中國電力報  鄒春蕾 馮義軍

 

　　“‘誠信、守法、益眾、爭先’，岱電發(fā)電歷時4年，攻克多項技術(shù)難題，成功實現(xiàn)2、1號機組“跨代”升級改造，并順利完成性能考核試驗。‘俯身、善思、創(chuàng)新、進(jìn)取’，以此為契機，適時召開技術(shù)改造交流會，分享成果，為挖掘我國大量亞臨界機組節(jié)能減排潛力提供借鑒，保護(hù)綠水青山，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護(hù)共贏，意義重大。”日前，一場行業(yè)大佬云集的亞臨界機組“跨代”升級暨節(jié)能減排改造經(jīng)驗交流會在內(nèi)蒙古岱海順利召開，會議主辦方中國電力科技網(wǎng)主任魏毓璞以京能電力岱海發(fā)電機組綜合升級改造為案例，對“后煤電時代”背景下煤電行業(yè)的優(yōu)化升級之路展開論述。

　　近日，中電聯(lián)發(fā)布《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2020》顯示：截至2019年底，全國達(dá)到超低排放限值的煤電機組約8.9億千瓦，約占全國煤電總裝機容量86%。今年是“十三五”收官之年，“十四五”即將起航，如何繼續(xù)穩(wěn)妥推進(jìn)煤電環(huán)保升級改造深度攻堅？“后煤電時代”來臨，煤電行業(yè)如何實現(xiàn)低碳高質(zhì)量發(fā)展？面對這些問題，煤電行業(yè)正在尋找屬于自己的答案。

 

　　6月15日，京能電力岱海發(fā)電公司四號機組綜改后首次并網(wǎng)一次成功，標(biāo)志著岱海發(fā)電四號機組綜改取得初步勝利。至此，京能電力岱海發(fā)電公司投資歷時4年的機組綜合升級改造工程畫上圓滿句號。

　　該煤電機組綜合升級改造被業(yè)內(nèi)譽為“創(chuàng)新巨作”——投資近30億元，歷時4年，攻克多項技術(shù)難題，在國內(nèi)首次成功實施將亞臨界濕冷機組“跨代”改造為高溫亞臨界空冷機組。

　　據(jù)悉，岱海發(fā)電位于素有“塞外天池”美譽的內(nèi)蒙古烏蘭察布市涼城縣岱海湖畔。近年來，由于降水量減少、地方水資源過度開發(fā)，岱海湖流域生態(tài)退化嚴(yán)重，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人先后就岱海湖保護(hù)工作做出重要批示。為深入踐行“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念，岱海發(fā)電毅然決然做出4臺機組不再使用岱海湖水的莊嚴(yán)承諾，并自我加壓按照國家最新節(jié)能減排要求進(jìn)行進(jìn)一步改造升級。為解決“工業(yè)節(jié)水”與“機組節(jié)能”這一天然矛盾體，岱海發(fā)電經(jīng)過仔細(xì)研究、反復(fù)論證，最終確定了亞臨界機組“跨代”升級改造這一路線，將亞臨界濕冷機組“跨代”改造為高溫亞臨界空冷機組。

　　“這次改造，是國內(nèi)首例濕冷改空冷機組改造，也是國內(nèi)首次實施亞臨界汽輪機‘跨代’升級改造，還是全國第一次將亞臨界西屋機型汽輪機改造為西門子機型的生動實踐，涉及鍋爐、汽機、熱控、環(huán)保等多個系統(tǒng)，改造工作范圍大、工序工藝復(fù)雜，工程難度不亞于新建一座電廠。”岱海發(fā)電總經(jīng)理王六虎在上述技術(shù)交流會上介紹道。

　　“岱海升級改造項目的成功實施，為傳統(tǒng)亞臨界火電機組改造升級闖出了一條新路。”京能電力安全生產(chǎn)部部長李前宇表示，面對競爭日益激烈的電力供應(yīng)市場，以及日趨嚴(yán)格的環(huán)保排放要求，當(dāng)前存量巨大的亞臨界機組不同程度地面臨燃料、環(huán)保成本高企，社會用電量增長緩慢的雙重壓力。“增強節(jié)能減排創(chuàng)新力，突破傳統(tǒng)亞臨界機組煤耗瓶頸，釋放企業(yè)更大發(fā)展活力，將讓煤電在持續(xù)健康高質(zhì)量發(fā)展之路上走得更穩(wěn)、更快、更高效。” 

 

　　聚焦亞臨界火電機組提效改造，是煤電行業(yè)面臨高質(zhì)量發(fā)展需求，在處理存量和增量、處理技術(shù)和經(jīng)濟等多重挑戰(zhàn)時做出的必然選擇。

　　自2014年三部委印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》，要求打造高效清潔可持續(xù)發(fā)展的煤電產(chǎn)業(yè)“升級版”以來，經(jīng)過五年的時間，我國煤電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入清潔高效“快車道”，已建成世界上規(guī)模最大的清潔煤電體系。但目前，在約10.44億千瓦的全國煤炭裝機總量中，仍有14%的煤電機組未達(dá)到超低排放。

　　“‘十四五’期間，除了對部分落后機組進(jìn)行淘汰關(guān)停外，對其余約1.3億千瓦煤電機組開展超低排放深度攻堅將是重中之重。”清華大學(xué)教授毛健雄認(rèn)為，“十四五”期間，為應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn)，煤電將向低碳、高質(zhì)量方向轉(zhuǎn)型升級，主要包括：繼續(xù)關(guān)閉淘汰約1億千瓦的落后低效機組；進(jìn)一步大幅度提高現(xiàn)有超臨界機組的效率，示范更先進(jìn)的超超臨界技術(shù)；對約3.5億千瓦的亞臨界機組升級改造，使之達(dá)到超/超超臨界的煤耗水平；生物質(zhì)與煤混燒直至燃煤電廠的生物質(zhì)轉(zhuǎn)換等。

　　 “根據(jù)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014~2020 年）要求，全國新建燃煤發(fā)電機組平均供電煤耗低于300克/千瓦時，到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組改造后平均供電煤耗低于310克/千瓦時。這意味著火電機組面臨著緊迫的節(jié)能壓力。” 北京巴布科爾·威爾科克斯有限公司電站技術(shù)服務(wù)分公司技術(shù)總監(jiān)侯丙軍表示，“對現(xiàn)有機組進(jìn)行節(jié)能提效改造，提高機組效率，是降低供電煤耗、降低燃煤大氣污染物排放總量、實現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟雙贏的有效途徑和根本出路，也必將是中國火電機組的發(fā)展方向。”

　　“下一步煤電主要工作是降碳，以高參數(shù)大容量機組代替亞臨界機組、大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合燃燒、100萬千瓦超超臨界機組區(qū)域供熱、節(jié)能改造與火電靈活性改造將是‘十四五’的主線。”魏毓璞進(jìn)一步表示，要推動創(chuàng)新發(fā)展，在現(xiàn)有超超臨界技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高質(zhì)量，發(fā)展更高效率、更低煤耗、更低排放、更加低碳、更加靈活、更加智慧的超超臨界技術(shù)。 

 

　　“世界能源領(lǐng)域正呈現(xiàn)多元化、清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢。我國以煤為主的能源資源稟賦決定了未來一定時期煤電仍是我國電力安全可靠供應(yīng)的基石，煤電要積極‘轉(zhuǎn)變角色’，由傳統(tǒng)提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變。”電力規(guī)劃設(shè)計總院原院長、全國工程勘察設(shè)計大師謝秋野表示，“十四五”期間，煤電應(yīng)以科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步為動力，進(jìn)一步提升“內(nèi)功”，推動煤電技術(shù)向高效、清潔、靈活、低碳和智能方向發(fā)展。

　　在未來技術(shù)“菜單”中，包括610~620攝氏度二次再熱先進(jìn)高效超超臨界煤電技術(shù)、清潔高效熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、IGFC等前瞻性融合創(chuàng)新技術(shù)在內(nèi)的高效發(fā)電技術(shù)，滿足系統(tǒng)對寬負(fù)荷運行需求的靈活發(fā)電技術(shù)，清潔燃煤發(fā)電技術(shù)及燃煤耦合發(fā)電、碳捕集等低碳發(fā)電技術(shù)有望得到突破，推動煤電行業(yè)迎來新一輪“蛻變”。

　　“隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步發(fā)展，我國燃煤火電機組污染物控制將由面控制向點控制發(fā)展。”華電電力科學(xué)研究院有限公司副總工程師兼鍋爐及環(huán)化技術(shù)部主任朱躍，在對國內(nèi)主要電力集團(tuán)的超低排放技術(shù)與工程應(yīng)用情況進(jìn)行分析后如此預(yù)測。他認(rèn)為，我國煤炭資源中高硫煤占比約達(dá)30%，還有大量的高堿煤，下一步應(yīng)進(jìn)一步研發(fā)低熱值煤、高堿煤、高硫無煙煤等特殊煤種的綜合利用技術(shù)，并在常規(guī)大氣污染物控制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推動煤電廢氣、廢液、固廢、重金屬等非常規(guī)污染物的全面深度控制。

　　“大數(shù)據(jù)與人工智能將為煤電機組節(jié)能減排提供新‘引擎’。”東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院副院長司風(fēng)琪則指出，當(dāng)前人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)已深度參與煤電機組節(jié)能減排。如，通過大數(shù)據(jù)處理技術(shù)利用實時運行數(shù)據(jù)，建立技改策略特性模型，評估技改效果，對機組進(jìn)行預(yù)警診斷，為機組靈活性改造和調(diào)度提供豐富的運行經(jīng)驗和優(yōu)化指導(dǎo)等。

　　未來，大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)＋”等現(xiàn)代信息技術(shù)將與電力工業(yè)深度融合，將引發(fā)傳統(tǒng)電力行業(yè)形態(tài)、生產(chǎn)模式、經(jīng)營模式的重大變革。在此背景下，人工智能等新興技術(shù)的快速發(fā)展將推動火電機組節(jié)能減排技術(shù)不斷落地應(yīng)用，而火電行業(yè)技術(shù)的復(fù)雜性和需求的多樣性也反過來持續(xù)推進(jìn)智能化技術(shù)的發(fā)展。

　　技術(shù)醞釀無限可能，未來值得期待。正如魏毓璞所言：“百年電力史，烙下無數(shù)創(chuàng)業(yè)者堅實步伐，翹首另一幕創(chuàng)新巨作震撼上演。”