本成果在传统循环流化床燃烧技术的基础上,针对生物质秸秆燃料的特殊性,提炼出一系列关键技术问题(如高温腐蚀、碱金属低温辐射、床层结焦、受热面积灰);根据这些问题,通过开展专题实验和专题数值模拟系统研究,攻克了这些关键技术难题;最终研制出秸秆循环流化床燃烧技术,采用该技术开发了75t/h带外置式高温过热器的高倍率循环流化床秸秆燃烧锅炉。
1)开发了国内首台高流速、高循环倍率、采用外置式高温换热器的75t/h秸秆循环流化床锅炉;2)研制出外置式高温换热装置。有效防止生物质燃烧含Cl气体对受热面的高温腐蚀,同时可通过调节小型流化床料层高度来控制过热蒸汽温度;3)研制出防碱金属腐蚀阻塞的宽节距、顺排对流管束,作为蒸发受热面,降低受热面金属壁面温度,有效防止碱金属腐蚀和后续受热面的积灰堵塞;4)开发了差速双螺旋变螺距秸秆加料系统,实现了秸秆的连续、稳定和安全加料;5)获得了一系列燃烧控制与优化技术,使得秸秆与床料在床内良好混合和充分流化,避免了局部高温导致积灰/结焦问题,又大幅降低了炉膛出口CO含量,同时也满足了受热面高效传热的要求;6)研制出以Al2O3为主的床料科学配方,解决了秸秆流化床燃烧长期运行出现的床料结焦问题;7)建立了复杂多相流动及其与化学反应耦合的数值试验平台,从而大大加速了研发进程。
孟令杰 男 1963-08 教高/总经理 国电龙源电力技术工程有限责任公司
金保昇 男 1961-03 教授/博导 东南大学
赵振强 男 1963-09 高工/副总 国电科技环保集团山东龙源环保有限公司
杨超玉 男 1970-03 高工/副总 国电科技环保集团山东龙源环保有限公司
评价单位:“科创中国”能源互联网产业科技服务团 (中国电机工程学会)
评价时间:2022-10-24
综合评价
该项目所研发的带外置式高温过热器的高倍率循环流化床秸秆燃烧锅炉,已获发明专利1项,实用新型专利4项,在以下四个方面具有创新性:
1、在国内生物质CFB锅炉首次采用外置式高温过热器的设计方案,有效解决了生物质燃烧过程中的受热面高温腐蚀的技术难题;
2、研发的以Al2O3为主的碱金属氧化物床料配方,解决了锅炉燃烧过程中床料粘结问题,具有良好的流化特性;
3、优化设计与布置的新型宽节距、顺排对流蒸发管束受热面,有效解决了受热面积灰问题;
4、研发了可靠的差速、双螺旋、变节距生物质秸秆炉前加料技术,解决了生物质秸秆给料难题。
三、该项目所研发的生物质锅炉运行稳定,锅炉的性能参数达到了设计值,其中锅炉效率达到91.69%,燃料适应性强,节省投资,经济效益显著。
评价专家组认为:该成果为我国生物质秸秆发电提供了一种新型的循环流化床锅炉,可以实现大规模、低成本、高效率的生物质燃料利用。该技术具有自主知识产权,建议进一步推广应用。
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