【所属领域】
能源环保
【痛点问题】
新能源混合电网对常规火力发电厂灵活性提出挑战。燃煤锅炉智能燃烧技术是我国煤炭清洁、高效、低碳、安全、灵活利用的重大需求,入炉煤质、煤流长期缺乏有效在线检测,燃料灵活性严重不足,燃烧控制的智能化缺乏,严重制约了锅炉燃烧运行的安全性、灵活性、经济性,亟待填补基于灵活燃料的智能燃烧技术空白。
【成果介绍】
本成果提出一种灵活智能燃煤发电技术。该成果技术历经团队15年科技攻关,包括了以下成果内容:
(1)首创了激光拉曼法煤质在线检测技术,研制了基于煤质在线检测的锅炉灵活燃料与智能燃烧装备。
(2)提出了基于煤流识别的燃料自学习动态智能混配模型,发明了非接触式煤流自动识别与示踪技术,研发了多煤仓多煤种煤位分层动态辨识技术,研制了基于煤流在线监测的锅炉灵活燃料与智能燃烧装备。
(3)发明了炉膛、烟道及制粉系统co浓度网格式多点高精度在线监测技术,研制了基于co/o2双参量协同的锅炉智能燃烧装备。
(4)构建了基于煤质-煤流-co在线监测-飞灰含碳量等关键实时参量的燃煤火力发电灵活燃料、智能燃料燃烧技术体系,形成了全套系统与装备。
图1 激光拉曼煤质在线检测系统示意图
图2 基于煤流在线监测的锅炉智能燃烧示意图
【技术优势】
本项目发明的具有自主知识产权的“基于co/o2双参量的智能燃烧控制技术”、“基于煤质-煤流-co-飞灰含碳量等实时多关键参量锅炉智能燃烧优化技术”、“激光拉曼煤质在线检测技术”、“非接触式煤流自动识别与示踪技术”,经国际国内查新及专家鉴定,均为本项目组独创技术,其主要技术参数国际领先,填补了锅炉智能燃料燃烧技术的空白,具有明显市场竞争力。
【技术指标】
通过对比本项目与国内外现有技术,本项目可实现燃煤机组灵活性提升1倍,煤耗下降0.2-1.5 g/kwh,污染物排放下降5%以上,实现20%低负荷稳定燃烧,缓解或消除高温腐蚀和结焦。相关对比技术指标如下表所示:
表1 国内外煤质、煤流检测技术指标对比
技术方法 | 检测时间 | 检测指标 | 精度 | 说明 |
手工取样化验(国标) | 3-5小时 | 元素分析,工业分析 | 精度高 | 不适于在线 |
微波法 | 约1分钟 | 主要测水分 | 精度低 | 指导有限 |
γ射线法 | 小于30s | 主要元素分析 | 精度高 | 核辐射,成本高 |
激光拉曼法(本项目) | 小于30s | 主要工业、元素分析 | 精度高 | 工业示范与应用 |
非接触式煤流识别(本项目) | 小于30s | 煤流,元素和工业分析 | 精度高 | 工业示范与应用 |
获湖北省技术发明一等奖(2021年),其它省部级奖励3项。
【技术成熟度】
本项目成果处于可量产阶段。
【应用场景】
本项目发明的锅炉智能燃料燃烧技术,为实现新能源混合电网下煤炭的安全、灵活、经济利用提供了有效的解决方案,显著推动能源行业科学技术进步。本技术适用于能源、电力,尤其是燃煤火力发电厂。
【市场前景】
本项目技术成果应用后显著提高了我国燃煤电站锅炉效率,节约了大量煤炭资源。以锅炉效率平均提高约0.3%,煤耗降低约1 g/kwh,年利用小时4000h计算,每年可节煤约1200万吨,显著减少了煤炭资源消耗,改善了生态环境,有力推动了我国“碳中和、碳达峰”“双碳”目标的实现,为我国环境友好型、资源节约型“两型社会”发展奠定了坚实基础。本技术结合当前的火电灵活性改造国家重大需求,市场潜在容量约百亿元级别。
【知识产权】
本成果已授权中国发明专利20余项,美国等国际专利4项
【合作方式】
作价入股、技术开发、面谈等
【联系方式】
cg23012