哈电集团哈电锅炉公司：世界第一是怎样炼成的？

来源：中国能源新闻网 时间：2024-12-06 17:29

——哈电锅炉循环流化床锅炉技术发展综述

王英旭 王刚

　　11月27日，世界首台参数最高、单机容量最大的陕煤彬长660兆瓦高效超超临界循环流化床发电项目1号机组顺利通过168小时试运行，正式投入商业运行。该项目采用哈电集团哈尔滨锅炉厂有限责任公司(以下简称”哈电锅炉“）研制的集超低排放、超高参数、超低能耗于一身的“三超”循环流化床锅炉设备，锅炉本体设备及关键部件全部实现国产化，具有完全自主知识产权，是目前世界参数最高、单机容量最大的循环流化床锅炉，代表了世界循环流化床锅炉技术的最高水平。

　　循环流化床锅炉广泛用于燃用低热值、高灰分、高水分、低挥发分煤，以及煤矸石、煤泥、油页岩、石油焦、生物质燃料和垃圾，在燃用劣质燃料方面，循环流化床锅炉与煤粉锅炉相比具有独特的优势。循环流化床锅炉燃料制备简单且不需干燥，从理论上讲，只要燃料的热值大于加热燃料本身和空气至着火温度所需的热量，循环流化床锅炉就可以燃用此燃料而无需其它辅助燃料。另外，由于燃料可在炉内进行多次的往复循环燃烧，所以循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率。

　　哈电锅炉作为国内最早开展循环流化床锅炉技术研发的电站装备制造企业，引领了国内循环流化床锅炉技术大型化、高参数化发展的进程。历经30余年的发展，哈电锅炉成功将国内循环流化床锅炉技术引向世界之巅。

　　引进吸收——我国首台50~330兆瓦循环流化床锅炉

　　20世纪80年代，国内投运的一批小型循环流化床锅炉普遍存在着出力不足、燃烧效率低、锅炉可靠性差等问题。用户对国内循环流化床锅炉技术心存疑虑，纷纷要求国产循环流化床锅炉设备必须由国外公司提供技术支持。

　　哈电锅炉全面调研国外循环流化床锅炉技术，先后与7个国家的11家公司进行技术交流和合作意向的探讨，最终确定与美国一家公司开展合作，共同设计研发了国产首台50兆瓦循环流化床锅炉，安装在大连化学工业公司热电厂，并于1996年1月投运。

　　20世纪90年代中期，随着对循环流化床锅炉技术的逐步了解，国内出现了对循环流化床锅炉的旺盛需求。针对当时的市场形势和用户的不同需求，哈电锅炉引进了德国一家公司的循环流化床锅炉技术，设计制造了国内首台135兆瓦超高压参数、带一次中间再热的循环流化床锅炉，安装在河南新乡电厂。

　　通过中小容量循环流化床锅炉的研发与工程应用，国内的锅炉制造厂、电厂、安装调试单位、参与研发的高校和科研院所积累了宝贵的经验。1997年和1998年，根据国家“九五”计划和洁净煤技术发展规划的安排，由国家计委牵头，组织电力部、机械部、高校、研究所、电力设计院和锅炉制造厂有关领导和专家对当时在循环流化床技术居领先地位的三家国外公司循环流化床锅炉技术进行了考察，最终选择法国一家公司进行技术引进，生产了国产首台300兆瓦循环流化床锅炉，于2006年6月在云南开远电厂（现为云南大唐国际红河发电有限责任公司）投运。

　　在此基础上，哈电锅炉对引进技术进行了充分消化吸收，并结合国内电厂运行情况进行了技术优化，哈电锅炉首台自主研发的300兆瓦亚临界燃用煤矸石循环流化床锅炉于2009年产成，安装在郭家湾电厂。2009年1月，哈电锅炉与西安热工研究院合作开发的又一成果——拥有自主知识产权的330兆瓦循环流化床锅炉在分宜电厂投运，为企业创新体系建设和自主知识产权产品开发开辟出了一条新路。该产品投运后运行情况良好，以分宜项目为依托工程的科研课题“循环流化床锅炉关键技术自主研发及应用”于2006年获国家科学技术进步二等奖。

　　自主研发——350兆瓦超临界循环流化床锅炉

　　哈电锅炉是国内最早提出并开发超临界循环流化床锅炉的企业，早在“十五”期间，哈电锅炉就与清华大学合作，对超临界循环流化床锅炉主要关键技术问题进行了深入详细的探索研究，形成了我国自己的超临界循环流化床锅炉设计思路。

　　超临界循环流化床技术进一步提高的机组发电效率和对劣质燃料出色的适应性，使用户对超临界循环流化床锅炉表现出极大的兴趣。考虑到市场的需求和产品多样化发展需要，哈电锅炉本着低能耗、高效率、低排放的原则，自主开发了350兆瓦超临界循环流化床锅炉产品。

　　哈电锅炉在350兆瓦超临界循环流化床锅炉开发过程中，充分吸取了国内同等级项目运行过程中的经验，同时将哈电锅炉300兆瓦亚临界循环流化床锅炉成熟技术应用于产品中。锅炉在设计之初即定位可燃用矸石、洗中煤和煤泥等劣质燃料，同时也可燃用其他优质煤，锅炉对燃料的适应性更强。

　　虽然哈电锅炉350兆瓦超临界循环流化床锅炉进入市场较早，但因为一批新建的电厂缓建，直到2018年11月，同煤阳高项目首次达到满负荷，成为哈电锅炉投运的首个350兆瓦超临界循环流化床锅炉项目。项目两台机组长期满负荷运行，运行状况稳定、炉膛温度场均匀、水动力安全性高、NOX原始排放低。至此，哈电锅炉350兆瓦超临界循环流化床锅炉技术得到了工程实际成功验证。

　　问鼎世界——世界首台660兆瓦超超临界循环流化床锅炉

　　根据国家“节约、清洁、安全”的三大能源战略方针和“节能优先、立足国内、绿色低碳、创新驱动”的四大能源发展战略的要求，开发参数更高的超超临界循环流化床锅炉技术迫在眉睫。

　　“十二五”节能型流化床锅炉技术成功应用，为流化床锅炉向更高容量、更高参数冲击打下了坚实的基础。“十三五”期间，国家下达重点研发计划——超超临界循环流化床锅炉技术研发与示范，由神华国能集团有限公司牵头，清华大学、西安交通大学、浙江大学、重庆大学等各大院校及哈电锅炉、东锅、上锅等三大锅炉厂共同参与，联合开发超超临界循环流化床锅炉技术。

　　2017年3月，哈电锅炉660兆瓦高效超超临界循环流化床锅炉方案顺利通过国内专家组评审。2019年1月，国家能源局发文批复，彬长660兆瓦超超临界循环流化床燃用低热值煤发电项目列为国家电力示范项目。

　　彬长项目燃用煤泥、煤矸石和洗中煤等劣质燃料，以超高效率、超低能耗、超低排放的“三超”理念开展技术研发，构建清洁、高效、灵活、低碳、智慧循环流化床技术体系。在研发设计过程中，哈电锅炉充分彰显了作为共和国装备制造业“长子”的底蕴，将多项最前沿的科技成果应用到彬长项目的设计之中。

　　首创大容量单炉膛、单布风板燃烧系统。哈电锅炉开创40米宽超大截面单炉膛、单布风板流化系统，成功实现大容量循环流化床锅炉燃烧系统的整体技术升级，首次验证了超大截面布风板的流化特性，实现了均匀流化和均匀燃烧的设计预期。

　　研发高可靠性低偏差外置床。在哈电锅炉高可靠性外置床技术的基础上研发高温受热面偏差技术，成功攻克了物料流化均匀性控制和工质与热负荷匹配技术难题，提升了大床面床温分区调整、超低负荷稳定运行能力。

　　攻克高效超超临界流化床壁温偏差控制难题。通过与国内知名高校及科研院所合作，对超超临界流化床高温受热面壁温控制技术进行了专项攻关，机组投运后运行良好，尤其是末级过热器及再热器汽温偏差均控制在设计值以内，为机组在全负荷范围内达到额定温度提供了有力的保障。

　　原创二次上升直流水动力系统。哈电锅炉模拟锅炉运行过程中所有可能发生的极端工况，并采集在役机组数据，进行统计分析和数据校核，原创二次上升直流水动力系统，实现了19%THA工况直流稳定运行，满足稳定运行和深度调峰需求。

　　开发超低能耗技术。首次在超超临界机组上应用了流态重构理论，对炉内燃烧状态进行精准控制，有效降低风机电耗。创新开发了高流风旁路加热系统，能够有效降低锅炉冷风率，大幅压缩排烟温度，显著提高锅炉效率。多项技术融合，有效降低锅炉发电能耗。

　　开发污染物超低排放技术。基于哈电锅炉现有低排放技术从原理上开展研究，攻克超大型单炉膛燃烧系统污染物排放控制技术，实现了全负荷污染物的超低排放。

　　七年磨一剑，2024年11月27日10时58分，彬长项目正式投入商业运行，机组出力、汽温、汽压及污染物排放等主要指标优秀，标志着我国循环流化床锅炉技术站在了世界之巅。

　　世界第一的背后，是哈电锅炉作为共和国装备制造业“长子”的担当和使命，是一代代哈电锅炉人的热血和汗水。一直以来，哈电锅炉高度重视科技创新工作，始终坚持创新驱动发展战略，填补了一项项空白、创造了无数个第一，在引领电站锅炉行业发展和技术进步方面发挥了重要作用。

　　未来，哈电锅炉将围绕发展新质生产力不断优化传统产业，将循环流化床锅炉技术乃至电站锅炉技术不断推向更可靠、更高效、更环保的新高峰。

　　责任编辑：于学华