机炉

本项目理论研究基于大型燃煤发电机组的降耗时空效应理论，打破原设计理念中不同单元间、子系统间能量交换和转换的流程壁垒，将吸热侧的给水、凝结水、空气与放热侧的烟气、回热抽汽等工质按照能量品位匹配原则，从有效利用回热抽汽和锅炉烟气可用能两个方面，重构机组回热系统，提出机炉深度耦合理论。本项目于2018年1月12完成项目科技查新，并于2018年3月26日通过中电工组织的成果验收，验收意见认为：本项目研究内容完整，对机炉深度耦合综合提效技术，在实际工程的应用具有指导意义，达到了国内领先水平。

该项目属于大型燃煤发电机组的节能提效领域。 华北电力设计院与华北电力大学联合开展了机炉深度耦合综合提效技术研究，发挥各自特长，理论研究和工程应用研究无缝链接，取得了显著的节能减排效果，并成功应用于大型超超临界燃煤机组项目中。机炉深度耦合技术基于大型燃煤机组的降耗时空效应理论，打破了火电厂锅炉岛和汽机岛之间热质传递过程之间的壁垒，将烟气、蒸汽、凝结水、给水和空气等统一视为系统能量利用大过程中的放热和吸热介质进行耦合集成，按照能量品位匹配原则，重构机组回热系统。在理论研究基础上，依托中兴电力蓬莱电厂1000MW超超临界二次再热机组和神皖庐江电厂660MW项目超超临界一次再热机组的工程条件，于2015年在华北院公司立项，开展机炉深度耦合综合提效技术研究，项目编号Y2015-J05；于2017年在中电工程立项，开展了机炉深度耦合综合提效技术工程应用研究，项目编号DG1-J01- 2017。通过华北院与华北电力大学充分讨论沟通，深入理解机炉深度耦合技术原理内涵，对机炉深度耦合综合提效技术进行了全方位的研究，涵盖了理论分析、原理研究、概念设计、系统拟定、热力计算、参数选择、控制策略、设备选型、布置、经济性分析、风险分析等各方面。

大力推行清洁生产、加强废水污染治理、降低生态环境风险是我国燃煤电厂实现转型发展和绿色发展的必由之路。石灰石湿法烟气脱硫工艺因具有脱硫效率高、适用性广等特点，被我国燃煤电厂普遍采用。这种脱硫工艺虽促进了燃煤电厂烟气近零排放目标的实现，但却带来了将烟气中的酸性气体和石灰石中的硬度成分及杂质转移至脱硫系统液相侧的问题，导致排出的脱硫废水具有高含盐、高氯离子、高硬度等特征。目前脱硫废水通常采用絮凝、沉淀、过滤等处理工艺，但处理后依然为强腐蚀性的高含盐废水，对其进一步科学化的深度处理成为燃煤电厂废水零排放亟待解决的技术难题。 为了解决脱硫废水的安全处置问题，国内部分电厂采用机械蒸发-结晶工艺或膜浓缩-结晶等工艺建设了脱硫废水零排放系统，但都存在投资成本高、运行维护成本高、工艺流程复杂，运行控制难度大及混盐难处置等问题。对此，项目依托中国电力工程顾问集团公司、行业设计单位、高等院校和制造企业的资源优势，基于“零排放、低成本、高可靠性”的脱硫废水处理理念，充分利用电厂已有设施，重点围绕脱硫废水处理中“烟道喷雾蒸发、旁路烟气余热蒸发、间冷塔自然蒸发、炉渣废热利用”等路线，从理论、工艺、设备、规范等方面进行了系统研究和工程实践，在脱硫废水深度处理工艺方案上取得了重要突破。主要创新如下：①提出了脱硫废水烟道喷雾蒸发处理工艺，建立了废水烟道喷雾蒸发模型，研发了脱硫废水烟道蒸发处理关键设备及其自动化控制装置；②提出了利用低温烟气余热蒸发高含盐脱硫废水的新工艺，研制了以浓缩塔为核心的旁路烟气余热蒸发成套处理装置；③提出了脱硫废水间冷塔自然蒸发处理新工艺，建立了相关模型，研发了间冷塔内蒸发塘的配套处理设备；④提出了利用酸性脱硫废水-碱性炉渣废热中和蒸发脱硫废水的零排放技术，并在此基础上研发了一种新型的捞渣机炉底结构。 项目申请专利权30余项，已获授权26项（其中，发明专利5项），脱硫废水零排放工艺编入电力行业废水处理设计标准中（DL/T 5046-2018）。项目成果在华电土右电厂、国华锦界电厂、粤电靖海电厂、鄂州电厂三期等多个工程中成功应用。实践验证了项目成果在降低脱硫废水零排放设备投资、运行成本、提高可靠性等方面的优势，为新建电厂废水零排放工艺选择、现有电厂废水零排放改造做出了技术引领和典型示范，为电力行业进行科学化脱硫废水零排放处理提供了标准化的整套解决方案，在推动国家《水污染防治行动计划》的贯彻落实发挥了积极作用。