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专注燃料灵活性

Turun Seudun Energiantuotanto(TSE)的新型多燃料锅炉工厂是展示CFB技术最佳特性的一个极好案例,例如,可以以最低的成本使用目前可用的任何燃料。

2017年12月1日,标志着TSE位于芬兰西南海岸Naantali的新NA4发电厂商业运营的开始。 其生产能力为146兆瓦的电力和250兆瓦的热量。 计划的年产量达到800 GWh的电力(净)和1550 GWh的热量。

“该项投资的主要驱动力是公司拥有的50年历史的煤粉燃烧电站,其三个区块已达到其生产生命周期的终点。 我们必须考虑如何以一种经济、高效和可持续的方式确保未来的区域供热。” TSE董事总经理Tapani Bastman说道。

应对气候变化

TSE为Turku和Naantali及其周边地区生产区域供热和供电,并按附近公司的需求提供工艺蒸汽。 该公司由Turku能源、Fortum热电,以及Turku邻近的Raisio市、Kaarina市和Naantali市控股。 公司的15公里区域供热隧道是欧洲最长的隧道之一。

另一个驱动因素是,从长远来看,需要应对气候变化,用可再生能源(主要为当地生物质燃料)取代煤炭作为燃料。 此外,芬兰政府已决定于2029年在法律中禁止在能源生产中使用煤炭。

“出于所有这些原因,我们想要建立一个多燃料发电厂,具有较高的燃料使用灵活性,使我们能够在不再可能使用煤炭情况下,将各种生物燃料与泥炭或其他燃料一起燃烧。” Bastman继续说道。“在芬兰,每当政府换届时,能源税都会发生变化。市场价格在政治决策的基础上往返波动,因此我们不能只依赖一种燃料——我们需要一种解决方案,使我们能够灵活地改变燃料组合。”

灵活的混合燃料

TSE选择循环流化床(CFB)技术,以满足其燃料灵活性的要求。 该公司选择维美德供应锅炉岛,因为他们认为其在招标中,具有最佳的性价比。

维美德交付的CYMIC锅炉,不仅可以100%以燃煤为燃料,设计的燃料混合还包括木质生物质(0 ~ 75%)、农作物生物质(0 ~ 15%),泥炭(0 ~ 95%)以及 固体再生燃料(0 ~ 5%)。

“我们的目标是工厂运行的生物质燃料占比达到70%。 为了完全依靠生物质,我们还需要进行额外的投资。与此同时,我们还有其他感兴趣的燃料替代品可供考虑,” Bastman补充地说,但他暂时不愿透露具体是何种燃料。

维美德的交付还包括烟气净化系统和全面的自动化解决方案,例如用于监测排放和能耗管理。订单也涵盖了TSE在Naantali以外的生产设备。“我们相信,维美德的来自同一供应商提供的自动化和锅炉技术综合解决方案最适合我们。” Bastman说道。

即便是很有挑战性的燃料,仍能达到高效率

新CFB锅炉的设计特点是,无论燃料混合多么苛刻,效率都很高,可靠性也很高。 通过锅炉组件的低维护和辅助设备的冗余设计确保高可靠性。

发电厂包括一套再热蒸汽系统、一个两级区域供热系统以及在必要时只供热的旁路管线。 就燃料质量来看,我们选择了非常高的蒸汽参数:主蒸汽温度为555℃ / 160 bar,再加热蒸汽温度为555℃ / 40 bar。 热负荷为390 MWth。

一些设计燃料,如农业生物质和SRF,含有相当多的氯(0.2% ~ 0.4%),意味着在末级过热器和末级再热器中存在高温腐蚀风险,特别是过热蒸汽和再热蒸汽的温度如此之高,达到555℃。

为了降低高温腐蚀的风险,末级过热器和再热器表面都位于旋风分离器返料器中的床层材料内部。 床层材料保护热表面免受腐蚀性气体组分的影响。

项目在预算内安全完成

这个扩建项目在预算内按时完成。“总的来说,该项目进展顺利,与维美德的合作是开放和具有建设性的。 我特别要指出的是,整个项目的LTIF(损失时间事故率)是每百万工作小时2.13次事件,这是一个世界纪录。” Bastman说道

100 % 锅炉可用性

由于汽轮机的问题,锅炉暂时出于较低负荷运行(60% ~ 70%)。“然而,锅炉的可用性是100%。无论是采用100%的煤还是采用70%的生物质燃料,锅炉都运行良好,都不存在燃烧问题。”Bastman评论道。

在其商业运营开始的前几个月,NA4发电厂使用各种燃料混合物进行运营,如70%的生物质燃料、4%的泥炭和26%的煤。 生物质燃料是由不同的森林木片、树皮和锯末混合而成的。

由于具有多燃料运行能力和燃料灵活性,因此在采用不同燃料和燃料质量的情况下都能取得良好的效果。 NA4发电厂能够在广泛的燃料范围内运行,同时实现保证的蒸汽参数。

老的燃煤发电设备NA1和NA2不再使用。 TSE的下一个挑战是解决如何处理燃煤发电设备NA3。根据Bastman的说法,已经有传言说要在NA4设备中增加烟气冷凝器,以增加其区域供热量并取代NA3设备的容量。

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