我国煤电“亚临界机组600℃升温改造技术”属世界首创

7003383

7005136

7005137

<article><section data-type="rtext">牟思南 齐琛冏11月23日，环球网能源频道应邀参加中国能源研究会节能减排中心组织召开的华润徐州电厂32万千瓦机组高温亚临界综合升级改造示范项目总结会。“碳达峰、碳中和时间紧迫，煤电改造刻不容缓。发电企业应齐心协力，在国家‘一盘棋’的规划下有序做好提效减排工作。”中国工程院院士倪维斗告诉环球网能源频道。我国能源资源禀赋以煤为主，发电和供热行业二氧化碳排放量占全国排放量的比重超四成，煤电是国家节能减排工作重点管控行业。其中，占煤电装机近三分之一的亚临界机组总量巨大，已经成为我国煤电机组中效率相对最低、煤耗相对最高的类型，已成为我国煤电行业碳减排的“短板”。高温亚临界综合升级改造技术为我国煤电机组改造升级给出了解决方案，并已经在华润徐州电厂32万千瓦机组得到了成功应用，并被国家发改委、国家能源局写入《全国煤电机组改造升级实施方案》（以下简称《方案》）。在示范项目总结会上，相关专家对该技术和项目进行了介绍和点评。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/a3e98d00005aa11aa944ae8fda7312b4u5.jpg?imageView2/2/w/1260" />政策频出，煤电机组改造升级大幕开启日前召开的国务院常务会议指出，要从国情实际出发，着力提升煤炭清洁高效利用水平，加快推广成熟技术商业化运用。会议决定，设立2000亿元支持煤炭清洁高效利用专项再贷款，形成政策规模，推动绿色低碳发展。今年10月29日，国家发展改革委、国家能源局下发了《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》。《方案》要求：对供电煤耗在300克标准煤/千瓦时以上的煤电机组，应加快创造条件实施节能改造，对无法改造的机组逐步淘汰关停。现役机组灵活性改造应改尽改。我国提出“力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和”对能源转型产生了强大的推动力。一方面，在构建以新能源为主体的新型电力系统大背景下，存在间歇性、波动性等短板的新能源发电调峰成为世界性难题；另一方面，作为碳排放大户和电力供应的“压舱石”，我国煤电行业的节能减排时间紧迫、任务艰巨。针对上述情况，上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠介绍了我国未来煤电低碳发展的两个主要方向：一是通过提效降低煤耗，实现自身碳减排；二是大幅提升负荷灵活性，腾出巨大的调峰容量支撑低碳新能源的发展，实现结构性碳减排。据了解，我国目前仍有约3.5亿千瓦装机容量的亚临界机组，占煤电总装机近三分之一。亚临界机组目前已经成为我国煤电机组中效率相对最低、煤耗相对最高的类型，但总量巨大，已成为我国煤电行业碳减排的“短板”。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/e474c24cf973615c7bd2f9d6dbe941e3u1.png?imageView2/2/w/1260" />“目前压力最大的是供电煤耗普遍在320克/千瓦时（额定工况）以上的亚临界机组，灵活性也普遍欠佳，这类机组必将面临大规模节能和灵活性改造，否则只能淘汰关停。”冯伟忠介绍，300MW等级亚临界机组运行平均供电煤耗普遍高于330克/千瓦时，距离国家《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》中“到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时”的要求相去甚远。对此，中国能源研究会特邀副理事长陈进行指出，“双碳”目标对煤炭清洁高效利用提出了更高要求，清洁高效利用成为煤电行业碳减排的重要途径，也将是煤电行业的中心工作。“煤电行业碳减排，亚临界机组大幅提效改造势在必行，通过改造达到高效，将会使煤电行业对我国乃至全世界碳减排作出巨大贡献。”综合改造升级技术提效、经济效益明显在本次示范项目总结会上，冯伟忠介绍了高温亚临界机组综合改造升级技术思路方案和成果。据悉，“亚临界机组600℃升温改造技术”由冯伟忠教授潜心研究提出并拥有相关专利，该项技术在华润徐州电厂320MW亚临界机组改造中得到成功应用。亚临界机组改造需求包括大幅提效、灵活性提升、保效延寿、较高性价比等方面。华润徐州电厂320MW亚临界机组改造项目于2019年8月10日通过168h试运后投产，经第三方测试，取得了明显成效：改造后机组在额定工况下供电煤耗下降到290克/千瓦时以下，比改造前降低35克/千瓦时；机组低负荷性能得到显著提升，在保持超低排放的工况下，机组最低稳定运行负荷能力达到19%，可实现20%-100%的大范围调峰。此外，改造后的机组具备了延寿的条件。2020年6月12日，中国能源研究会组织“亚临界机组600℃升温改造关键技术”的研究与应用成果评审会。专家组一致认为，“亚临界机组600℃升温改造技术”为世界首创，具有自主知识产权。为我国亚临界机组高效、灵活性改造提供了一种可行的技术路径，具有显著的经济社会效益和良好的推广应用前景。建议加强与国内研发和装备制造企业的合作，尽快推广应用。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/8a9843baa14a9c4182a0409641e70e1cu1.png?imageView2/2/w/1260" />“一般来说，从亚临界升级到超临界，再升级到超超临界，每一代技术升级，降低的供电煤耗为8~10克/千瓦时。相比之下，这项改造技术降低35克/千瓦时的成果是非常显著的。”中国电力规划设计总院高级顾问孙锐对此点评表示。他介绍，高温亚临界机组综合改造升级技术使机组的调峰能力得到了大幅提升，最低的稳燃负荷可降到20%，可为以新能源为主体的新型电力系统发挥调峰调频作用。若未来二氧化碳的捕集利用技术能够在工程得到应用，燃煤发电完全可以做到高效、灵活、低碳甚至零碳，在未来以新能源为主体的电力系统中发挥重要作用。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/0798236b2dc6ff3f70deb5403d09099cu1.png?imageView2/2/w/1260" />在技术之外，该项技术综合经济效益亦十分显著。冯伟忠介绍，320MW机组改造总投资约3.5亿元，按实际节能35克/千瓦时计算，7年可回收静态投资。电厂还可获得可观的电网节能调度收益与深度调峰收益。具备大规模推广可行性和价值“双碳”目标提出后，煤电往何处去？中国工程院院士秦裕琨在总结会上强调，既不能“大烧”，也不能“乱烧”，而是要进行清洁高效利用。煤电调峰和清洁高效改造是实现碳达峰的必要手段。我国众多煤电机组要尽快改造成功，需要发挥发电企业和装备制造企业的积极性。《方案》提出，“及时总结高温亚临界综合升级改造示范项目先进经验，适时向全国推广应用”。在冯伟忠看来，徐州华润电厂#3机组高温亚临界机组综合改造升级方案和成果具有很强的普适性，加上高温亚临界改造较高的性价比，该技术具有大规模推广的可行性。他给出一组测算数据，若在我国现役3.5亿千瓦亚临界机组中全面推广大幅提效综合升级改造技术，按照供电煤耗降低30克/每千瓦时，保守计算年利用小时数4500测算，年节约将超过4700万吨标准煤，减排二氧化碳超过1.21亿吨，大气污染物排放也将大幅降低。在减排之外，若亚临界机组整体提升20%的深度调峰性能，则可以腾出7000万千瓦调峰容量，增加3.5亿千瓦风光类新能源的消纳能力，将大幅提升风光类新能源和煤电的兼容性，保障电网安全。此外，推广高温亚临界的改造还可以有效拉动电力行业的设计、装备制造和施工建设等全产业链发展，促进国民经济发展。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/b64304efeaaa2488006c392babc182e9u1.png?imageView2/2/w/1260" />中国能源研究会节能减排中心主任王凡指出，高温亚临界机组综合改造升级工作是全国煤电机组改造升级工作中的重要组成部分。“一方面需要改造的机组数量多，任务重；另一方面高温亚临界综合升级改造又是一机一策，方案有别，因此需要技术、设计、制造、施工等各方面配合合作。”他还建议建立适合市场化运行的商业模式。要研究通过技术转让，提供技术包、软件包、培训包等形式，按照机组改造机组的台数来收取转让费，或者成立技术设计和制造三方联合体，把机组改造纳入商业化运营，才能加快高温亚临界机组综合改造升级工作。“双碳”背景下，尽管煤电机组改造大潮不可逆转，但原能源部总工秦中一坦言，在一定程度上，煤电机组的改造难度远远大于建设。“若只是小规模进行，没有动员全部电力系统响应，就很难完成煤电行业减排目标。要将高温亚临界机组综合改造升级技术的经验推广应用到所有煤电企业。”在全国推广经验方面，中国能源研究会学术顾问、国家能源局原副局长吴吟建议，做好总结的基础上，推广方向要先从东南地区，再到西北地区；先进行系统改造，再到单项改造；先从大型机组，再到小型机组，先从多装机的电厂，再到装机少的电厂，确保改造安全高效。此外，他建议国家相关部门参与进来，组织行业修改和完善有关标准，为煤电机组高效改造清除障碍。</section></article>

7003385

7003386

7003387

7003388

7004638

7004639

7004637

7003389