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11月28日，由清華大學牽頭，哈爾濱鍋爐廠有限公司、陜煤集團陜西彬長文家坡發(fā)電有限公司等十余家單位共同開發(fā)的世界首臺660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床（CFB）鍋爐，在穩(wěn)定運行一周年之際，順利通過中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定。

王雙明、高翔、楊勇平三位院士領銜的鑒定委員會認為，該成果“創(chuàng)新性顯著，達到國際領先水平”，標志著我國在循環(huán)流化床燃燒領域的又一次重大國際突破，其優(yōu)異的調峰性能為新能源的消納提供可靠的技術裝備。國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長徐繼林、陜西省能源局副局長袁大峰，以及哈電集團、陜煤集團等有關負責人共同見證了這一重要時刻。清華大學能動系教授岳光溪院士作為技術團隊負責人參加會議。

該成果是“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“超超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術研發(fā)與示范”的研究成果。項目于2016年開始實施，清華大學是技術牽頭單位，18家單位參加。清華大學能動系呂俊復院士是660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐關鍵技術研究課題負責人。2019年，國家能源局將陜西彬長超超臨界循環(huán)流化床低熱值發(fā)電項目列入“國家電力示范項目”。示范工程于2022年開工建設，2024年11月27日正式投產發(fā)電。一年的運行實踐表明，鍋爐運行穩(wěn)定，全負荷超低排放，鍋爐效率達93.68%。

彬長660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐，是清華大學繼白馬600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐之后在該領域的又一重大突破，包括多項創(chuàng)新。在整體布置上，突破了已有的CFB鍋爐關于氣體和固體橫向擴散極限的認識，打破了國際上CFB鍋爐爐膛深度的經驗范圍，爐膛深部達到13米，開發(fā)了單爐膛單布風板爐膛；研制了相應的大容量高效率旋風分離器，直徑超過了現(xiàn)有的所有實踐，是世界上最大的旋風分離器；開發(fā)了世界上首臺660兆瓦等級單爐膛四分離器循環(huán)流化床鍋爐，實現(xiàn)了流程簡約、運行方便的目的。在水動力設計和熱偏差控制上，揭示了加熱條件和受熱面結構對正響應特性的影響規(guī)律，提出了超超臨界水冷壁的水動力質量流速計算方法，解除了低負荷運行的水動力安全約束，實現(xiàn)了20%負荷干態(tài)運行；蒸汽溫度達到目前的最高水平，額定溫度過熱蒸汽605℃、再熱蒸汽623℃，受熱面采用常規(guī)材料，壁溫已經接近了使用極限，結合水動力設計，開發(fā)了新型流化床換熱器結構，各受熱面最大壁溫偏差低于15℃。在熱力系統(tǒng)設計上，發(fā)現(xiàn)了快速床+鼓泡床+氣體對流整體耦合傳熱的吸熱份額對負荷的自適應性，開發(fā)了相應的受熱面布置技術和全新的熱力系統(tǒng)，表現(xiàn)出優(yōu)異的調峰性能，在25%~100%寬負荷范圍內，過熱蒸汽和再熱蒸汽的溫度均達到額定值，汽溫達額定值的負荷下限從目前國內外所有蒸汽發(fā)電機組普遍的50%左右降至25%，同時解決了低負荷深度調峰運行的經濟性和安全性問題。在系統(tǒng)集成、冷渣機等設備、耐火材料等方面也有系列重大創(chuàng)新。

示范工程燃用當?shù)孛禾可a副產的煤泥、煤矸石、尾煤混合形成3000kcal/kg左右的低熱值燃料，每年可消納200萬噸，解決了這些廢棄物占地和自燃難題。其優(yōu)異的調峰能力可大幅提升電網對新能源消納能力，為以新能源為主要電源的新型電力系統(tǒng)構建提供先進可靠的技術裝備。

世界首臺660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床（CFB）鍋爐

來源 | 清華新聞網

編輯 | 宋婷婷

審核 | 麻林巍

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