一体化协同控制逐渐成为燃煤机组升级改造主流

2014年10月，东方-电气集团东方 锅炉股份有限公司(简称“东锅”)技术中心教授级高级工程师杨志忠凭借其具有自主知识产权的烟气海水脱硫技术和大型电站锅炉烟气脱硝技术，以及多年来在环保技术开发与设计领域辛勤耕耘，获得了由中华国际科学交流基金会颁发的首届 “杰出工程师奖”，引发行业关注。其开发的“大型电站锅炉SCR尾部烟气脱硝设备”列为科技部、环保部、商务部、质检总局国家重点新产品，领军开发的 “海水烟气脱硫技术”和“SNCR烟气脱硝技术”及示范工程案例也入选2014年科技部、环保部组织的《大气污染防治先进技术汇编》。

“截至2014年底，东锅累计脱硝产品配套电站容量为1.88亿千瓦时，占全国火电机组总装机容量的21%。应该说，超净排放对东锅来说是一次新的机遇和挑战，东锅要做的就是通过不断的技术创新，开发更优的烟气流场技术、烟气还原剂注射技术和混合技术等，不断提高脱硝效率，满足 更低的超净排放要求。”杨志忠介绍说，东锅在脱硝方面的优势是与锅炉打捆联合设计，充分利用东锅锅炉供应商的优势，脱硝装置整体植入锅炉内部，在不影响锅炉性能的情况下，使脱硝运行成本更低。

不仅如此，面对日益严格的煤电排放政策，东锅在优化脱硝、脱硫、低氮燃烧器等技术的同时，充分发挥多年锅炉换热设备设计的经验，自主完成了烟气冷却器及加热器研发所需的试验测试、性能计算方法、材料研究及工艺系统等技术，开发了适用于各型电站锅炉深度节能、低温除尘、烟囱防腐等要求的烟气冷却器和烟气加热器。2014年6月，东锅与德国ENV公司再次展开合作，引进适合于大型电站锅炉的湿式静电除尘器技术(WESP)并很快在国内取得订单。此外东锅还开发了烟气协同控制超净排放技术装备———低低温省煤器、WESP、WGGH、FGD等一系列火电厂节能、减排新技术,为燃煤机组实现绿色、高效提供全方位技术支撑。

不断丰富完善烟气治理产品线

核心阅读：2014年6月，东锅从德国ENV公司引进的湿法静电除尘技术在短短三个月时间内就取得了第一个合同，该技术能够有效控制PM2.5的排放，没有二次扬尘，对PM2.5的去除率高达95%以上。能够高效脱除三氧化硫、酸雾等气溶胶、高效脱除石膏雨，并具有一定的脱汞功能，确保机组实现小于5毫克/立方米乃至更低的粉尘排放要求。

“东锅通过锅炉主动节能减排与尾部各系统提效、协同相结合，将节能和减排协调统一。通过不同技术的优化组合，可为不同需求的用户提供相应的整体节能和协同减排控制方案，或单一系统设备，也可为在役机组烟气处理系统或单一设备的深度优化减排提供解决方案，保证用户最大的经济效益和社会效益。”东锅总经理助理冷洪川说，2013年，东锅全面启动协同控制、超净排放技术业务，不断完善产品线。

在具体技术路线方面，东锅可为煤粉锅炉提供锅炉高效低氮燃烧器LNB、高效SCR技术、烟气冷却器FGC、高效FGD、WESP和烟气再热器FGR。对循环流化床锅炉，东锅CFB可在低氮燃烧LNB基础上，提供高效SNCR、SCR、烟气冷却器FGC、高效FGD、WESP和烟气再热器FGR。

在市场应用方面，广东恒运30万千瓦机组“超洁净排放”示范项目中，东锅承担的超低NOX燃烧系统和SCR优化，实现NOX超低排放。按EPC模式承建的国内第一个SNCR项目———徐矿两台30万千瓦机组CFB锅炉SNCR，NOX排放在20-30毫克/立方米。此外东锅成功完成了对绥中俄制80万千瓦机组锅炉燃烧系统低氮改造，NOX排放控制在140~200毫克/立方米，飞灰含碳低于1%。

“2015年东锅烟气治理重点放在三个方面，一是湿法静电除尘技术的推广应用。

东锅从德国ENV公司引进的湿法静电除尘技术即将在河北建投恒兴电厂成功应用，该技术将对超净排放起到关键作用。二是突破超净排放中的WGGH技术，对防腐措施、防结垢措施、降温段与升温段热量匹配调节进行优化。三是锅炉尾部污染物协同控制一体化项目的突破。”冷洪川说。

在杨志忠看来，未来脱硝提效改造还将向安全使用还原剂、降低能耗的方向发展，东锅通过技术改进，开发了低能耗的以气气换热技术为主的一系列以尿素热解为还原剂的SCR脱硝新工艺，每年将为用户节电600~1100万千瓦时，目前该技术将在华能铜川电厂两台100万千瓦机组、神华九江电厂两台100万千瓦机组、华电十里泉电厂两台66万千瓦机组等大型燃煤电厂上得到应用。

“湿法静电除尘技术2015年或许将迎来爆发期。目前国内除尘技术涌现出许多技术流派，40多家公司竞争的焦点取决于运行成本和除尘效果、运行的可靠性和稳定性、运行寿命等等，东锅要做的就是不断进行设计优化、技术领先、质量控制。”东锅市场营销部副部长黄清明说。

协同控制整体供货模式优势明显

核心阅读：超净排放实际上是一种多种技术和设备的组合。10年前，东锅就开始对超净排放进行技术研发和准备，走了一条以自主开发为主的道路。从低氮燃烧器、低低温省煤器、烟气换热器到脱硫、脱硝、除尘、脱汞，东锅全面掌握了超净排放环保岛和系统控制的设备和技术，具备了单独供设备、建设EPC、协同控制整体供货的设计、制造、安装、调试能力。

“超净排放的标准是氮氧化物50毫克/立方米以下、二氧化硫35毫克/立方米以下、烟尘5毫克/立方米以下。

2014年9月发布的 《煤电节能减排升级与改造行动计划 (2014~2020年)》(简称《行动计划》)将我国分为三大区域，东部沿海长三角、珠三角地区的燃煤机组必须达到超净排放要求，中部地区争取达到超净排放要求，西部地区鼓励达到超净排放标准。环保要求的提高为东锅带来了新的市场机遇，同时也是技术挑战。”东锅副总经理唐勇如是说。

为适应超净排放的标准，东锅坚持以客户需求为导向，在优化脱硝、脱硫以及低氮燃烧等技术的同时，充分发挥多年锅炉换热设备设计的经验，自主完成了烟气冷却器及加热器研发所需的试验测试、性能计算方法、材料研究及工艺系统等低温换热技术，开发了适用于各型电站锅炉深度节能、低温除尘、烟囱防腐等要求的烟气冷却器和烟气加热器、低低温省煤器等一系列火电厂节能、减排新技术。可提高后续除尘系统的除尘效率，使之新增具有脱除三氧化硫等污染物的功能。

2014年7月，国内首台采用东锅“低氮燃烧+SCR烟气脱硝”技术，通过 优化改进锅炉燃烧系统和优化脱硝装置等先进改造技术的30万千瓦燃煤机组在广州恒运电厂正式投运。经现场测定，9号机组烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放值为1.7毫克/标准立方米、1毫克/标准立方米、23毫克/标准立方米，完全达到超净排放的标准。

结合火力发电厂的现有技术情况，东锅已初步拟定了适宜于煤粉炉(PC炉)及循环流化床锅炉(CFB炉)的超净排放技术路线，并与华能国际、中南电力设计院、西南电力设计院、西安热工院、神华巴蜀江油天明发电有限公司等分别形成合作团队，申报国家级及四川省的超净排放技术路线示范项目科研课题，其中以神华巴蜀江油100万千瓦新建机组超洁净排放为目标的省级科研项目已获批立项。

“我国环保治理市场一开始就是红海竞争，无序竞争态势对于行业健康发展埋下隐忧。对东锅来说，如何在激烈的竞争中站稳脚跟、赢得客户、扩大市场将是重中之重。在商业模式方面，东锅将不断向超净排放协同控制整体供货模式转变，为用户提供燃烧器的改造和锅炉环保排放一体化解决方案，为用户节约成本和时间。”唐勇说。

第二代海水脱硫技术海外市场崭露头角

核心阅读：2014年10月，东锅具有自主知识产权海水脱硫技术入选2014年国家科技部和环保部《大气污染防治先进技术汇编》，其第一代海水脱硫技术已经应用在厦门嵩屿电厂，第二代海水脱硫技术已经成功应用在土耳其BIGA电厂，脱硫效率分别达到95%和98%，目前与秦皇岛电厂开展进一步合作。

“2005年初，东锅正式涉足海水脱硫领域。为做强、做大国产环保产业，降低电厂烟气脱硫环保设备的制造成本，不断提高大气环境污染治理效果，东锅以石灰石-石膏湿法脱硫技术为基础，结合国内众多临海火力发电厂烟气脱硫的实际，确立了具有东锅特色的海水脱硫设计方案、工艺原理、系统设备配置选型等创新思路。在大量调研的基础上，自行研发完成了具有企业自主知识产权的海水脱硫完整的计算和初步设计方案，最终赢得厦门嵩屿电厂4台30万千瓦机组海水脱硫工程总承包合同。”杨志忠介绍说。

2006年10月，由东锅自主开发并总承包建设的国产首台配30万千瓦燃煤机组烟气海水脱硫系统，在厦门嵩屿电厂顺利通过168小时试运行后正式投运。机组脱硫效率达到95%以上，排放海水PH值高于国内引进机组，各项指标均达到了国际领先水平。该项目的成功研发，有效突破了国家脱硫海水达标排放这一技术瓶颈，标志着国内大型燃煤机组海水脱硫环保关键技术和设备国产化实现了零的突破。

从2003年开始进入电站烟气治理市场开始，东锅先后引进并自主开发了一系列包括新型高效石灰石-石膏湿法脱硫、海水脱硫、低NOx(低氮氧化物)燃烧、SNCR、SCR烟气脱硝、SNCR+SCR混合脱硝、尿素热解气-气换热、高效湿法烟气脱硫、湿式静电除尘、烟气冷却器及WGGH等一系列达到世界先进水平的环保技术，凭借着东锅在电站锅炉技术设计经验、齐全的技术研发团队、先进的产品制造能力、完备的现场工程 管理与服务团队，为用户量身定做兼具技术性与经济性的电站烟气治理 “超净排放”升级改造服务，目前东锅在环保领域已申报专利技术50余项，获授权专利20余项。

技术创新是企业持续发展的不竭动力，东锅高度关注国内外能源及环保技术发展方向，坚持以客户需求为导向、以技术进步引领市场，大力开展环保新产品、新技术研发。自主研发的60万海水脱硫技术已出口土耳其，30万机组海水脱硫获2008年中国机械工业科学技术奖二等奖，60万机组海水脱硫获2013年度四川省科技进步三等奖。东锅海水脱硫技术入选2014年国家科技部和环保部《大气污染防治先进技术汇编》。

高效超超临界与二次再热齐头并进

核心阅读：《行动计划》要求实现供电煤耗、污染排放、煤炭占能源消费比重“三降低”和安全运行质量、技术装备水平、电煤占煤炭消费比重“三提高”的要求，对于东锅锅炉设计、制造提出了更高的技术指标要求，东锅投入大量的研发力量研发了高效超超临界和超超临界二次再热技术。

“《行动计划》指出，新建燃煤发电项目原则上采用60万千瓦及以上超超临界机组，100万千瓦级湿冷、空冷机组设计供电煤耗分别不高于282克/千瓦时、299克/千瓦时，60万千瓦级湿冷、空冷机组分别不高于285克/千瓦时、302克/千瓦时。这对设备制造企业提出了更高的要求，促使东锅不断向高参数、大容量的高效超超临界机组和超超临界二次再热锅炉发展。”唐勇说。

事实上，《行动计划》的要求与东方-电气集团致力于清洁高效煤电技术研发和应用的方向不谋而合。在锅炉方面，东锅不断发展先进高效大容量煤粉炉技术，从亚临界、超临界、常规超超临界、高效超超临界锅炉，到超超临界二次再热锅炉技术，拥有完整的电站锅炉系列产品，目前正在研发700摄氏度锅炉技术。通过在安全可靠的水动力技术、超低氮燃烧技术、高温耐热钢材料技术等方面的持续创新，目前东锅制造的煤粉锅炉效率可达94%以上，省煤器出口烟气氮氧化物含量不高于200毫克/立方米的国际先进水平。

在东锅技术中心主任聂立看来，锅炉是整个电站系统的主要组成部分，决定着发电系统的效率。

东锅在常规煤粉锅炉方面有两个拳头产品，一是高效超超临界锅炉进一步降低供电煤耗。高效超超临界一次再热锅炉具有性能指标优异、变负荷适应能力强、煤种适应范围广，汽温偏差控制好、工地焊口数量少等技术优势。目前，采用东锅高效超超临界锅炉的重庆万州电厂两台100万机组即将投运。二是超超临界二次再热锅炉进一步提高锅炉运行效率。高效超超临界二次再热锅炉技术采用国际上广泛运用的∏型布置形式，独具优势的内螺纹管螺旋管圈水冷壁技术，精确的再热蒸汽温度控制技术，成熟的防止锅炉结渣、磨损、腐蚀和氧化技术及SCR全负荷投运等技术的采用，使其具有较强的竞争优势。

粤电惠来电厂两台百万级二次再热机组正在进行完善方案设计，国电蚌埠电厂两台66万千瓦超超临界锅炉已经开始进行技术设计、施工设计，预计将在明后年陆续投运。

在循环流化床锅炉方面，东锅清洁高效循环流化床(CFB)锅炉技术处于国际先进水平，已获得3台60万千瓦超临界循环流化床锅炉的销售运行业绩，当前市场占有率达到100%，30万千瓦亚临界和35万千瓦超临界CFB锅炉市场占有率也都在70%以上。在国际市场方面，东锅30万千瓦循环流化床锅炉将首次出口南美地区，这意味着东锅循环流化床锅炉技术受到了国际市场的认可。

“2014年，东锅六大产业协调发展，电站锅炉继续保持国内市场领先地位，大型高效超超临界锅炉、超临界W型火焰锅炉、二次再热超超临界锅炉、超临界循环流化床锅炉、百万等级单列高加等都处于国内乃至世界先进水平。”东锅副总经理胡修奎说，下一步，东锅将研发超超临界循环流化床锅炉、700摄氏度等级超临界锅炉、燃用特殊燃料如高碱煤等的大型超临界锅炉。