中國(guó)電力報(bào)  鄒春蕾 馮義軍

 

　　“‘誠(chéng)信、守法、益眾、爭(zhēng)先’，岱電發(fā)電歷時(shí)4年，攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，成功實(shí)現(xiàn)2、1號(hào)機(jī)組“跨代”升級(jí)改造，并順利完成性能考核試驗(yàn)。‘俯身、善思、創(chuàng)新、進(jìn)取’，以此為契機(jī)，適時(shí)召開(kāi)技術(shù)改造交流會(huì)，分享成果，為挖掘我國(guó)大量亞臨界機(jī)組節(jié)能減排潛力提供借鑒，保護(hù)綠水青山，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)共贏，意義重大。”日前，一場(chǎng)行業(yè)大佬云集的亞臨界機(jī)組“跨代”升級(jí)暨節(jié)能減排改造經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)在內(nèi)蒙古岱海順利召開(kāi)，會(huì)議主辦方中國(guó)電力科技網(wǎng)主任魏毓璞以京能電力岱海發(fā)電機(jī)組綜合升級(jí)改造為案例，對(duì)“后煤電時(shí)代”背景下煤電行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)之路展開(kāi)論述。

　　近日，中電聯(lián)發(fā)布《中國(guó)電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2020》顯示：截至2019年底，全國(guó)達(dá)到超低排放限值的煤電機(jī)組約8.9億千瓦，約占全國(guó)煤電總裝機(jī)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(jí)改造深度攻堅(jiān)？“后煤電時(shí)代”來(lái)臨，煤電行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)低碳高質(zhì)量發(fā)展？面對(duì)這些問(wèn)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(hào)機(jī)組綜改后首次并網(wǎng)一次成功，標(biāo)志著岱海發(fā)電四號(hào)機(jī)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(shí)4年的機(jī)組綜合升級(jí)改造工程畫上圓滿句號(hào)。

　　該煤電機(jī)組綜合升級(jí)改造被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“創(chuàng)新巨作”——投資近30億元，歷時(shí)4年，攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，在國(guó)內(nèi)首次成功實(shí)施將亞臨界濕冷機(jī)組“跨代”改造為高溫亞臨界空冷機(jī)組。

　　據(jù)悉，岱海發(fā)電位于素有“塞外天池”美譽(yù)的內(nèi)蒙古烏蘭察布市涼城縣岱海湖畔。近年來(lái)，由于降水量減少、地方水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)，岱海湖流域生態(tài)退化嚴(yán)重，黨和國(guó)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(tái)機(jī)組不再使用岱海湖水的莊嚴(yán)承諾，并自我加壓按照國(guó)家最新節(jié)能減排要求進(jìn)行進(jìn)一步改造升級(jí)。為解決“工業(yè)節(jié)水”與“機(jī)組節(jié)能”這一天然矛盾體，岱海發(fā)電經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究、反復(fù)論證，最終確定了亞臨界機(jī)組“跨代”升級(jí)改造這一路線，將亞臨界濕冷機(jī)組“跨代”改造為高溫亞臨界空冷機(jī)組。

　　“這次改造，是國(guó)內(nèi)首例濕冷改空冷機(jī)組改造，也是國(guó)內(nèi)首次實(shí)施亞臨界汽輪機(jī)‘跨代’升級(jí)改造，還是全國(guó)第一次將亞臨界西屋機(jī)型汽輪機(jī)改造為西門子機(jī)型的生動(dòng)實(shí)踐，涉及鍋爐、汽機(jī)、熱控、環(huán)保等多個(gè)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(huì)上介紹道。

　　“岱海升級(jí)改造項(xiàng)目的成功實(shí)施，為傳統(tǒng)亞臨界火電機(jī)組改造升級(jí)闖出了一條新路。”京能電力安全生產(chǎn)部部長(zhǎng)李前宇表示，面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的電力供應(yīng)市場(chǎng)，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(jī)組不同程度地面臨燃料、環(huán)保成本高企，社會(huì)用電量增長(zhǎng)緩慢的雙重壓力。“增強(qiáng)節(jié)能減排創(chuàng)新力，突破傳統(tǒng)亞臨界機(jī)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(jī)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(jì)等多重挑戰(zhàn)時(shí)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(jí)與改造行動(dòng)計(jì)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(jí)版”以來(lái)，經(jīng)過(guò)五年的時(shí)間，我國(guó)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(guó)煤炭裝機(jī)總量中，仍有14%的煤電機(jī)組未達(dá)到超低排放。

　　“‘十四五’期間，除了對(duì)部分落后機(jī)組進(jìn)行淘汰關(guān)停外，對(duì)其余約1.3億千瓦煤電機(jī)組開(kāi)展超低排放深度攻堅(jiān)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(duì)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(jí)，主要包括：繼續(xù)關(guān)閉淘汰約1億千瓦的落后低效機(jī)組；進(jìn)一步大幅度提高現(xiàn)有超臨界機(jī)組的效率，示范更先進(jìn)的超超臨界技術(shù)；對(duì)約3.5億千瓦的亞臨界機(jī)組升級(jí)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(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014~2020 年）要求，全國(guó)新建燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗低于300克/千瓦時(shí)，到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后平均供電煤耗低于310克/千瓦時(shí)。這意味著火電機(jī)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(duì)現(xiàn)有機(jī)組進(jìn)行節(jié)能提效改造，提高機(jī)組效率，是降低供電煤耗、降低燃煤大氣污染物排放總量、實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙贏的有效途徑和根本出路，也必將是中國(guó)火電機(jī)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(jī)組代替亞臨界機(jī)組、大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合燃燒、100萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)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(dòng)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(shì)。我國(guó)以煤為主的能源資源稟賦決定了未來(lái)一定時(shí)期煤電仍是我國(guó)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(jì)總院原院長(zhǎng)、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)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(dòng)力，進(jìn)一步提升“內(nèi)功”，推動(dòng)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(lái)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(duì)寬負(fù)荷運(yùn)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(dòng)煤電行業(yè)迎來(lái)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(guó)燃煤火電機(jī)組污染物控制將由面控制向點(diǎn)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(duì)國(guó)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(cè)。他認(rèn)為，我國(guó)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(wú)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(dòng)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(jī)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(zhǎng)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(jī)組節(jié)能減排。如，通過(guò)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)利用實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立技改策略特性模型，評(píng)估技改效果，對(duì)機(jī)組進(jìn)行預(yù)警診斷，為機(jī)組靈活性改造和調(diào)度提供豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)化指導(dǎo)等。

　　未來(lái)，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(yíng)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(dòng)火電機(jī)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(guò)來(lái)持續(xù)推進(jìn)智能化技術(shù)的發(fā)展。

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