地区：上海市 宝山区
关键词：华北电力大学;国能生物发电集团有限公司;北京德普新源科技发展有限公司;哈尔滨科能熔敷科技有限公司;北京国电富通科技发展有限责任公司;苏州华电北辰生物能源有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002463
成果描述：
| 该项目所属能源领域，是国家重点发展领域之一。中国生物质直燃发电技术起步较晚，但发展迅速，所采用的生物质原料主要是各类农作物秸秆，其独特的燃料特性(种类多变、特性各异、水分波动大、氯和碱金属等污染元素含量高、灰熔点低等)导致生物质电站存在众多影响安全与高效运行的技术问题，主要表现为：生物质的多变性导致锅炉对燃料的适应性差、燃烧效率低、底渣和飞灰中未燃尽碳含量高；生物质的碱金属和氯含量高、灰熔点低导致受热面等部位的腐蚀、磨损和结渣问题严重。基于此，采用理论研究、实验模拟和工程验证等手段，深入研究了生物质的热解和燃烧特性以及污染元素的迁移转化规律，提出了生物质电站的设计方案与优化运行策略以提高发电效率和机组年利用小时数，开发了新型防腐防磨和防结渣技术以提高机组的安全性和经济性，具体包括：1.从多因素耦合实验、量子化学模拟和系统建模等角度，揭示不同条件下生物质热解与燃烧的输运和反应特性，同时通过热力学和动力学分析相结合的方法，揭示碱金属、氮、氯等元素的迁移规律；建立了生物质燃料特性数据库和燃烧特性预测模型，为实现生物质电站安全高效运行提供数据和技术支持。2.优化了生物质直燃发电系统设计和运行方法，获得了适应多变生物质原料的炉排和流化床受热面优化设计方法；提出机炉耦合方案以提高整体发电效率；提出蓄热式干燥方案以实现生物质的低成本高效干燥；开发了主动诱导式和槽式分离器炉内预除尘技术；开发了风冷钢带式干排渣系统回收底渣的能量；提出飞灰成型再燃技术回收飞灰的能量；开发了新型SNCR脱硝技术以适应生物质锅炉燃料和燃烧工况多变的特性；所开发技术的成功应用大幅提高了锅炉效率和电厂机组的年利用小时数。3.提出防磨防腐和防结渣新技术，开发了Ni-Cr-Mo耐腐蚀新材料和复合锅炉管技术、现场快速熔敷技术、高耐磨损新材料和熔覆技术、多孔膜结构抗结焦剂；成功解决了生物质锅炉的腐蚀、磨损和结渣问题，提高了机组的安全性。该项目已获得授权发明专利22项，授权实用新型和软件著作权20项，发表论文51篇(其中SCI论文24篇)，出版著作2部，承担了国家能源领域生物质相关三项标准的制定。项目成果通过了教育部成果鉴定，鉴定意见认为：该项目创新性强，应用前景广阔，总体技术处于国际先进水平，其中新型多孔膜结构生物质锅炉抗结焦剂和现场快速熔敷技术达到了国际领先水平。项目成果已在全国40余家生物质电站成功应用，使高温过热器等受热面寿命延长8000小时以上，水冷壁寿命延长5000小时以上，引风机易磨损件等寿命延长7000小时以上；还大幅提高了电厂机组的年利用小时数，2013年国能生物发电集团有限公司下属电厂机组平均达到了7192小时(而同期中国生物质电厂的年平均值不足6000小时)，2015年进一步增加为7553小时，部分电厂超过8000小时，居于世界领先水平。 |
