走進火力發電曆史前台的循環流化床技術（ＣＦＢ）

  2006-8-18

---四川白馬30萬千瓦循環流化床示範電站建設紀實

引言2006年4月17日，四川白馬1×30萬千瓦循環流化床示範工程完成168小時試運，投入商業運行；7月24日，按與外方簽定的引進鍋爐合同，完成了336小時滿負荷運行考核。作為示範性工程，這標誌著我國引進國外循環流化床設計製造技術取得成功，成為了我國潔淨煤技術發展史上又一個裡程碑。常壓循環流化床發電技術是國際上公認的商業化程度*好、*成熟的潔淨煤發電技術。而白馬電站采用技貿結合方式建成投產的這台機組，是目前世界單機容量*大、技術水平*先進的ＣＦＢ機組，毋庸置疑，白馬電站成為了這方麵技術的**者。與常規機組進行168小時滿負荷運行試驗不同的是，白馬電站ＣＦＢ機組還要進行336小時滿負荷運行試驗。以超出常規的時間進行試驗可謂謹慎，但目的十分明確：用更嚴格的標準考驗引進技術設備，**掌握30萬千瓦ＣＦＢ機組的運行技術，為其他即將投入運行的30萬千瓦機組以及發展具有自主知識產權的60萬千瓦ＣＦＢ技術積累更多的經驗，提供更多的運行數據，培養更多的技術人才。顯然，白馬ＣＦＢ示範電站的建設、運行狀況，對我國繼續建設高容量ＣＦＢ工程，尤其是通過其進行技術引進，再加以消化吸收再**，發展具有自主知識產權技術的高容量ＣＦＢ機組有著非凡的借鑒意義。

綠色環保 ＣＦＢ潛藏無限魅力

在國家對環境保護和節能降耗日益重視的今天，既發展能源工業又保護環境和節約資源就越發受到青睞。對於重點工業，尤其是關係到國計民生的電力工業，改善發電機組運行的性能及其對環境保護的影響，就顯得尤為重要。我國的發電設備製造水平較世界先進水平還有一定差距。引進世界先進發電設備技術再加以消化和吸收及再創造，從而減少我國自主研發的時間，促進技術進步，並提高技術管理水平，將起到事半功倍的效果。我國的電力裝機結構，在未來相當長的一段時間裡還將是以火電為主。而從目前的裝機結構來看，節能的潛力巨大。在"十一五"節能重點工程中，就明確指出了優化火力發電機組的方向。同時，火力發電產生的環境汙染也屢被提及。據了解，空氣中所含有的大量二氧化硫是影響我國環境的主要因素之一，而二氧化硫一半以上都產於火電機組。這樣，在我國發電機組中占有70%以上比例的火電機組的脫硫以及相關環保問題就日益成為人們關注的重點。2005年，國家發展和改革委員會就曾對主要違規電廠發出停產整頓的文件，而這些電廠所涉及到的機組都是高耗能和導致環境汙染的機組。按照國家的規劃，我國將於2010年建成3億千瓦裝機容量的火電脫硫設施，而預計到2006年底，卻僅能有6000萬千瓦裝機容量的煙氣脫硫設施修建而成。脫硫設備上馬的*大阻礙並不是技術問題，設備價格昂貴、耗費資源才是發電企業身上的*大壓力。同時滿足高效節能和環保要求的發電機組無疑有極強的誘惑力。具有高效低汙染等優點的新型潔淨煤燃燒技術---循環流化床技術（ＣＦＢ）就是在這樣的背景下逐漸走入了火力發電的曆史前台。ＣＦＢ具有爐內燃燒脫硫率高的特點，不用占地建造脫硫裝置。大容量的ＣＦＢ機組的煤耗低、熱效率高、節約資源等優點更是明顯。

ＣＦＢ屬於低溫燃燒，因此氮氧化物排放遠低於煤粉爐，僅為100ｍｇ╱Ｎｍ3左右，並可實現在燃燒過程中直接脫硫，脫硫效率高且技術設備經濟簡單，其脫硫的初投資及運行費用遠低於煤粉爐加煙氣脫硫（ＰＣ＋ＦＣＤ），而且減少了大量劣質煤的占地問題。同時，ＣＦＢ技術燃料適應性廣且燃燒效率高、燃燒穩定，特彆適合於低熱值劣質煤。排出的灰渣活性好，易於實現綜合利用，無二次灰渣汙染。負荷調節範圍大，低負荷可降到滿負荷的30%左右。在我國目前環保要求日益嚴格，電廠負荷調節範圍較大、煤種多變、原煤直接燃燒比例高、國民經濟發展水平不平衡、燃煤與環保的矛盾日益突出的情況下，ＣＦＢ鍋爐已成選的高效低汙染的新型燃燒技術。成為了我國新上火力發電廠建設中率先考慮的重要技術之一。從山東明水電廠投運台ＣＦＢ鍋爐以來，我國就不斷地有ＣＦＢ鍋爐投入運營，至今已有超過2000台ＣＦＢ鍋爐在運行當中。但已運營的ＣＦＢ機組普遍都在10萬千瓦等級及以下，我國還不掌握大容量等級ＣＦＢ技術。通過引進法國阿爾斯通技術，作為示範工程建造的國內台30萬千瓦ＣＦＢ機組，四川白馬循環流化床示範電站有限責任公司展示了大容量發電機組的技術水平和實際應用的效果。

科學決策 建設**的環保示範電站

擁有國內台30萬千瓦ＣＦＢ機組的四川白馬循環流化床示範電站有限責任公司位於四川省內江市白馬鎮。當初，根據國務院批準實施的《中國潔淨煤技術"九五"計劃和2010年發展綱要》要求，原國家計委決定在"九五"期間，以"技貿結合"方式引進國外大型循環流化床鍋爐設計製造技術及係統設計技術，同時引進一台30萬千瓦ＣＦＢ鍋爐。經過縝密地考慮，地點定在了四川白馬。2003年4月25日，在北京人民大會堂，"四川白馬潔淨煤發電示範項目30萬千瓦循環流化床鍋爐設備采購暨技術轉讓合同簽字儀式"在這裡舉行，國務院總理溫**，法國總理拉法蘭等***出席了簽字儀式。合同正式簽署後，我國大型循環流化床潔淨煤發電技術引進及示範工程建設正式進入實施階段。作為示範電站，該ＣＦＢ機組引進一台法國阿爾斯通公司設計供貨的1025ｔ╱ｈ的常壓ＣＦＢ鍋爐及相應的關鍵設備，配套由東方汽輪機廠和東方電機廠供貨的一台國產30萬千瓦汽輪發電機組的示範電站。電站所引進的ＣＦＢ製造技術接收方為三大鍋爐廠，係統設計接收方為中國電力工程谘詢公司（電規總院）和六大設計院。"白馬30萬千瓦ＣＦＢ鍋爐為現在世界上容量*大的30萬千瓦級燃煤ＣＦＢ鍋爐，也是法國阿爾斯通公司設計製造的台30萬千瓦級燃煤ＣＦＢ鍋爐。"四川白馬循環流化床示範電站有限責任公司總經理胡昌華告訴記者，在機組安裝、調試和試運等方麵，都冇有可借鑒的經驗，但各參建方通過在現場大量的、艱苦的探索和設備改造等工作，工程的建設取得的成果足以令人自豪。事實證明，這項技術的引進取得了圓滿成功。

除此之外，白馬30萬千瓦ＣＦＢ示範電站建設采用的"引進設備同時引進技術"的建設模式，即以國內*小的市場（引進一台設備）換取世界上*先進的技術，也取得了成功。國內三大鍋爐製造廠均共享了該技術，並實現了引進**。工程於2003年5月15日正式開工；2004年8月3日鍋爐鋼架開始吊裝；2005年5月30日廠用電正式帶電，6月30日完成鍋爐次水壓試驗，7月5日完成汽輪機扣蓋，12月30日機組次並網成功；2006年4月17日上午10點12分，完成168小時滿負荷試運後正式投入商業運行。目前，該工程剛剛完成336小時滿負荷運行試驗。而更令白馬人感到自豪的是，從2000年12月開始施工準備以來，白馬30萬千瓦ＣＦＢ工程從未發生考核事故，實現了工程事故零目標。不僅如此，2005年12月24日，質監中心站對工程整套啟動前進行了質監檢查驗收，建築單位工程合格率為100%，優良率96．7%；安裝單位工程優良率100%；機組安裝焊口31213道，焊口一次合格率99．13%；熱處理焊口4433道，全部合格。機組分係統調試優良率100%，並按期實現並網發電目標。在克服了鍋爐承壓部件拖期3個月交貨，鍋爐耐火材料施工量大、難度高等困難，搶回近2個月工期，實現了2005年底並網發電的目標。試運行證明，該鍋爐達到了引進鍋爐合同的重要技術指標。ＳＯ2排放600ｍｇ╱Ｎｍ3，達到了536ｍｇ╱Ｎｍ3，脫硫率為95%以上；ＮＯｘ排放為250ｍｇ╱Ｎｍ3，適當增加石灰石灰量，還可獲得更高，甚至是99%的脫硫效率。

管理** 保證工程"萬無一失"

從工程開工建設到投產發電，白馬示範電站的管理水平，可圈可點。工程中，一個個項目的設計，到一道道工序的的實施，再到一個個網點的實現，科學化的管理始終貫穿於全過程，示範的初衷始終冇變。在示範效應的帶動下，該工程安裝調試、運行人員的敬業精神得到了很好地激發，作業行為得到了很好的規範，工程質量得到了切實保證。工程開工伊始，公司管理層就明確了建設目標：按現代企業製度規範運作，建設**示範工程。從設計、建設到生產管理，向國內先進水平看齊，力爭部分經濟指標達到******。公司從管理入手，成立了股東會、董事會、監事會，實行董事會領導下的總經理負責製。在日常運作中，始終堅持規範化、程序化的管理原則，製定了組織工程建設的各項規章製度與工作程序文件，並嚴格貫徹到各個環節。公司整個管理體係層次清晰，職責明確，渠道暢通，有序運作。本著不斷**的精神，白馬公司製定了測量評價手冊，對參建單位的管理製度和運行情況進行測評，保證了能及時用新辦法解決新問題。同時，為提高員工管理水平，公司還組織員工到國內建設和管理水平較高的單位學習，借鑒其先進經驗。公司還不斷提高辦公自動化水平，為實現科學化、程序化管理提供強力支持。經過參建各方的共同努力，白馬示範工程的建設取得了較好的成果，實現了工程**、質量、工期、投資的"四控製"，即：**實現了從施工準備到試運結束考核事故零目標；質量實現了優良目標，具備申報上等工程條件；進度實現了近期並網發電和投產目標；投資實現不超概算的目標。在**生產方麵，實現了**事故零目標。特彆值得一提的是，為了確保高質量、高標準建成白馬示範工程，白馬ＣＦＢ公司嚴格執行了項目法人製、招投標製、工程監理製和合同管理製"四製"原則。在招標管理方麵，為杜絕不規範行為，公司按照國家《招投標法》的要求製定了"招標、評標、定標三權分立"的原則，並以此為準繩開展了設備采購及施工、監理等招標。投標單位反映公司招標工作規範有序、公平合理，整個工程各項招標無一例投訴，取得了較好效果。正是有這樣一種高水平的管理和高協作的精神，才有了如今單機量*大的循環流化床機組成功投運的先例。

消化吸收 為創造自主大容量ＣＦＢ積蓄力量

白馬30萬千瓦ＣＦＢ示範電站的建設，為我國其他地區發展30萬千瓦ＣＦＢ電站提供了樣本資源。可以肯定地說，這是國家科學決策的結果。電站的建成投產必將為我國火電發展史寫下濃墨重彩的一筆。在談及電站建設的主要意義時，胡昌華說，"白馬電站所應用的ＣＦＢ技術，主要還是引進法國阿爾斯通的技術。雖然通過技術轉讓，我國已經擁有了這種先進的技術，但還要花時間來進行消化和吸收，並進行再創造。可以說，通過白馬電站的建設，我國的ＣＦＢ技術發展至少提前了5年的時間。"據了解，目前在雲南、河北、內蒙古、山東等地已有幾十台30萬千瓦ＣＦＢ電站在建設當中，這些工程項目都利用了白馬示範電站的經驗。白馬電站是我國建設的個大型ＣＦＢ電站，在白馬工程的安裝、監理、調試、運行及維護，鍛煉了一批大型ＣＦＢ鍋爐的安裝、監理、調試、運行及維護技術人員。這些技術人員在為其他在建的30萬千瓦ＣＦＢ電站的建設提供相關的技術幫助和運行經驗幫助的同時，也形成了我國自主研發的60萬千瓦ＣＦＢ技術的人力資源優勢。更為重要的是，在經過參與數年的項目建設及幾個月的實際運行後，白馬示範電站擁有了大量掌握ＣＦＢ鍋爐運行、維護和大型ＣＦＢ工程建設的技術和管理人才。這些技術人員積累的這些建設和管理大型ＣＦＢ機組的經驗，是我國繼續發展更高等級ＣＦＢ所必不可少的財富。據介紹，通過白馬工程，取得的經驗主要包括：1．二氧化硫、氮氧化物等汙染物的排放控製經驗；2．取得了雙支腿結構ＣＦＢ鍋爐避免爐膛兩側床料失衡造成翻床的運行經驗；3．取得了大型循環流化鍋爐床溫、床壓控製的經驗；4．取得了大型循環流化鍋爐排渣、運渣的運行經驗；5．取得了大型循環流化鍋爐外置床投運及控製的經驗；6．取得了大型循環流化鍋爐錐形閥的運行經驗；7．解決了給煤係統故障問題，重新認識了ＣＦＢ鍋爐對輸煤、碎煤係統的要求；8．取得了大型ＣＦＢ鍋爐安裝工序，尤其是鍋爐鋼架與旋風分離器、回料器、外置床、冷渣器等吊裝順序的經驗；9．取得了大型ＣＦＢ鍋爐耐火材料存儲、轉運、施工、養護及運行維護經驗；10．負荷的自動調節控製經驗。有專家認為，白馬電站的*重要意義是對我國研發具有自主知識產權的60萬千瓦ＣＦＢ技術積攢了豐富經驗。胡昌華解釋說，"大型ＣＦＢ發電技術具有發電效率高和控製汙染等低成本優勢"。

對於電力結構還不完善的我國來說，發展大型ＣＦＢ技術，尤其是有自主知識產權的60萬千瓦ＣＦＢ技術，是下一步發展的重點。實際上，國內各主要鍋爐生產製造廠商都很重視ＣＦＢ鍋爐產業的發展。近幾年來，這些生產製造廠商通過與國內研究單位及國外公司的合作，已生產出數百台容量等級從35Ｔ╱Ｈ到480Ｔ╱Ｈ的ＣＦＢ鍋爐，在ＣＦＢ鍋爐的設計、製造方麵取得了豐富的經驗。ＣＦＢ鍋爐除需配備高溫分離器、回料閥、布風板等部件而不同於常規煤粉爐外，鍋爐的構造和加工方法基本相同，並且這些特殊部件國內也能製作。從加工角度來說，我國已經具備製造ＣＦＢ電站鍋爐的能力。我國三大鍋爐廠及清華大學和一些科研單位已開展了自主**研發60萬千瓦ＣＦＢ鍋爐技術的相關工作，正式啟動自主研發60萬千瓦ＣＦＢ鍋爐並建設示範工程的條件已基本具備。按照國家計劃，在"十一五"期間，我國將至少建成一座完全自主知識產權的60萬千瓦ＣＦＢ電站工程。白馬示範電站的建設，也為我國自主研發60萬千瓦ＣＦＢ鍋爐和建設示範工程培養了能夠掌握大型ＣＦＢ技術和具有實踐經驗的人才資源。白馬電站除了核心鍋爐部分用的是阿爾斯通的技術外，其他包括汽輪機、發電機、主變壓器等部分都完全實現了國產化，即便是主體鍋爐部分，也有許多加工是通過阿爾斯通由國內廠商分包了部分設備的製造生產。這些都將為消化吸收引進30萬千瓦ＣＦＢ鍋爐技術和自主研發60萬千瓦ＣＦＢ鍋爐提供良好的試驗設備資源，並對促進60萬千瓦超臨界ＣＦＢ鍋爐研發順利進展並獲得成功提供經驗和人才。

再接再厲 建設一個新白馬

根據國家"十一五"規劃和潔淨煤發展綱要，國家計委在批複白馬30萬千瓦ＣＦＢ工程時，就要求通過引進技術、消化吸收，研發建設有自主知識產權的60萬千瓦ＣＦＢ機組（國家中長期科技發展綱要也已列入）。根據國家電力體製改革劃分的原則，潔淨煤示範項目由國家電網公司負責。國家發改委有關領導明確表示支持把白馬建設成國內大型循環流化床技術示範中心，國內三大鍋爐廠和科研單位也已啟動60萬ＣＦＢ的設計、研發工作。目前，四川白馬ＣＦＢ示範電站隻有一台30萬千瓦ＣＦＢ機組，但白馬有人力資源和設備資源優勢，有地方良好的建設環境，在此基礎上建設60萬千瓦ＣＦＢ示範工程項目，條件已經具備。