燃煤电站CO2捕集与处理技术的现状与发展

文章首先介绍了燃煤电站碳捕集的技术发展路线,CO2捕集技术分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧技术3条路线,主要的捕碳技术有化学吸收法、物理吸收法、物理吸附法和膜分离法等。同时,还介绍了国内外燃煤电站的捕碳项目情况和未来发展,我国电力行业也开展了绿色煤电计划,并在传统燃煤电站建立了燃烧后捕碳的中试系统,全面开始了电厂捕碳的研究开发。     

O_2/CO_2燃烧气氛下中间储仓式制粉系统热力计算

富氧燃烧技术是目前新建和在役燃煤电站锅炉最有竞争力的CO_2捕集技术。本文以35MW_(th)富氧燃烧示范电站项目为依托,探寻适合富氧燃烧技术的中间储仓式制粉系统的热力计算方法,并与空气气氛下的计算方法及结果进行对比,为富氧燃烧技术的商业化应用提供设计参考。     

国内燃煤锅炉富氧燃烧技术进展

富氧燃烧技术在CO₂减排捕集方面的优势使其在近年来燃煤锅炉领域受到重点关注。本文从富氧燃烧对燃煤锅炉燃烧、传热和污染物排放特性的影响方面,对近年来燃煤锅炉富氧燃烧技术的理论研究进展进行阐述,并对近年来富氧燃烧在传统煤粉锅炉和循环流化 床（CFB）锅炉两个工艺路线的应用进展进行了总结,认为基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧着火、传热与污染抑制,基于加压富氧燃烧的CFB燃烧、传热和污染抑制,富氧燃烧工业示范装置自动控制,以及富氧燃烧系统集成优化是燃煤锅炉富氧燃烧技术的研究难点和重点。今后除了在成本最大的制氧技术上寻求技术突破以外,还需要在分级富氧燃烧、加压富氧燃烧以及系统集成优化等方面进行深入研究。     

碳捕集电厂不同运行方式的电碳特性分析

碳捕集电厂具有成为未来重要电源建设选项的巨大可能性。在深入考察碳捕集电厂的技术原理、工作流程与能量流关系的基础上,深入研究了碳捕集系统内部各个功能环节的协调关系以及灵活运行的机理,从本质上定义并分析了碳捕集电厂的各类典型运行方式,包括基准运行、烟气分流、富液分流、溶液存储以及综合灵活运行方式。针对每一类典型的运行方式,深入分析了碳捕集电厂所对应的电碳特性。最后,以一台典型碳捕集电厂为实证对象构建算例,验证了所得出的研究结论。     

温室效应加剧何为最佳碳减排方式?

在电力领域,环保的话题一直都没有停过,而在近几年大家关注的重点似乎已经开始转变. 2008年9月,致力于减少二氧化碳排放,采用阿尔斯通富氧燃烧技术的火电试验项目在德国黑泵电厂投入运行;2008年7月华能北京热电厂建立并投产了中国首个二氧化碳捕集示范工程……     

中国富氧燃烧技术研发进展

富氧燃烧技术是最具潜力的燃煤电厂大规模碳减排技术之一,文中对中国富氧燃烧的研发进展进行了系统的综述,介绍了富氧燃烧技术在中国的基础研究现状,包括燃烧特性、污染物排放、矿物转化灰沉积、热力计算、动态仿真、经济性评价等;描述了中国富氧燃烧工程示范部署以及技术路线图,并简要讨论了富氧燃烧技术未来的发展趋势。     

考虑富氧燃烧技术的电–气–热综合能源系统低碳经济调度

富氧燃烧技术能实现燃煤机组二氧化碳的近零排放,是实现低碳调度的有效手段。该文提出将富氧燃烧技术引入电–气–热综合能源系统,并建立低碳经济调度模型,该模型可兼顾经济性和低碳性。首先,通过挖掘富氧燃烧电厂运行机理,研究其内部能量时移特性,并与燃烧后捕集电厂进行比较,分析其对降低碳排量的优势;其次,建立以运行成本、维护成本、折旧成本、碳交易成本等综合成本最低为目标函数的电–气–热综合能源系统低碳经济调度模型。并通过CPLEX求解。最后,对IEEE-30节点电网模型、7节点气网模型和6节点热网模型的综合能源系统进行仿真,验证模型的有效性。该文研究可为综合能源系统的低碳调度运行提供参考。     

超超临界350 MW富氧燃烧循环流化床设计

富氧燃烧循环流化床是一种新型的碳捕集技术,具有广泛的应用前景。O2/CO2气氛下锅炉受热面的布置与热负荷的分配是阻挠富氧燃烧循环流化床进一步示范的关键问题。本文分别采用Johnsson模型和颗粒团更新模型对350 MW机组循环流化床锅炉进行一维建模,对氧体积分数为30%的富氧燃烧循环流化床锅炉进行了耦合汽水系统的总体概念设计,并与空气燃烧的同等级循环流化床锅炉尺寸进行了对比。结果表明:富氧燃烧循环流化床锅炉的排烟热损失大大减小,设计锅炉热效率可达94.18%;富氧燃烧循环流化床锅炉布风板面积、炉膛截面积以及尾部烟道面积均比空气燃烧循环流化床锅炉大幅减小,但需要增设外置床换热器来吸收热负荷。本研究对富氧燃烧循环流化床锅炉的进一步放大具有借鉴意义。     

碳捕集电厂灵活运行方法评述与展望

碳捕集电厂将赋予未来电力行业全新的运行模式和发展机制,具有深远的现实意义和研究价值。目前,尽管整个碳捕集技术领域得到了较多关注,但绝大多数仅针对碳捕集电厂的基准运行工况与静态运行方式展开研究,而对碳捕集电厂灵活运行方法的研究还处于起步阶段。文中分别从电厂层面和电力系统层面详细分析和展望了碳捕集电厂灵活运行方法的发展潜力、实现方式和技术特性,揭示了灵活运行的碳捕集电厂所具有的良好运行性能,指出碳捕集电厂将为电力系统带来巨大的效益提升空间。文中揭示了未来碳捕集电厂灵活运行方法这一领域的研究重点和发展方向,力图建立完整的碳捕集电厂灵活运行方法研究框架,以期为相关研究提供分析方向和研究思路。     

基于低碳需求响应的含煤制氢与碳捕集电厂的综合能源系统优化调度

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成本;将低碳需求响应机制引入综合能源系统调度模型中,并分析其减排能力;以运行成本最小为目标函数建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。通过算例对所提策略进行验证,结果表明该策略能够提高风电消纳水平,降低整体系统的碳排放量,提升系统经济性。     

富氧燃烧电站锅炉运行监控分析

为了验证富氧燃烧技术的可行性、运行的安全性、装备的可用性以及系统的可靠性,采用特征对比、定性分析的方法,对传统空气燃烧系统、国内已有富氧燃烧示范项目工程系统的组成和结构特点以及实际运行过程经验进行分析,提出富氧燃烧系统区别于空气燃烧的主要技术特点和运行监控要求。     

电力系统全过程动态仿真技术的现状与展望

随着我国全国性交直流混联电力系统的形成,电力系统的动态特性变得更加复杂。全过程动态仿真能够将电力系统电磁暂态、机电暂态和中长期动态统一起来进行计算,是研究和分析这种非线性超大规模电力系统动态特性机理、事故特征及其安全稳定措施的重要技术手段。分析了电力系统全过程动态仿真技术的研发与应用现状、存在的技术难点,并对技术发展进行了预测,主要包括电磁暂态-机电暂态-中长期动态统一仿真的数值计算方法和建模技术。该文指出新型数值积分算法、适于多时间尺度仿真的直流输电建模方法、具有智能化和开放式与交互式的并行仿真软件开发方法等关键技术,可为大规模交直流互联电网的安全稳定、经济运行及新技术和新设备的应用研究等提供强有力的仿真工具。     

湖南省电厂锅炉混煤掺烧技术应用

综述了湖南省在应用和发展电厂锅炉混煤掺烧技术上进行的探索和成果.通过对传统混煤掺烧技术特点、应用经验及技术上局限性的分析总结,在理论研究及现场试验基础上进行了以"分磨制粉"为核心的技术探索,根据湖南省电厂锅炉实际燃煤性质特征、炉型及制粉系统形式等,提出了混煤掺烧方式选取的6条基本原则,全面推广了各自适宜的混煤掺烧技术.在电厂锅炉混煤掺烧,尤其是掺烧劣质无烟煤方面取得的理论成果、掺烧方法、工业应用经验等对各种炉型、多煤种混煤掺烧具有指导意义.     

三峡集团乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目设计

源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例，综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面，采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展；在智慧调控方面，针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题，设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。     

200 MW富氧燃煤电厂制粉系统及磨煤机参数研究

针对空气-富氧燃烧兼容运行的大型富氧燃煤电厂制粉系统参数选择和磨煤机选型等问题,开展了研究和分析。采用设计计算和理论分析相结合的方式,研究了高CO2气氛对磨煤机及制粉系统参数的影响,获得了典型煤种在200 MW机组空气-富氧兼容条件下磨煤机出口温度、煤粉细度、通风量和煤粉管道流速等参数。综合考虑堵粉、腐蚀和防爆等情况,一次风氧分压控制在18%,烟气冷凝器出口含水率限制在5%以下,富氧干循环方案磨煤机出口温度控制在77~80 ℃为宜,湿循环方案磨煤机出口温度在95~100 ℃为宜。通过磨煤机及制粉系统选型参数比较分析,提出了相关防磨、防漏、防腐措施。研究结果实现了空气-富氧燃烧兼容运行下制粉系统和磨煤机关键参数的匹配。     

煤粉锅炉掺烧石油焦的燃烧调整

将石油焦与烟煤掺混在煤粉锅炉里进行燃烧，使燃烧特性变得复杂，甚至使锅炉燃烧效率下降。为解决这一问题，经理论分析和在试验台上进行大量燃烧调整实验研究后，提出改变传统的均等配风方式、降低燃烧巾心位置、提高燃料细度和调整一二次风等的组合燃烧调整技术，此技术已在一些热电厂运行试验中取得成效。文中详细沦述了此调整方法的原理，并分析了试验台研究与现场运行结果。     

主动配电网的架构展望

新型电力系统的发展对现有的配电网架构提出了全新的挑战。首先,提出主动配电网的概念和特点,深入解析虚拟发电厂、虚拟电力系统、微网技术对配电网的不同整合特点,典型示范工程的架构以及运营模式;其次,对比电力电子型连接技术在异步电网互联、潮流控制方面的优缺点,提出不同配电网连接技术的适用场景;最后,立足于对上述新兴配电网技术的剖析,提出主动配电网架构的合理设想。     

O2/CO2燃烧方式的锅炉热力计算方法研究与分析

对常规热力计算方法进行改变,使其适用于O2/CO2燃烧技术。将该方法应用于煤粉在不同比例O2/CO2气氛下燃烧中,计算结果与实验结论相吻合,由于各参数改变有严格理论指导,可用于O2/CO2燃烧方式热力计算;并将结果与煤粉在常规空气中燃烧所得结果进行了对照分析,表明在O2/CO2=30/70时所得参数与空气中燃烧相似。     

大容量褐煤锅炉燃烧系统优化设计

针对国家“九五”重点科技攻关项目（96－A19－01）的要求,以褐煤锅炉燃烧系统计理论为基础,结合我国褐煤特点及长期以来褐煤锅炉的设计和运行经验,以及以往阶段对褐煤燃烧和褐煤锅炉所进行了大量科研工作的成果及双辽电厂300MW锅炉的设计经验、运行业绩,全面阐述了大容量褐煤锅炉燃烧系统优化设计的一般原则和方法。     

超细化煤粉燃烧特性的研究

超缰化煤粉燃烧是一种新兴的煤粉燃烧方式。它与常规煤粉燃烧方式相比有稳燃效果好,燃烧效率高、低ＮＯＸ污染以及综合经济性高等优点。本文采用由德国ＥＮＴＺＳＣＨ公司生产的ＳＴＡ４０９Ｃ型热天平,在温升速度均为２０℃／ｍｉｎ、试验煤样的质量基本相同以及其它试验条件相同的情况下,对合山煤、晋城煤各四种不同粒径煤样进行了燃烧特性分析。试验结果煤粉经过超细化后,其燃烧特性有明显的改善。