9月18日16时16分，从山西国金传来好消息，东方电气集团东方锅炉股份有限公司 （以下简称东方锅炉）研制的世界首台350MW超临界循环流化床锅炉机组正式投运。继自主研制的世界首台600MW超临界循环流化床锅炉机组成功投运后，东方锅炉在世界循环流化床研发史上又取得新的突破，对促进劣质煤清洁高效利用具有重要的里程碑意义。
   世界首台350MW循环流化床锅炉的成功投运，对国家重大技术装备制造企业全面掌握350MW循环流化床原始设计技术，提高自主创新和自主开发能力，调整能源结构，实现能源发展与环境保护具有重大意义。
大数据解决研发难题
   循环流化床燃烧技术具有清洁、环保、煤种适应性广泛等特点，是当前公认的燃煤技术的重大创新，受到世界各国的重视。东方锅炉具有丰富的循环流化床研发设计经验，研发制造的众多循环流化床锅炉在国内外运行优良，掌握了大量的运行数据，创造了多项世界第一，领跑世界循环流化床技术研发进程。
   20世纪70年代，循环流化床燃烧技术在世界兴起之初，东方锅炉就开始研究循环流化床燃烧技术，投资建立了当时国内最大的循环流化床冷、热态试验台，致力于发展自主的循环流化床技术，相继开发出中压、次高压、高压标准参数系列产品。此后，东方锅炉进一步加快循环流化床锅炉大型化研发进程，开发了具有自主知识产权的135~150MW循环流化床锅炉。
   自2003年起，东方锅炉自主开发了300MW等级亚临界循环流化床锅炉。2008年6月，东方锅炉自主研制的世界首台不带外置换热器的300MW等级循环流化床锅炉机组在广东宝丽华电厂投运。2014年4月，东方锅炉自主研制的世界首台600MW等级超临界循环流化床锅炉机组在白马电厂投运，优异的运行性能受到广泛关注。
   多年的研发制造经验，让东方锅炉具备了强大的市场优势。据统计，目前东方锅炉设计、制造的各容量等级循环流化床锅炉超过200台套，国内市场占有率超过 30%。其中，300MW等级循环流化床锅炉国内市场占有率达到70%，并成功出口欧洲地区。
   2008年，东方锅炉开始进行350MW超临界循环流化床锅炉技术的研发。水动力设计是超临界循环流化床锅炉能否成功的最关键因素，也是世界性难题。在已大量投运300MW亚临界循环流化床锅炉和白马电厂世界首台600MW超临界循环流化床锅炉的研发设计经验基础上，东方锅炉凭借强大的研发实力，通过大数据分析，进行大量复杂的科学计算，掌握了超临界循环流化床锅炉设计中最为重要的低质量流速垂直管技术。
   山西国金项目350MW超临界循环流化床锅炉各个系统的吸热量与设计相符，各级受热面温度正常，未出现管壁超温的现象，保证了350MW超临界循环流化床锅炉运行的安全性和可靠性，从而解决了超临界参数循环流化床锅炉的水动力安全性这一世界性难题。
   山西国金项目350MW超临界循环流化床锅炉采用炉前给煤、两侧进风、炉后排渣的方式，最大限度的利用锅炉空间，使得整体布置更加合理。350MW超临界循环流化床锅炉机组设计供电煤耗为306.6克/千瓦时，相比当前300MW亚临界循环流化床锅炉主力机组煤耗降低了20克/千瓦时以上。
   同时，2台350MW超临界锅炉机组年消耗低热值煤220万吨，相比600MW超临界循环流化床锅炉机组，选择电厂厂址更加灵活。因此350MW超临界循环流化床锅炉技术一经推出就受到用户的普遍欢迎。国内在建的350MW超临界循环流化床锅炉机组超过30个，选择东方锅炉设备的超过60%。
煤种适应广泛 环保性能优良
   循环流化床锅炉是国内外近40年发展起来的一种新型洁净煤燃烧技术。东方锅炉研制的循环流化床锅炉技术在燃烧劣质煤方面，具有燃料适应范围广、污染物排放低、调峰能力强、燃烧效率高等特点，具有良好的节能和环保表现。燃烧后的煤灰、炉渣可 “变废为宝”用来造砖，从而实现资源的综合利用，发展循环经济，促进企业增收。
   目前，我国低热值煤储量众多。据不完全统计，我国每年大约有2亿吨煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值煤尚未得到较好利用。这为350MW超临界循环流化床锅炉提供了广阔的市场发展空间。
   山西国金电力有限公司 2×350MW煤矸石综合利用发电工程，是发电、供热、水泥综合利用一体化项目，是山西省重点工程。采用东方锅炉最新自主研发的350MW超临界循环流化床锅炉，将洗煤厂洗选产生的矸石、煤泥、中煤经皮带直接输送至电厂燃烧发电，实现了劣质煤高效利用。发电产生的灰和炉渣作为配套建设的固废资料综合利用工程的生产原料充分利用。该项目实现了资源循环综合利用、节能减排，具有良好的社会效益、经济效益和环保效益。
   循环流化床锅炉对发展循环经济的重要作用，早在2009年就受到时任国家主席胡锦涛的关注。据介绍，广东宝丽华电厂利用东方锅炉研制的300MW亚临界循环流化床锅炉，以煤矸石掺烧劣质煤为燃料发电，产生的废渣，全部 “变废为宝”，做灰渣砖和水泥制造填充料，制砖年产能达到3.6亿块，为宝丽华新增收入9000万元。利用东方锅炉研制的循环流化床技术，将大量废弃的煤矸石综合利用起来，掺烧劣质煤发电，形成了煤矸石综合利用——清洁发电——新型建材（灰渣砖、水泥填充料）的循环经济产业链，走出了一条 “变废为宝”、循环利用的科学之路。
煤光互补 实现清洁高效发电
   燃煤电厂用上太阳能，光煤共舞这样 “高大上”的新鲜事，会擦出怎样的火花？
   我国很多燃煤火力发电机组建设在太阳能资源充足的地区，这为发展太阳能聚热发电与燃煤火电机组复合发电技术提供了广阔的应用前景。
   山西国金项目采用东方锅炉研发设计的1MWth塔式太阳能光热与350MW超临界循环流化床燃煤机组联合循环技术。这是国内首个将塔式太阳能光热发电技术与燃煤电厂进行联合循环发电的项目，受到市场广泛关注。
   该项目采用塔式太阳能光热发电技术与燃煤电站组成联合循环，利用太阳能定日镜跟踪太阳，并将太阳辐射能反射到吸热器受热面，通过吸热器将太阳辐射能转换为水工质的热能。其中，吸热器的水工质由燃煤机组凝结水泵出口处分流得到，水工质在吸热器内被加热后回到除氧器内作为锅炉的给水。将镜场设备安装在国金电厂燃煤机组炉顶和煤泥储煤场屋顶，吸热器安装于烟囱115m标高平台处。
   该项目将塔式太阳能聚光集热技术与传统燃煤火力发电相结合后，从设备层面只需要新增镜场、吸热器及其辅助设备即可实现该技术方案，汽轮机、发电机，以及输变电设备可以与火力发电机组共用。因此，有效地降低了纯光热发电成本。在结合火力发电后可以弥补太阳能的不稳定性，既节省了蓄热系统又提高了电力输出的平稳性，将塔式太阳能热发电与传统燃煤发电相结合，成为未来发展趋势。
   按照每吨标煤产生2.62吨的二氧化碳，产生8.5千克的二氧化硫和产生7.4千克的氮氧化物计算，50MW中等规模光热电站每年可减少二氧化碳排放量约11万吨，减少二氧化硫排放量约360吨，减少氮氧化物排放量约310吨。太阳能补充燃煤电站发电可以减少燃煤消耗，减少污染物排放，所产生的减排效益更加明显，是真正的清洁高效发电技术。

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   循环流化床技术作为主要洁净煤发电技术之一，脱硫、脱硝过程全都在炉床内进行，在充分燃烧劣质煤的同时，减少了二氧化硫和氮氧化物的排放。这也让循环流化床技术在世界范围内成为极为推崇的一项技术。山西国金项目采用了东方锅炉技术，可以降低炉内燃烧原始二氧化硫排放，大大降低炉后脱硫的压力和运行成本。该项目还采用了东方锅炉自主研制的SNCR脱硝技术，大幅度降低了氮氧化物污染物排放。
   山西国金项目1号炉炉膛温度均匀，锅炉自身氮氧化物降至120~60毫克/立方米，配套东方锅炉自主研发的高效SNCR脱硝设备，最终氮氧化物排放低于50毫克/立方米。炉内脱硫和尾部半法脱硫配合，既保证了炉内二氧化硫低于400毫克/立方米，尾部二氧化硫排放低于35毫克/立方米的国内先进水平，同时起到节水的作用。
   山西国金项目1号炉350MW超临界循环流化床锅炉机组实现近零排放，为低热值煤高效、清洁利用树立了样板，对促进山西、内蒙古、陕西等一批煤炭产区煤矸石、煤泥高效清洁利用开辟了新途径。 (王习梅 杨学敏 谢小岗 文/图)