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新华网|煤炭≠雾霾 启迪热华清洁化燃煤技术助力打赢“蓝天保卫战”打印

发布时间:2018-03-07 来源:新华网

2018年新年伊始,春暖花开在即,采暖季亦趋近尾声。在国家坚持绿色发展理念和持续加大生态环境保护力度推动下,为响应人民群众渴望碧水蓝天的强烈需求,作为“大气十条”执行的目标年,在2017-2018采暖季各地纷纷打响清洁取暖的攻坚战。蓝天也是幸福,清洁取暖是人民群众追求美好生活需要的重要内容,是民生工程,更是民心工程。经过各方努力,源头治理初见成效,空气质量改善明显,也成为近几年来蓝天最多的冬天。


但在为取得成绩欣喜的同时,也出现了不少问题,比如作为清洁采暖重要手段的气代煤和电代煤,在京津冀及周边各省市如火如荼的快速推进,仅河北省2017年就完成气代煤231.8万户,超额完成替代任务,造成采暖用气需求剧增20亿方左右,不但引起广泛社会关注,也让各方开始更加理性的思考,如何科学合理的推动清洁采暖工作。国家发展改革委、国家能源局等10部委及时发布《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》,提出支持因地制宜多种清洁能源应用,其中明确将清洁化燃煤(超低排放)列为与天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、核能等一样的清洁化能源。

目前,清华大学张衍国教授研究团队掌握了这样一个可以兼顾解决生态环境保护、能源供应安全和清洁采暖成本压力难题的方法。


清华大学能源与动力工程系博士生导师、长聘教授张衍国老师带领团队,长期致力于煤炭、生物质和固体可燃废弃物的清洁高效燃烧与热转化的技术研究和应用工作,研究团队经过十几年的科研和技术攻关,首次提出了“三床两返多流程”的循环流化床概念,突破国际上专家普遍认为不可能攻克的难关,实现了循环流化床燃烧的小型化,节能和环保技术指标达到国际领先水平,已获得几十项专利授权,并在2017年获得了全国第十届“发明创业奖”的特等奖。2017年12月22日,在中国节能协会举办的《2017年中国节能与低碳发展论坛》上,启迪热华能源和清华大学联合申报的《清洁、高效多流程循环流化床燃烧技术》荣获中国节能协会创新奖-节能减排技术发明奖一等奖。

多流程循环流化床技术基于独特的技术原理与结构优势,不但热效率超高节能效果显著,且初始排放超低,根据实施项目所在地环保局24小时在线监测显示,可以轻松达到天然气排放标准。该技术五个明显优势为:

一是高效节能。采用的循环流化床燃烧分级技术、三段炉膛、两级循环结构,通过反复物料循环,加大了锅炉炉膛的有效燃烧高度,使燃料能够充分的燃烧和换热,确保锅炉燃料的高燃尽率,热效率能够达到87%-91%,比传统工业锅炉高出25-30个百分点,节能效果显著;

二是燃料的适应性广。不但能烧煤炭(烟煤、褐煤、无烟煤、贫煤以及煤矸石),还能掺烧或者纯烧中药渣、咖啡渣、酒糟、烟梗、稻壳、玉米芯、造纸废料等,与其他清洁供暖方式相比较,燃料支出成本较低;

三是运行可靠性高。由于特殊炉体结构,将通常高温分离改为中温分离,避免了分离器后结焦和积灰等问题,且不同燃烧掺烧时可实现自平衡,运行可靠性高,操作简单,大大降低了对运行工人的要求。


四是污染物初始排放低。采用两级脱硝、两级脱硫、两级除尘,从而实现超低排放。炉内采用低温、分级燃烧,初始NOx产生量低,采用非选择性还原脱硝(SNCR)进一步降低NOx排放至50mg/m3以下;炉内石灰石粗脱硫,可以低成本高效率脱除85%的硫,可以进一步降低尾部精脱硫装置的投资和运行成本,实现SO2排放低于35mg/m3;采用一级惯性粗除尘+二级高效布袋除尘或电袋除尘器,除尘效果好、运行费用低,烟尘排放可控制在5mg/m3以内,比《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)中天然气锅炉排放的要求还要低很多。

五是经济性更好。首先采用燃煤采暖比天然气、电力等相比具有更好的经济性;其次,即使同样以煤炭为燃料,该技术可以达到比链条炉和普通循环流化床热效率更高,达到同样的热效率又不像工业煤粉锅炉对煤质要求那么高,可以燃用品质更差的煤,因为可以少烧煤烧差煤,经济性更好;同时由于炉内脱硫、脱硝,锅炉污染物初始排放更低,达到超低排放指标付出的成本比链条炉低50%,比普通循环流化床低30%,比工业煤粉锅炉低20%。