The state-of-the-art of steel technology used for chinese power plants and its future

The development and construction of Ultra Super Critical(USC) fossil fired power plants and advanced nuclear power plants are the most important and effective issue to improve national electricity structure in China and to fulfill the national emission aim which had been proposed and promised.Further, steel technology is one of the most imperative fundamentals to ensure the development and construction of USC fossil fired power plants and advanced nuclear power plants.This paper briefly introduced the state-of-the -art and achievement of steel technology used for USC fossil fired power plants and advanced nuclear power plants in China so far.Meanwhile,the authors also analyzed and discussed the potential research and development plans of the important steel technology in China in the near future.

考虑超碳需求响应的综合能源系统低碳优化调度

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排放因子作为分时电价的惩罚因子,从而将源侧碳信号传递至荷侧,驱使用户侧进行低碳性状态转移。首先,在日前调度阶段,构建预调度-再调度两阶段调度运行机制,再调度根据预调度的系统状态信息进行超碳需求响应,来深度降低系统碳排量。其次,将光热电站引入综合能源系统,与风电场、碳捕集电厂协同运行,从而构建高比例新能源场景,来验证超碳需求响应在此场景下的减碳效益。最后,建立了基于超碳需求响应的预调度-再调度两阶段低碳调度模型。经算例仿真分析表明,所提源荷协同降碳的新思路能有效提高系统的减碳能力,深入挖掘系统的降碳空间,提升系统的经济效益。

采用自主研发的在线前处理系统同时分析脱硫废水中阴阳离子

电厂专用的全自动脱硫废水分析仪可以实现对超高浓度脱硫废水的自动化前处理以及分析,样品通过自动二步稀释,并与双系统离子色谱仪联用,对脱硫废水中的阴、阳离子同时进行检测。脱硫废水中阳离子主要有Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+,阴离子主要有F-、Cl-、NO3-、SO42-。本研究对仪器相关参数进行了验证,测试结果为,4种阴离子和5种阳离子的混合标准溶液在其线性关系内相关系数均大于0.999;4种阴离子的峰高和峰面积重复性RSD小于2.29%,5种阳离子的峰高和峰面积重复性RSD小于1.78%,实际样品中4种加标阴离子回收率在93.5%~100.2%之间;5种阳离子加标回收率在95.4%~103.8%之间。结果证明,该系统大大提高了分析效率,节省了人工成本,填补了市场空白。

化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放试验研究

煤燃烧产生的细颗粒物和烟气脱硫产生的脱硫废水是燃煤电厂污染治理的难点。该文提出一种化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放的处理工艺。将加入团聚剂的工艺水或脱硫废水通过双流体雾化喷入低温省煤器前烟道,细颗粒物在化学团聚剂液桥力的作用下发生团聚长大,沿程水分蒸发后,液桥力转化为固桥力形成大的团聚体,耦合低温省煤器促进静电除尘器对细颗粒物的脱除效率。示范试验结果表明,运行化学团聚可使粉尘排放浓度降低63.1%,168 h内平均粉尘排放浓度为2.66 mg/m^(3);基于运行数据优化了团聚剂喷量与低温省煤器循环水量;连续运行脱硫废水对强化除尘效果没有明显影响,实现了超低排放以及脱硫废水零排放。

铁镍基合金HT700P焊接接头力学性能和微观组织研究

采用机械TIG焊方法对铁镍基合金HT700P大口径管的环缝焊接,焊后进行稳定化热处理(980℃/3 h/AC)和无损检测(100%PT+100%RT+100%PAUT),合格后对焊接接头进行拉伸强度、弯曲、硬度性能、冲击、高温持久性能和微观金相组织试验。试验结果表明:焊接接头室温抗拉强度、屈服强度高于HT700P母材的下限值,弯曲试验合格。焊接接头中母材和热影响区的硬度明显大于焊缝,母材和热影响区硬度无明显差别。焊缝的室温冲击平均值为160.7 J,热影响区的室温冲击平均值为102.3 J,均高于HT700P母材的下限值。焊接接头105小时持久断裂强度为138.3 MPa。焊接接头宏观和微观金相组织检验合格,焊缝金相组织均为奥氏体,不存在TCP等有害相的析出。

微型亚临界煤气发电工程的数字化(BIM)设计应用

阐述了BIM技术在微型亚临界煤气发电工程中的应用,介绍了BIM技术在微型超高温亚临界高炉煤气发电工程领域的应用特点、技术重点以及BIM技术在微型超高温亚临界高炉煤气发电领域的推广和创新应用,并最终实现数字化设计-交付-运维一体化解决方案。

1000MW超超临界汽轮机组中低负荷节能研究

为解决中低负荷工况下的高耗能问题,某电厂进行了广义变频改造,并选取改造后的THA、75%THA和50%THA等3个典型工况进行了节能效果测试与研究。结果显示,在高负荷工况下,广义变频的节能效果并不显著;而在中低负荷工况下,广义变频的节能效果随着负荷的降低而增加。该研究表明,通过广义变频改造能够有效降低中低负荷工况下的能耗,同时该研究为AGC调频技术在深化节能改造方面的应用探索了道路。

生物质电厂脱硝超低排放工艺研究

分析氮氧化物的生成,总结国内部分地区生物质锅炉氮氧化物排放限值,介绍SNCR脱硝、SCR脱硝和高温复合滤筒等几种脱硝方式,结合山东某生物质电厂工程案例,从技术及成本方面对常规烟气净化路线与硫尘硝一体化路线进行比较分析。

朱集东选煤厂煤泥回掺工艺研究与应用

煤泥是选煤厂的洗选副产品,由于煤泥具有持水性强、水分高(多在20%以上)、粘性大、热值低等特点,很难实现大规模与资源化利用,长期以民用作为主要出路。介绍了朱集东选煤厂生产、销售煤泥所带来的问题,通过对煤泥降水提质与破碎,使煤泥均匀地掺混到商品煤中销售,实现煤泥零落地目标,从而提高商品煤资源量。工艺简单、可靠,经济效益和环保效益显著。

燃煤电厂烟气脱汞技术研究现状及展望

针对燃煤电厂烟气汞污染问题,分析了汞在烟气中的分布形态,并基于燃煤电厂对常规大气污染物烟尘、SO_(2)以及NO_(x)实施超低排放的背景,研究了脱硝、除尘、脱硫设备对不同形态汞协同控制的技术特点和效果,为燃煤电厂将来实施更为严格的汞排放标准后技术的选择和新型烟气脱汞技术的研发提供参考。

基于实测的超低排放燃煤电厂砷、硒、铅迁移与排放特性

选择煤粉炉(PC)和循环流化床(CFB)超低排放燃煤电厂开展实测研究,同步采集烟气净化装置(APCDs)前后烟气样品进行分析;并同时采集分析入炉煤、飞灰、底渣、省煤器(LTE)灰、脱硫浆液和湿式电除尘器(WESP)废水等样品,以揭示砷(As)、硒(Se)和铅(Pb)迁移与排放特性。结果表明:两家电厂APCDs对烟气中As、Se和Pb的总协同脱除率达到96%,净烟气中污染物浓度低,分别为0.13~0.49、1.05~2.15和0.86~3.19μg/m^(3);不同APCDs的协同脱除率存在较大差异,其中布袋除尘器(FF)最高(99.56%~99.74%),静电除尘器(ESP)次之(85.61%~98.44%),湿法烟气脱硫(WFGD)的脱除率波动较大,WESP脱除率为11.61%~55.08%。燃煤中As、Se和Pb大部分迁移到飞灰中,占比为74.38%~95.24%;CFB底渣占比为3.51%~24.08%;LTE灰占比为5.85%~12.11%;脱硫浆液中均低于6%;WESP废水和出口烟气中占比最低,分别为0.68%和0.62%。相对于煤粉炉,循环流化床电厂底渣中As和Pb富集性更高;而对于Se,则燃烧方式无明显影响,但其在净烟气中占比高于As和Pb。

燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中痕量元素的迁移分布规律

燃煤电厂是煤炭消耗的主力军,煤炭在燃烧过程中,大量痕量元素随烟气排出.随着我国环保要求的不断提高,燃煤电厂的痕量元素排放受到广泛关注.石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统不仅能高效吸收烟气中的SO_(2),同时影响痕量元素的迁移分布.本研究对安徽省3个超低排放燃煤电厂的WFGD系统中进/出口烟尘、石灰石、工业水、污泥、石膏和脱硫废水等环境样品进行了采集,研究了Cr、As、Cd、Pb和Hg等痕量元素的迁移分布特征.结果表明:①WFGD系统对烟尘中痕量元素的去除率在95%以上,脱硫污泥中Cr、As和Hg浓度分别为29.9~52.2、12.5~36.7和2.2~6.5 mg/kg,约为石膏中Cr、As和Hg浓度的7~9倍.②元素质量平衡分析表明,痕量元素主要来源于烟气和石灰石,主要输出为污泥和石膏,废水中仅富集少量Cd.研究显示,脱硫石膏和污泥的处置及再利用过程中需着重关注痕量元素的环境影响.

某燃煤电厂烟气超低排放改造工程案例

随着国内环保要求的不断提高,某燃煤电厂锅炉污染物排放标准已不符合《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的新要求,因而对其烟气脱硝、脱硫、除尘单元实施超低排放改造。介绍了燃煤锅炉基本运行现状和存在的问题,研究分析了工程方案的改造原则、技术路线选择和实施效果。实施改造后,烟气净化单元脱硫、脱硝、除尘效率高,NOx、SO2、烟尘污染物排放浓度达到并优于超低排放限值要求,环保效益显著。

基于多层感知机的超超临界火电机组煤耗建模

提高燃煤火力发电机组的运行灵活性成为目前消纳新能源入网的可靠手段,然而燃煤机组频繁变负荷、变煤种等特点增加了机组运行优化控制的难度,迫切需研究和开发更智能、更先进的运行优化方法。建立准确的能耗动态模型,是实现优化运行的基础,为提高机组运行优化效率,提出了一种基于多层感知机神经网络(MLP)的煤耗建模方法,该方法统筹考虑锅炉侧和汽机侧参数对煤耗的耦合影响关系。以一台660 MW超超临界火电机组为建模对象,选择了54个主要的运行参数作为模型的输入特征,输入特性包含锅炉侧主要运行参数、汽机侧主要运行参数以及电气侧主要运行参数,选取2 a运行数据作为建模数据,预处理后最终确定306234组用于模型的训练与验证,其中80%数据用于模型训练,剩余20%用于模型验证。模型训练采用EarlyStopping技术监控训练集的均方根误差M_(SE),模型训练过程中还需对网络层数、隐藏层节点数及训练批次数据量大小(batch_size)优化。神经网络的初始系数为随机生成,计算结果可能存在随机性,因此每个参数的调参次数均为5次,并采用其平均数作为最终值,最终确定模型隐藏层数为1,隐藏层节点数为64,激活函数选用relu,每次训练抓取的数据量为256。在训练集和测试集表现效果方面,分别有97.69%和97.67%的煤耗预测值与实际值绝对误差值±0.325 g/kWh,其中分别有62.22%和61.93%的煤耗预测值与实际值绝对误差值位于±0.125 g/kWh,同时训练集和测试集在不同误差时出现频率基本相同,说明MPL模型的泛化能力较好。MLP可替代机理模型进行煤耗计算,为实现在线实时优化奠定基础。

燃煤电厂烟气脱汞技术研究现状及展望

自我国发布超低排放标准以来,燃煤电厂排放标准日益严格。中国环境与发展国际合作委员会在2011年报告中指出,19%的大气汞排放来自燃煤电厂,其中33%来自锅炉。汞作为一种微量元素,具有独特的毒性和大气迁移特性。2013年,联合国环境规划署颁布了《水俣公约》,旨在减少汞对环境和人类健康造成的损害。由于汞的毒性和生物累积性可对人体造成不可逆的损害,因此实现电厂汞净化受到关注。对比分析了目前国内外先进的排放标准,说明了目前对电站锅炉净化汞的需求已日趋强烈。简要介绍了燃煤电站锅炉中汞的成因、形态变化和测量手段。着重介绍了现有烟气净化设备对汞的协同脱除应用较成熟的活性炭喷射技术,并阐述了其脱除效果与应用前景。论述了目前较先进的新型汞捕获和汞净化手段,包括吸附剂汞脱除技术和光催化剂脱汞技术,指出了新型除汞剂的开发趋势。最后,就燃煤电站锅炉脱汞技术存在的问题提出展望,以期实现电站锅炉零汞排放。

中国燃煤电厂烟气汞的减排潜力研究

为研究燃煤电厂烟气汞在未来不同情景下的减排潜力,统计并计算中国原煤中汞的平均含量以及超低排放控制下中国燃煤电厂治理设施对汞的平均综合脱除效率,并对不同情景模式下中国未来燃煤电厂发电煤炭消耗量进行预测,最后通过排放因子法估算出中国燃煤电厂在目标年份的烟气汞的排放量。结果表明:中国原煤中汞的平均含量为0.201g/t;在超低排放下的燃煤电厂治理设施对汞的平均脱除效率达到了88.44%,不同的超低排放治理设施组合在对烟气中的汞都具有较好的脱除效果;在既有政策和强化政策两种情景模式下,预测在2025、2030年,中国燃煤电厂煤炭消耗量分别在18.85亿~21.30亿t和18.47亿~24.40亿t;与2018年中国燃煤电厂55.98t烟气汞的排放量相比,2020年的减排幅度为2.07%,两种情景模式下,2025年减排幅度为7.15%和17.85%,2030年减排幅度为20.35%和34.35%。

燃煤电厂大气重金属排放控制策略

燃煤是人为源大气重金属的主要排放源,为制定适合我国燃煤电厂且经济高效的大气重金属排放控制策略,该文系统分析我国原煤中6种重金属(Hg、As、Pb、Se、Cd、Cr)的含量和分布特征,以及燃煤电厂大气重金属排放控制措施,建立最佳可行技术/最佳环境实践(best available technique/best environment practice,BAT/BEP)的决策树模型,并评估不同BAT/BEP控制策略的大气重金属减排效果。结果表明:燃煤电厂大气重金属排放与煤质、炉型、常规烟气污染物控制设备(air pollution control devices,APCDs)组合等显著相关。对于安装选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝+静电除尘器(eletrostatic precipitator,ESP)+湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)(或+湿式静电除尘器(wet electrostatic precipitator,WESP))组合的超低排放或近零排放燃煤机组,改性飞灰专门脱汞技术对大气汞深度脱除效果最显著,适用范围广泛;强化协同控制技术(APCDs提效)对其他大气重金属(As、Pb、Se、Cd、Cr)的深度脱除效果最显著。

基于在线监测数据的燃煤电厂脱硝装置性能预测研究

火电厂中污染物脱除的精准调控一直受到广泛关注,通过将大数据分析技术应用于某600 MW的发电机组脱硝系统,开展复杂状态下环保在线监测数据的深度挖掘研究,高效精准地获得影响污染物脱除设备性能的关键因素,结合污染物脱除原理,确定了环保污染指数预测模型的输入与输出元素,并对脱硝系统中资源消耗的指标进行表征,搭建了机组环保污染指数的大数据预测模型。结果表明:合理清理工艺流程上的关联参数后,关键因素分析的结果与影响环保污染物脱除机理定性分析结果一致。训练后的模型不仅能够高精度地重现当前环保性能,也具备预测环保性能的能力。通过对选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的具体分析,可为后续火电厂其他环保设备实施进一步的精准调控提供一定的理论依据和数据支撑。

烟道侧包墙连接鳍片区域的结构应力数值模拟

针对超超临界火电机组在水平烟道与尾部烟道侧包墙之间的连接鳍片上存在显著温差,运行过程中焊缝处极易发生开裂的问题,对含焊缝的烟道侧包墙连接鳍片结构的应力分布开展有限元数值模拟研究,探究鳍片宽度和厚度对该结构应力分布的影响规律。结果表明,随着连接鳍片宽厚比增加,峰值应力位置从背火面焊趾处移至迎火面焊趾处;相较于连接鳍片厚度,其宽度对结构峰值应力幅值的影响更显著,随着连接鳍片宽度由10 mm增加至80 mm,结构上的峰值应力由57.5 MPa增加至295 MPa。研究成果可为超超临界火电机组结构设计和安全运行提供理论依据。

660MW超超临界燃煤机组灵活运行的燃煤掺配优化

某燃煤发电厂2×660 MW超超临界机组为了适应电网调峰的需求,探索入炉煤采用"炉前预混+分磨配煤"的方式,实现了精确配煤,在扩大煤种适应性的前提下,确保机组25%~100%负荷的灵活性运行.机组深调负荷过程中炉内稳定燃烧,锅炉升降负荷平稳,在电网负荷波动期间满足机组顶峰能力需求,机组运行效果良好.通过燃煤掺配的优化,在降低燃料成本的同时,实现机组环保、安全、经济和灵活性运行,对推动煤电"三改联动",实现煤电的健康可持续发展具有促进意义.