煤電清潔高效利用應(yīng)是能源技術(shù)主攻方向 —— 文章正文2015-12-04
煤電清潔高效利用應(yīng)是能源技術(shù)主攻方向——從上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司的實(shí)踐看我國(guó)節(jié)能減排路徑
▲ 圖為上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司外景圖。 穹頂之下，如何突圍？
雖然霧霾的成因尚難有定論，但燃煤無(wú)疑成為眾矢之的，而目前關(guān)閉煤電廠也似是一個(gè)重要的解決出路。但現(xiàn)實(shí)總是殘酷的。中國(guó)的能源稟賦和國(guó)情決定了未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭作為我國(guó)能源支柱的地位不可撼動(dòng)，因此倘若不在煤的清潔利用上做文章，霧霾治理只是空談。
在今年的兩會(huì)上，關(guān)于推廣清潔能源的議案、建議成為兩會(huì)代表、委員特別關(guān)注的內(nèi)容。全國(guó)人大代表、天津市工業(yè)和信息化委員會(huì)主任李朝興建言發(fā)改委、環(huán)保局制定鼓勵(lì)煤炭清潔利用的政策，對(duì)國(guó)內(nèi)達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)的新建燃煤機(jī)組耗煤量不納入新增煤炭消耗指標(biāo)；對(duì)改造后達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)的燃煤機(jī)組和鍋爐，其煤炭消費(fèi)量等同于削減量。
3月6日，工信部與財(cái)政部聯(lián)合編制的《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃》正式發(fā)布，實(shí)施期為2015~2020年，主要目標(biāo)為：到2017年，實(shí)現(xiàn)節(jié)約煤炭消耗8000萬(wàn)噸以上，減少煙塵排放50萬(wàn)噸、二氧化硫排放60萬(wàn)噸、氮氧化物排放40萬(wàn)噸。
事實(shí)上，近年來(lái)我國(guó)大容量火電機(jī)組的技術(shù)不斷提升，燃煤電廠的污染排放和供電煤耗也都在逐漸下降，而在上海，還誕生了世界上最高效和最清潔的燃煤發(fā)電廠?？梢?jiàn)，我國(guó)煤炭的清潔高效利用還有很大的空間。
能源革命不是去煤化
據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，截至2014年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到13.6億千瓦，其中火電裝機(jī)容量為9.16億千瓦，占全部裝機(jī)容量的67.4%；水電裝機(jī)容量達(dá)到3億千瓦，占發(fā)電裝機(jī)容量的22%，而水電由于枯水期發(fā)電量驟減，其全部發(fā)電量占19.2%；風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到9600萬(wàn)千瓦，占火電裝機(jī)容量的10%左右，而受風(fēng)電間歇性和棄風(fēng)率居高不下等影響，其風(fēng)電發(fā)電量?jī)H為火電總發(fā)電量的3%左右；光伏發(fā)電量?jī)H占火電總發(fā)電量的0.5%。
“核電在建規(guī)模很大，但其所占比重還很小。我國(guó)天然氣開(kāi)采量雖然逐年增加，但2013年進(jìn)口量為530億立方米，對(duì)外依存度約占30%，而且其價(jià)格相對(duì)較高。”中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)周鶴良表示，由于資源稟賦的特點(diǎn)和能源成本的制約，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會(huì)有大幅改變。
去年6月，習(xí)近平總書(shū)記曾強(qiáng)調(diào)，面對(duì)能源供需格局新變化、國(guó)際能源發(fā)展新趨勢(shì)，保障國(guó)家能源安全，必須推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。按照習(xí)近平對(duì)能源革命提出的要求，我們必須立足國(guó)內(nèi)多元供應(yīng)保安全，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系等。
“所謂能源革命，并不是要革煤炭的命，更不是要去煤化。”清華大學(xué)熱能工程系教授毛健雄告訴中國(guó)工業(yè)報(bào)記者說(shuō)，從全世界來(lái)看，煤電仍是主力電源。
當(dāng)前，我國(guó)一次能源消費(fèi)煤炭占65.8%，煤電在煤炭的消費(fèi)中占比50%左右，而在美國(guó)則達(dá)到93%。
事實(shí)上，煤炭并不是污染的代名詞。通過(guò)脫硫、脫硝和除塵的環(huán)保處理，以及清潔技術(shù)改造、電力科技創(chuàng)新等，煤炭的清潔利用還有很大空間。
近幾年來(lái)，大容量、高參數(shù)、高效率、低排放逐漸成為火電設(shè)備發(fā)展的主流。我國(guó)大容量火電機(jī)組的供電煤耗正不斷下降，而通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)有的環(huán)保技術(shù)也已經(jīng)可以把煤電做到接近天然氣發(fā)電的排放標(biāo)準(zhǔn)。2014年底，我國(guó)6000千瓦及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為318克/千瓦時(shí)。特別是，上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“外三”）的實(shí)踐，已經(jīng)證明了煤電的清潔高效利用可以走出一條節(jié)能減排的可行性道路。
外三豎起煤電能耗的“中國(guó)標(biāo)桿”
記者了解到，早在2008年建成投產(chǎn)時(shí)，外三的百萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組，就創(chuàng)造了287克/千瓦時(shí)這一全世界最低的時(shí)間運(yùn)行供電煤耗，在全球電力行業(yè)樹(shù)立了中國(guó)標(biāo)桿。
此后，在持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)下，外三不斷刷新紀(jì)錄。目前，其綜合排放水平遠(yuǎn)優(yōu)于號(hào)稱史上最嚴(yán)的新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，甚至優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)水平。
作為惟一一家“國(guó)家煤電節(jié)能減排示范基地”，外三——這家近年來(lái)頻頻見(jiàn)諸報(bào)端、屢屢被能源局提及、被業(yè)內(nèi)專家推介、還被外媒評(píng)為“世界最高效的燃煤發(fā)電廠”，究竟掌握著怎樣的秘訣？
外三是上海申能公司旗下的股份制發(fā)電企業(yè)，裝有2臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，是中國(guó)首批四個(gè)國(guó)產(chǎn)百萬(wàn)千瓦火力發(fā)電工程之一，同步建設(shè)脫硫，于2008年3月和6月先后建成投產(chǎn)，兩臺(tái)機(jī)組均配置了脫硝裝備。
以清潔高效利用煤電資源為理念的外三工程建成后，全年年均供電煤耗僅為我國(guó)火電廠平均煤耗的82%，這就相當(dāng)于該電廠18%的發(fā)電量是“零能耗”和“零排放”。
與全國(guó)平均水平相比，外三機(jī)組投運(yùn)6年多來(lái)，節(jié)約標(biāo)煤300多萬(wàn)噸，意味著節(jié)約了2臺(tái)1000兆瓦級(jí)燃煤機(jī)組的全年煤炭消耗量，減排萬(wàn)余噸的二氧化硫、氮氧化物等。
日前記者在外三實(shí)地采訪時(shí)，公司大廳實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的大屏幕顯示8號(hào)機(jī)組的累計(jì)供電煤耗276克/千瓦時(shí)，較機(jī)組2008年投產(chǎn)時(shí)下降了11克/千瓦時(shí)——而10克/千瓦時(shí)就是煤電行業(yè)一代技術(shù)的差距。
外三總經(jīng)理馮偉忠在接受中國(guó)工業(yè)報(bào)記者采訪時(shí)笑稱，“外三的一些主要指標(biāo)到了看上去很假的程度，曾經(jīng)讓一些國(guó)內(nèi)外同行百思不得其解，覺(jué)得非常離譜”。
但更讓人吃驚的是來(lái)自國(guó)外媒體和同行的高度評(píng)價(jià)。
《華爾街日?qǐng)?bào)》曾報(bào)道說(shuō)，“世界最高效的燃煤發(fā)電廠在上海”。國(guó)際能源署清潔煤中心總裁稱外三為“世界上最清潔的電廠”；而西門(mén)子火電部首席執(zhí)行官羅蘭費(fèi)舍爾博士甚至表示，外三新研發(fā)的“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)，是改革高污染發(fā)電行業(yè)為低排放綠色產(chǎn)業(yè)的惟一機(jī)遇，是引領(lǐng)世界煤電繼續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)，如果能實(shí)踐到工程中，它將使中國(guó)成為世界火力發(fā)電技術(shù)的權(quán)威”。
節(jié)能就是最大的減排
“節(jié)能就是最大的減排。”馮偉忠不斷向中國(guó)工業(yè)報(bào)記者強(qiáng)調(diào)這一理念。環(huán)保的成本，是不能以犧牲能耗和加大碳排放為代價(jià)的。
早在前期工程策劃、電廠設(shè)計(jì)時(shí)，外三就未雨綢繆提出了“節(jié)能就是環(huán)保”的理念，并在投產(chǎn)后持續(xù)研發(fā)了包括超超臨界機(jī)組蒸汽氧化及固體顆粒侵蝕綜合防治系列技術(shù)、大型汽動(dòng)給水泵組低速啟動(dòng)及全程調(diào)速運(yùn)行技術(shù)等12項(xiàng)世界首創(chuàng)的重大節(jié)能減排技術(shù)，及機(jī)組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化、汽輪機(jī)凝結(jié)水調(diào)頻技術(shù)等6項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)。
據(jù)介紹，在外三，盡管做了大量的技術(shù)改造，但其“用于減排技術(shù)改造的錢(qián)，不但完全可以收回來(lái)，而且還跟滾雪球似的越滾越多”，完全打破了傳統(tǒng)的越高環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)就意味著越高投資、越高能耗、越高運(yùn)行成本的環(huán)保困局，走出了一條節(jié)能型“超低排放”環(huán)保之路，也將一座發(fā)電廠變成了一個(gè)創(chuàng)新型的高科技企業(yè)。
初中畢業(yè)就進(jìn)入上海崇明島的一個(gè)小電廠，從學(xué)徒開(kāi)始，搞過(guò)設(shè)備檢修、運(yùn)行，干過(guò)技術(shù)和企業(yè)管理等，最終走進(jìn)擁有兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組的電廠并實(shí)施技術(shù)改造，馮偉忠對(duì)發(fā)電廠的熟悉度，可以說(shuō)無(wú)人能出其右。
他把絕大部分的時(shí)間和精力都用在了學(xué)習(xí)研究創(chuàng)新上，一天到晚都在琢磨如何改進(jìn)機(jī)組提升效率。以超超臨界汽輪機(jī)管道蒸汽側(cè)氧化和固體顆粒侵蝕問(wèn)題為例，馮偉忠從上世紀(jì)90年代初在石洞口二廠項(xiàng)目建設(shè)時(shí)就開(kāi)始予以關(guān)注。它牽涉到電廠的各個(gè)主要專業(yè)及設(shè)備形式、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、控制方式，直至機(jī)組啟動(dòng)方式和運(yùn)行模式等諸多環(huán)節(jié)。在長(zhǎng)達(dá)15年的研究后，馮偉忠逐步形成了一套完整理論及針對(duì)性綜合治理思路。
人才不可復(fù)制 經(jīng)驗(yàn)可以推廣
清華大學(xué)倪維斗院士曾說(shuō)，我們學(xué)校培養(yǎng)的都是鍋爐、汽輪機(jī)、電氣等方面的專家，馮偉忠則是全才，馮偉忠不可復(fù)制。
那么，外三經(jīng)驗(yàn)可以復(fù)制嗎？
據(jù)了解，在申能公司主導(dǎo)下，上海申能能源科技有限公司已宣告成立，并與大唐、神華、華潤(rùn)等簽訂了全面合作協(xié)議，由外三原班人馬，為其下屬電廠提供菜單式的個(gè)性化改造方案。
在降低煤耗、污染排放的同時(shí)，提高發(fā)電效率、電廠利潤(rùn)——外三的這種節(jié)能減排改造服務(wù)，正是在市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下我國(guó)能源技術(shù)的創(chuàng)新，應(yīng)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，與國(guó)家所倡導(dǎo)的能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)不謀而合。
當(dāng)前，從制造到運(yùn)行，全國(guó)火電行業(yè)都在進(jìn)行節(jié)能減排、超低排放及提高效率的改造。如果能夠進(jìn)一步推動(dòng)“上大壓小”，淘汰所有的小機(jī)組，新上超超臨界百萬(wàn)千瓦機(jī)組，再把現(xiàn)有的亞臨界機(jī)組改造成超臨界水平，我國(guó)煤電行業(yè)就可以大幅降低平均煤耗。
周鶴良認(rèn)為，煤炭的清潔利用，在國(guó)內(nèi)外都有很大的市場(chǎng)空間，“可以利用外三的一系列創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)電廠、老舊機(jī)組進(jìn)行節(jié)能減排升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)火電最高效的利用，從改造里求生存，謀發(fā)展。”
原能源部總工程師秦中一向中國(guó)工業(yè)報(bào)記者介紹說(shuō)，日本的電廠改造周期很快，一些電廠設(shè)備一般7年就直接拆掉了。我們雖不能全盤(pán)復(fù)制，但也可以借鑒經(jīng)驗(yàn)，“集中三五年對(duì)老舊電廠改造，對(duì)設(shè)備制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，是件好事。”他分析說(shuō)，現(xiàn)在發(fā)電設(shè)備制造商沒(méi)有訂貨，若有相當(dāng)一部分訂貨單，他們就會(huì)活起來(lái)了，鑄鍛件、配套件、水泥等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)都會(huì)從中受益，將來(lái)我們還可以給國(guó)外的火電廠進(jìn)行節(jié)能減排改造。
數(shù)據(jù)顯示，相較燃煤電廠煤改燃的更新設(shè)備、大量投資，在役燃煤機(jī)組環(huán)保提標(biāo)改造成本僅為煤改燃成本的1/12，新建燃煤機(jī)組環(huán)保提標(biāo)改造成本僅為煤改燃成本的1/30，供熱燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐煤炭清潔利用改造成本大致與煤改燃成本持平。
“繼高鐵之后，我們還可以把火電產(chǎn)業(yè)打造成第二個(gè)出口產(chǎn)業(yè)。”毛健雄表示。我國(guó)從2006年就開(kāi)始采用超超臨界技術(shù)，到2014年底，已經(jīng)投入運(yùn)行的百萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組超過(guò)60臺(tái)，累計(jì)生產(chǎn)量超80臺(tái)，已成為世界上百萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組投運(yùn)最多的國(guó)家。毛教授認(rèn)為，無(wú)論容量、效率、數(shù)量、水平，中國(guó)采用超超臨界的規(guī)模都是世界之最，依托最大的市場(chǎng)，最多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再加上外三這個(gè)樣板，我們完全可以推動(dòng)火電的清潔燃燒技術(shù)出口。
銅山電廠勇“吃螃蟹”
目前，外三對(duì)發(fā)電設(shè)備的技術(shù)改造已不是個(gè)案，它的經(jīng)驗(yàn)推廣已有了“吃螃蟹”的人。
中國(guó)工業(yè)報(bào)記者日前獲悉，華潤(rùn)電力集團(tuán)下屬的銅山電廠，邀請(qǐng)申能能源科技公司外三電廠利用兩年的大修時(shí)間，對(duì)其1號(hào)百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了包括防固體顆粒侵蝕、廣義回?zé)峒夹g(shù)應(yīng)用等6個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能減排升級(jí)改造，現(xiàn)在改造已經(jīng)完成。據(jù)了解，經(jīng)過(guò)正式性能測(cè)試，銅山電廠改造以后供電煤耗比改造前下降超過(guò)10克標(biāo)煤，成為外三經(jīng)驗(yàn)的第一次大規(guī)模復(fù)制。
銅山電廠此次改造的所有設(shè)備、采購(gòu)、技術(shù)、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等工作，全由外三申能能源科技公司負(fù)責(zé)，并由于吸收了外三的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，每一個(gè)單項(xiàng)的改造效果都超過(guò)外三。
“改造共投資2.8億元，如果按照當(dāng)前的煤價(jià)，大約5年之內(nèi)就可以收回。”秦中一從銅山電廠回來(lái)的第二天就向中國(guó)工業(yè)報(bào)記者透露，“這充分證明了外三的節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)可以復(fù)制，可以在其他電廠推廣應(yīng)用。”
秦中一告訴中國(guó)工業(yè)報(bào)記者，由于沒(méi)有先例可循，銅山電廠改造的風(fēng)險(xiǎn)高、投資大，華潤(rùn)電力集團(tuán)下這個(gè)決心很不容易，董事長(zhǎng)周俊卿帶了管理層及大批專家及董事會(huì)成員三次走訪外三才得以敲定合作項(xiàng)目。
需由國(guó)家牽頭 確立煤電清潔高效利用路徑
在此前的能源工作會(huì)議上，能源局也表示，要盡快擬訂出臺(tái)鼓勵(lì)煤電節(jié)能減排的配套政策措施，同時(shí)，重點(diǎn)抓好外三等煤電節(jié)能減排升級(jí)改造示范基地和示范電站創(chuàng)建工作。馮偉忠也向記者表示，對(duì)于新建電廠來(lái)說(shuō)，復(fù)制外三經(jīng)驗(yàn)更容易。
但是,行業(yè)專家告訴記者，外三經(jīng)驗(yàn)的推廣很難。
那么癥結(jié)到底在哪里？電力體制，或是知識(shí)產(chǎn)權(quán)？
“很復(fù)雜。”不止一位被訪者如此回答。
“必須要有一個(gè)很好的商業(yè)模式，還需要一個(gè)合力協(xié)作的團(tuán)隊(duì)，因?yàn)樯婕暗街R(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。”秦中一表示，最為重要的是，必須由國(guó)家牽頭，將之上升為國(guó)家意志，在各大電力集團(tuán)強(qiáng)力推廣。
“現(xiàn)在的關(guān)鍵在于能源局，政府要出臺(tái)相關(guān)的政策和指導(dǎo)意見(jiàn)，打破現(xiàn)在的體制束縛，從頂層入手推廣外三的創(chuàng)新技術(shù)。”周鶴良認(rèn)為，創(chuàng)新是能源革命的靈魂，我們必須要轉(zhuǎn)變理念，解放思想，更要尊重科學(xué),從機(jī)制上創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，既要加大投入改造老電廠的力度，推進(jìn)國(guó)內(nèi)燃煤電廠向清潔高效水平邁進(jìn)；又要積極推進(jìn)，將優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能技術(shù)輸出，走出國(guó)門(mén)，或到國(guó)外去投資辦廠，資本輸出。
在原北京重型電機(jī)廠總師高京生看來(lái)，外三的節(jié)能減排改造歸根結(jié)底是電廠的系統(tǒng)創(chuàng)新，最終也應(yīng)落實(shí)到負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電力設(shè)計(jì)院，“因此，必須要說(shuō)服設(shè)計(jì)院打破常規(guī)，最終這些經(jīng)驗(yàn)才能推廣開(kāi)來(lái)。”
對(duì)此，全國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)顧問(wèn)江哲生也強(qiáng)烈呼吁，應(yīng)跳出電力設(shè)計(jì)院的條框束縛，由電廠牽頭承包項(xiàng)目，統(tǒng)籌考慮機(jī)爐電統(tǒng)一的設(shè)計(jì)及主輔機(jī)的配套；同時(shí)，發(fā)電設(shè)備制造商必須要提高技術(shù)保證設(shè)計(jì)效率，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
中國(guó)工業(yè)報(bào)記者還獲悉，華潤(rùn)電力曹妃甸二期項(xiàng)目或?qū)凑胀馊Ｊ剑瑥臋C(jī)組選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電廠建設(shè)等就開(kāi)始統(tǒng)籌規(guī)劃，打造又一個(gè)嶄新的、清潔高效的火電廠。
(責(zé)任編輯： 來(lái)源： 時(shí)間：2015-12-04)
Keywords（關(guān)鍵詞）： 長(zhǎng)距離皮帶托輥傳輸機(jī)
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