什么是雙燃料發電?會成為主流的趨勢嗎?
迪拜當地時間2022年5月16日,由中國能建東北院設計、天津電建承建的迪拜哈斯彥電站項目3號機組首次并網一次成功。迪拜哈斯彥電站項
迪拜當地時間2022年5月16日,由中國能建東北院設計、天津電建承建的迪拜哈斯彥電站項目3號機組首次并網一次成功。

該項目是絲路基金在中東的首單投資項目,電站由4臺60萬千瓦機組組成,是世界上首個具備雙燃料滿負荷供電能力的電站,總裝機容量2400兆瓦,計劃2023年4臺機組全部投入商業運行,建成投運后不僅為迪拜提供20%的電力能源,更可大幅降低當地居民用電成本。
什么是雙燃料發電?
目前,發電主要是火力、水力、風力、光伏(農光互補、漁光互補等)、核能和能源打捆(源網荷儲)等類型。
但是目前世界上還有一類發電比較特殊,就是雙燃料發電。迪拜哈斯彥4臺60萬千瓦雙燃料發電機組,是世界上首個具備雙燃料滿負荷供電能力的電站,具備燃燒煤炭和天然氣均能達到100%出力的能力,充分滿足不同燃料的供應,提高電廠對于燃料的適應能力,1號、2號機組已分別于2020年5月18日和2021年5月3日實現了并網發電。2023年4臺機組將全部投入商業運行,投運后不僅為迪拜提供20%的電力能源,更可大幅降低當地居民用電成本。
它由中、美、歐等二十多個國家參與設計,精益集成美標、歐標、徳標、日標標準體系中最高部分,是中國和阿聯酋在能源合作領域合作的重點項目,為中國投資、中國融資、中國總包、中國設計、中國制造、中國建造,是央企強強聯合,共同服務海外的典型案例。
雙燃料燃燒發電用鍋爐目前主要有:燒油(重油或輕油)和氣(天然氣)、燒天然氣和煤、高爐煤氣和煤等雙燃料發電機組用蒸汽蒸發鍋爐。
哈斯彥項目是燃煤+燃天然氣,中國能建在建設過程中積極研究突破難題——燃料的成分、熱值、燃點、燃燒狀態等特性均不相同,因此兩種燃料的爐膛尺寸、受熱面的受熱面積極難掌控。如果使鍋爐出力達到設計要求,受熱面尺寸及布置又必然存在很大差異,國內鍋爐設計多為單一燃料或雙燃料摻燒,并無成型的案例可供借鑒。針對該難點,迪拜哈斯彥項目雙燃料“鴛鴦鍋”鍋爐——全三維建模,截面熱負荷和受熱面布置同時兼顧雙燃料特性,應用多種高效空氣減排技術,包括低氮燃燒、SCR脫硝、ESP靜電除塵等技術,符合嚴格的環境排放標準。并且采用了全封閉設計、整體強制通風、主被動消防、爐管泄露監測技術、去工業化設計等一系列先進設計理念,歷時3個月編制了一整套可行的施工方案及質量控制措施,解決雙燃料運行的穩定性。


雙燃料可同時運行,也可單獨運行,這要根據燃料的特性對鍋爐燃燒系統和配風系統要進行配合性的調試及適應性系統投運,由于燃料的發熱量有較大區別,對燃燒方式有特定的要求,隨時順利切換還是有較大難度。再者由于燃料不同,燃燒后產生的物質完全不一樣,燃氣燃燒后以水相為主,煤燃燒后有部分固體(灰碴)和氣體(煙氣)。對灰、碴及煙氣排放裝置(設施)和設備有不同程度損傷和造成運行的不良后果。
燃燒器布置及燃燒調整是又一個難題。不同燃料差異大,兩種燃料與水的比重、火焰切圓尺寸及其中心高度、燃料燃燼高度、煙風調節等都必須精準測算,經過反復計算與觀測,項目團隊克服了高溫、缺水、煙氣等困難,反復對四角布置的燃燒器進行找正,確保燃燒器在燃燒過程中火焰噴出后呈四角切圓形式,具備(BMCR)100%燃燒煤和(BMCR)100%燃用天然氣的能力,最終使受熱面各部件壁溫,主汽、再熱器出口溫度及壓力,鍋爐煙溫及風溫均達到設計要求。

哈斯彥項目利用高效清潔鍋爐,通過高效燃燒器及配風系統,煤粉充分燃燼,脫硝、除塵、脫硫系統將煙氣中的氮氧化物、灰塵、硫化物充分消除,不僅解決難題,還使得機組排放滿足當地環保要求,在滿足發電的同時,用先進的海水淡化技術提供淡水,科學引導和開發。整體項目達到零污染的水平
雙燃料發電會成為將來電力發展的主流趨勢嗎?
為倡導全球“碳達峰、碳中和”并響應當地政府號召,目前哈斯彥電站項目已使用天然氣來替代煤炭,不過雙燃料發電并不會成為日后電力發展的主流。碳達峰碳中和概念提出以來,新能源發電將成為以后的發電主流,大力發展清潔能源、能源捆綁打包,如源網荷儲、西電東送、光伏發電(包括漁光互補、農光互補等)、風力發電等形式會逐漸成為主要發展趨勢。
(來源:中國能建天津電建)








