顾褐煤的着火、稳燃、燃尽、低污染物排放、避免结焦等性能是褐煤锅炉设计成功与否的关键。在此背景下,超临界褐煤锅炉具有广阔的市场前景,而超临界新型褐煤锅炉技术的试验研究项目成为其中的关键。

  在黑龙江电力公司的支持下,省电科院合理组织现场测试工作,搭建了由1台eic数据采集仪、500多延长米专用双绞屏蔽电缆以及17块数据采集板构成的s-net网络测试系统。同时运用现代计算机数值模拟技术,从建立准确的数学模型出发,对实际问题进行数值求解。数值计算采用的是k-ε模型、拉格朗日坐标下的颗粒随机轨道模型、辐射换热模型以及煤粉燃烧模型,取各燃烧器喷口、二次风喷口和燃尽风喷口的速度作为入口边界条件,假定出口的流动为充分发展,所有变量在流动方向的梯度为零,壁面采用无滑移的边界条件。

  通过现场试验,对一系列参数进行测试、分析与优化,共对30余个试验工况进行了调整、测试。通过多次的探索、试验,对该炉目前存在的问题进行了深入的讨论分析,取得了大量宝贵的实验数据,同时对测试结果进行不确定度分析,提出了制粉系统、燃烧系统的优化调整措施,并根据试验测试结果以及fluent数值模拟结果提出了超临界褐煤锅炉改进建议。

  在该项目技术攻关过程中,省电科院专业人员深入了解了该型号锅炉的性能并对该炉在运行过程中出现的问题进行了深度分析、提出改进措施。从试验平台的搭建、试验测试手段,到课题结论与建议都得到了各方的高度评价,该项目研究成果目前已得到国内某大型国企的高度关注。

  该本项目依托工程实际运行状态良好,锅炉及其附属系统性能指标达到世界先进水平,提升了和火力发电行业对低质褐煤的利用效率,对做好褐煤资源的能源转化与高效利用,实现褐煤产业和中国传统火力发电事业的可持续发展,建设节约型社会,有效提高国家能源利用率具有重要意义。(束继伟 桑学勇)

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