“在當前高效一次再熱發(fā)電技術多處落地,二次再熱發(fā)電技術即將實現(xiàn),高效二次再熱發(fā)電技術蓄勢待發(fā)的格局下,超超臨界發(fā)電技術亟待創(chuàng)新變革、科學推動。”在1月7日由中國動力工程學會主辦、中國電力科技網(wǎng)承辦的“超超臨界機組技術交流2014年會”上,中國電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向記者表示。
發(fā)展高參數(shù)大機組,是國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的關鍵組成部分之一。我國已是全球超超臨界機組最多的國家,數(shù)量遠超其他國家的總和,建設速度前所未有,且仍將高速發(fā)展。
大唐電科院華東所高級工程師蔣尋寒在會上建議:“發(fā)展700攝氏度發(fā)電技術尚需時日。因此,完善超超臨界發(fā)電技術,包括改進超超臨界汽輪機及熱力系統(tǒng)的設計和運行,降低機組能耗,是今后的重要課題。”
煤炭清潔高效利用呼喚“超超臨界”
“現(xiàn)在國家提出的推動能源革命,我覺得這不是革煤的命,不是去煤化。”清華大學熱能工程系教授毛健雄在會議上強調(diào)。記者注意到,《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃 (2014~2020年)》中提出“堅持發(fā)展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉”的要求。此前,國家能源局副局長史玉波在2014年兩會期間接受媒體采訪時曾表示,要把煤炭的清潔高效利用與發(fā)展新能源擺在同等重要的位置。
“并舉”、“同等重要”這些關鍵詞透露出了煤炭清潔高效利用的重要性。
《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃 (2014~2020年)》在“清潔高效發(fā)展煤電”章節(jié)中強調(diào):“轉 變煤炭使用方式,著力提高煤炭集中高效發(fā)電比例。”另外,在“科技創(chuàng)新”方面,該計劃明確了包括“高參數(shù)節(jié)能環(huán)保燃煤發(fā)電”在內(nèi)的20個重點創(chuàng)新方向。隨著材料技術的不斷進步和熱能動力理論的日臻完善,蒸汽的參數(shù)經(jīng)歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界直至超超臨界的發(fā)展過程。隨著能源清潔化的發(fā)展要求日益迫切,日臻成熟的超超臨界發(fā)電技術正在全面登場。
《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》要求,新建燃煤發(fā)電項目原則上采用60萬千瓦及以上超超臨界機組。
這透露出,超超臨界發(fā)電技術已經(jīng)成為燃煤發(fā)電領域的主流方向和重大選擇。
“當前,應該全面推進亞臨界機組改造為超(超)臨界機組的技術研發(fā),在技術成熟時積極推動改造。”毛健雄建議。“我國超超臨界機組技術經(jīng)歷了10年左右的引進消化發(fā)展,如今走到了通過自主研發(fā)進行升級換代的十字路口。”西南電力設計院付煥興認為。
技術路線選擇呈現(xiàn)多樣化
“國內(nèi)超超臨界機組的主要發(fā)展方向有三方面:二代高效一次再熱機組、超大容量120~130萬千瓦機組、二次再熱機組。目前,各大集團關注的重點是二代高效一次再熱機組。”蔣尋寒告訴記者,“總體上,一次再熱的超超臨界機組設計尚未達到成熟階段,二次再熱剛起步,都需要大量摸索。”上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司總經(jīng)理馮偉忠說:“隨著效率的提高,發(fā)電機組的單位造價也在不斷攀升,特別是二次再熱機組,雖然已屬成熟技術,但系統(tǒng)復雜,投資高。在目前的技術條件下,與一次再熱相比,其獲得的效率收益難以補償投入的增加。”馮偉忠開創(chuàng)性地采用高、低位汽輪發(fā)電機布置方式,使效率更高的二次再熱技術發(fā)揮出了競爭優(yōu)勢,為下一步發(fā)展700攝氏度計劃提供了潛在的、極具競爭力的解決方案。“它既能突破下一代更高參數(shù)大容量的高效超臨界機組的發(fā)展瓶頸,又可為亞臨界、超臨界機組的升級改造提供新的出路。”2014年年底投產(chǎn)的華能長興電廠是目前國內(nèi)參數(shù)最高的超超臨界發(fā)電機組,其采用的是高效一次再熱技術。參與過中電投田集電廠等高效一次再熱超超臨界發(fā)電技術研發(fā)的上海鍋爐廠有限公司副總經(jīng)理徐雪元告訴記者:“一次再熱整體上是比二次再熱成熟的技術,國家強調(diào)的是推進二次再熱示范工程的建設。”據(jù)他介紹,我國首個采用二次再熱的電廠國電泰州電廠即將于今年二季度投產(chǎn)發(fā)電。
“全面掌握擁有自主知識產(chǎn)權的600攝氏度超超臨界機組設計、制造技術,加快研發(fā)700攝氏度超超臨界發(fā)電技術。推進二次再熱超超臨界發(fā)電技術示范工程建設。適時開展超超臨界循環(huán)流化床機組技術研究。推進亞臨界機組改造為超(超)臨界機組的技術研發(fā)。”《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》中這樣強調(diào)。
重大技術創(chuàng)新蓄勢待發(fā)
“布連電廠采取了相應的輔機設備可靠性提高措施,機組投產(chǎn)一年多來,未發(fā)生單列輔機引起的停機故障。事實證明,輔機單系列布置是可靠的。”國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠副廠長劉曉鵬講道。
電力規(guī)劃設計總院院長趙潔曾表示:“布連電廠的輔機單列,將影響到火電規(guī)程的調(diào)整,引領整個行業(yè)的進步。這啟迪我們,要調(diào)整我國火電廠的建設方式,采用集約高效的能源基地模式,推動未來火電項目的開發(fā)建設。”“分散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術、優(yōu)化控制系統(tǒng)、機組自啟停系統(tǒng)、數(shù)字化電廠等這些大型電廠自動化出現(xiàn)的問題是超超臨界發(fā)電技術創(chuàng)新驅動的重點。”中國能源建設集團工程研究院副院長許繼剛認為。
中電投河南電力公司技術研發(fā)中心首席專家尹金亮,針對我國100萬千瓦機組參與電網(wǎng)深度調(diào)峰,低負荷時處于亞臨界運行的實際情況,提出以現(xiàn)有100萬千瓦超超臨界機組為基礎,研發(fā)100萬千瓦高效寬負荷超超臨界技術路線。據(jù)了解,這一國家科技計劃高新技術領域2015年備選項目的目標是,當負荷效率與現(xiàn)有超超臨界機組相當,在50%THA負荷下機組效率提高不低于3個百分點。
“我國是100萬千瓦超超臨界燃煤機組裝機容量最大的國家,但設備性能未得到充分發(fā)揮?,F(xiàn)役超超臨界機組的進一步節(jié)能可以利用優(yōu)化控制技術實現(xiàn)。”在魏毓璞看來,超超臨界發(fā)電技術變革的時代即將到來。