《50MW级生物质直燃发电技术研究及工程示范》

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中国高度重视生物质能的开发利用,已连续在5个国家五年计划中将其列为重点科技攻关项目,该项目亦是国家科技支撑计划课题的延伸项目。

生物质能的开发利用存在以下问题:生物质燃料与典型的化石燃料相比,存在着含碳量少、密度小、碱金属含量多等固有特点,导致生物质直燃发电机组面临上料困难、高温腐蚀严重、运行可靠性差等难题,限制了锅炉参数和制约了机组的规模;此外在中国南方,因生物质种类繁杂及潮湿多雨天气的影响,生物质燃料水份含量高,普遍存在生物质锅炉燃烧难以控制等问题。

针对上述难题,该项目进行了以下攻关研究,并建成了世界最大(2×50MW)的CFB生物质直燃发电示范工程:1、首次进行了大容量生物质锅炉创新设计及装备制造,研制出中国首台具有自主知识产权的高参数(9.8MPa,540℃,220t/h)、大容量(50MW)的CFB生物质直燃锅炉;2、研发了生物质锅炉抗结焦剂,有效解决了生物质直燃锅炉大型化引起的结焦及高温腐蚀等关键问题,提高了核心设备的可靠性;3、研发了生物质燃料循环流化床锅炉落料口一体化落料装置,优化了生物质发电燃料供应系统,提高了生物质直燃锅炉机组连续稳定运行的能力;4、建成了国内最大CFB生物质燃料及燃烧试验平台,对中国南方常用生物质的物性和燃烧特性进行深入研究,构建了国内最大的可直燃生物质燃料特性数据库,为项目的设计和制造提供了计算依据;5、开发了生物质燃烧及排放特性预测系统,并对生物质直燃锅炉进行深入研究,有效降低了烟气污染物排放,在无需建设脱硫、脱硝装置情况下,氮氧化物排放优于国家排放标准;6、开发了大型生物质电站燃料智能综合管理系统,解决了生物质燃料转运和仓储的动态监测难题。该项目共获授权发明专利12项、实用新型13项,软件著作权3项,发表论文24篇,出版专著1部,该成果整体创新性突出并达到世界领先水平。本示范工程由投产至2016年底,总计发出超过30亿千瓦时绿色电量,直接经济效益达22.5亿元。项目成果不仅在国内成功落地,而且在中国“一带一路”国家战略的带动下走出国门。项目成果中锅炉整体燃烧、抗结焦、燃料供应等技术推广应用至国内的自贡、广安等发电项目及国外的泰国Buayai BIO Power、瑞典Eco Energy等公司的生物质能利用项目,产业前景广阔。项目示范工程是生物质能利用领域一次非常有价值的开拓性尝试,是优化能源结构,推进中国供给侧改革,促进产业升级转型的必然选择。

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