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11月28日，由清華大學(xué)、哈爾濱鍋爐廠有限公司、陜煤集團(tuán)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(jī)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(lǐng)銜的鑒定委員會認(rèn)為，該成果“創(chuàng)新性顯著，達(dá)到國際領(lǐng)先水平”，標(biāo)志著我國在循環(huán)流化床燃燒領(lǐng)域的又一次重大國際突破，其優(yōu)異的調(diào)峰性能為新能源的消納提供可靠的技術(shù)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(tuán)、陜煤集團(tuán)等有關(guān)負(fù)責(zé)人共同見證了這一重要時刻。清華大學(xué)能動系教授岳光溪院士作為技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)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(shù)研發(fā)與示范”的研究成果。項目于2016年開始實施，清華大學(xué)是技術(shù)牽頭單位，18家單位參加。清華大學(xué)能動系呂俊復(fù)院士是660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵技術(shù)研究課題負(fù)責(zé)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(shè)，2024年11月27日正式投產(chǎn)發(fā)電。一年的運行實踐表明，鍋爐運行穩(wěn)定，全負(fù)荷超低排放，鍋爐效率達(dá)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(xué)繼白馬600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐之后在該領(lǐng)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(guān)于氣體和固體橫向擴(kuò)散極限的認(rèn)識，打破了國際上CFB鍋爐爐膛深度的經(jīng)驗范圍，爐膛深部達(dá)到13米，開發(fā)了單爐膛單布風(fēng)板爐膛；研制了相應(yīng)的大容量高效率旋風(fēng)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(fēng)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(shè)計和熱偏差控制上，揭示了加熱條件和受熱面結(jié)構(gòu)對正響應(yīng)特性的影響規(guī)律，提出了超超臨界水冷壁的水動力質(zhì)量流速計算方法，解除了低負(fù)荷運行的水動力安全約束，實現(xiàn)了20%負(fù)荷干態(tài)運行；蒸汽溫度達(dá)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(jīng)接近了使用極限，結(jié)合水動力設(shè)計，開發(fā)了新型流化床換熱器結(jié)構(gòu)，各受熱面最大壁溫偏差低于15℃。在熱力系統(tǒng)設(shè)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(fù)荷的自適應(yīng)性，開發(fā)了相應(yīng)的受熱面布置技術(shù)和全新的熱力系統(tǒng)，表現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)峰性能，在25%~100%寬負(fù)荷范圍內(nèi)，過熱蒸汽和再熱蒸汽的溫度均達(dá)到額定值，汽溫達(dá)額定值的負(fù)荷下限從目前國內(nèi)外所有蒸汽發(fā)電機(jī)組普遍的50%左右降至25%，同時解決了低負(fù)荷深度調(diào)峰運行的經(jīng)濟(jì)性和安全性問題。在系統(tǒng)集成、冷渣機(jī)等設(shè)備、耐火材料等方面也有系列重大創(chuàng)新。

示范工程燃用當(dāng)?shù)孛禾可a(chǎn)副產(chǎn)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(diào)峰能力可大幅提升電網(wǎng)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(gòu)建提供先進(jìn)可靠的技術(shù)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(wǎng)

編輯 | 宋婷婷

審核 | 麻林巍

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