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煤電升級(jí)改造的最大短板怎么補(bǔ)?

中國(guó)能源報(bào)發(fā)布時(shí)間:2021-12-03 09:13:58

推行節(jié)煤降耗改造、供熱改造、靈活性改造,到2025年,全國(guó)火電平均供電煤耗降至300克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)以下——國(guó)家發(fā)改委不久前發(fā)布的《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》(下稱《方案》)方向和目標(biāo)明確。對(duì)照《方案》,現(xiàn)役煤電機(jī)組距離上述目標(biāo)還有多遠(yuǎn)?

記者了解到,因效率相對(duì)較低、煤耗居高難下,平均供電煤耗目前普遍高于330克/千瓦時(shí),亞臨界機(jī)組已成為上述“三改”聯(lián)動(dòng)面臨的最大短板。截至2020年底,這部分機(jī)組仍占全國(guó)煤電總裝機(jī)的1/3左右,改造數(shù)量之大,進(jìn)一步加劇了提質(zhì)增效的難度。找到確保安全、降耗減碳、經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案迫在眉睫。

改造需全行業(yè)通力合作

《方案》要求,對(duì)供電煤耗在300克/千瓦時(shí)以上的煤電機(jī)組,加快創(chuàng)造調(diào)節(jié)實(shí)施節(jié)能改造;鼓勵(lì)現(xiàn)有燃煤發(fā)電機(jī)組替代供熱,對(duì)具備供熱條件的純凝機(jī)組開(kāi)展供熱改造;存量煤電機(jī)組靈活性改造應(yīng)改盡改,“十四五”期間完成2億千瓦。

在中國(guó)能源研究會(huì)特邀副理事長(zhǎng)陳進(jìn)行看來(lái),對(duì)標(biāo)“三改”聯(lián)動(dòng),亞臨界機(jī)組需求迫切、潛力巨大?!拔覈?guó)煤電裝機(jī)容量接近11億千瓦,總體處于世界先進(jìn)水平,但離全面打造煤炭清潔高效利用的要求仍有一定差距。尤其是大約3.5億千瓦的亞臨界機(jī)組,參數(shù)低、汽輪機(jī)流通效率低,平均供電煤耗普遍高于330克/千瓦時(shí)。僅30萬(wàn)千瓦等級(jí)機(jī)組就有約880臺(tái),部分機(jī)組煤耗甚至達(dá)到350-360克/千瓦時(shí),與當(dāng)前在役燃煤機(jī)組供電煤耗低于310克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)的要求相去甚遠(yuǎn)。改造需要全行業(yè)通力合作、快馬加鞭。”

考驗(yàn)不止降煤耗一項(xiàng)。上海申能電力科技有限公司總經(jīng)理馮偉忠表示,亞臨界機(jī)組靈活性普遍欠佳,面臨大規(guī)模節(jié)能改造和靈活性提升的雙重挑戰(zhàn)。“按照《方案》,如果不能改造到位,最終將被關(guān)停淘汰。我國(guó)亞臨界機(jī)組總體比較新,即便最舊的機(jī)組,也比英國(guó)最新的燃煤機(jī)組'年輕',如果大容量進(jìn)行關(guān)停,既不科學(xué)也不經(jīng)濟(jì)。無(wú)論從補(bǔ)齊煤電行業(yè)碳減排短板,還是機(jī)組自身發(fā)展角度看,大幅提效改造勢(shì)在必行。”

對(duì)此,《方案》提出,梳理排查具備改造條件的亞臨界煤電機(jī)組,統(tǒng)籌銜接上下游設(shè)備供應(yīng)能力和電力電量供需平衡,科學(xué)制定改造實(shí)施方案,有序推進(jìn)高溫亞臨界綜合升級(jí)改造。

改造后可追趕超超臨界機(jī)組水平

事實(shí)上,亞臨界機(jī)組改造已有諸多嘗試,效果卻不盡如意人。

“比如,常規(guī)汽輪機(jī)通流改造應(yīng)用最多,但節(jié)能收益有限,改造后還是達(dá)不到310克/千瓦時(shí)煤耗要求,也難以保持長(zhǎng)期高效運(yùn)行??绱?jí)改造成準(zhǔn)二次再熱超(超)臨界機(jī)組,投資大,幾乎相當(dāng)于重建,升溫至566/566℃的方案,因性價(jià)比不高,幾乎鮮有人問(wèn)津?!敝袊?guó)能源研究會(huì)節(jié)能減排中心副秘書長(zhǎng)王凡坦言。

改造到底有何需求?馮偉忠認(rèn)為,改造應(yīng)兼顧大幅提效、靈活性提升、保效延壽及經(jīng)濟(jì)性等條件?!笆紫仁翘嵝Х茸銐虼?,盡可能一步到位,避免未來(lái)因減碳要求提升而重復(fù)改造。同時(shí),前瞻性考慮機(jī)組超低負(fù)荷調(diào)峰能力的改善、優(yōu)良調(diào)頻能力的保留,以支撐整個(gè)電力系統(tǒng)低碳化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性碳減排。改造后的機(jī)組還要保持長(zhǎng)期高效運(yùn)行,防止效率過(guò)快折損,與新建機(jī)組替代相比要有顯著的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。不能像現(xiàn)在有些改造,既加重電廠負(fù)擔(dān),還會(huì)造成資金和資源浪費(fèi)。”

有沒(méi)有符合條件的方案?據(jù)了解,由我國(guó)首創(chuàng)的“亞臨界機(jī)組600℃升溫改造技術(shù)”,已實(shí)現(xiàn)供電煤耗下降35克,可滿足負(fù)荷在20%-100%之間靈活調(diào)節(jié),并做到機(jī)組延壽和長(zhǎng)期保效,已被國(guó)家列入“全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案”。據(jù)徐州華潤(rùn)電力有限公司節(jié)能專業(yè)主任馬國(guó)營(yíng)介紹,利用這種技術(shù)對(duì)該廠32萬(wàn)千瓦亞臨界機(jī)組實(shí)施改造,供電煤耗已由321.57克/千瓦時(shí)降至285克/千瓦時(shí)。“改造后的機(jī)組在額定工況下供電煤耗平均降低35克/千瓦時(shí),相當(dāng)于效率水平提高10%以上。這個(gè)水平超過(guò)所有現(xiàn)役超臨界機(jī)組,達(dá)到較先進(jìn)的超超臨界機(jī)組水平?!?/p>

改造需要 “一機(jī)一策”有序推進(jìn)

“除了煤耗大幅降低,機(jī)組深度調(diào)峰性能得到質(zhì)的提升,在沒(méi)有投油助燃和保持超低排放條件下,最低穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷能力還能達(dá)到19%,提前11年達(dá)到國(guó)家提出的2030年煤電機(jī)組實(shí)現(xiàn)20%-100%深度調(diào)峰目標(biāo)。”馬國(guó)營(yíng)給記者算了一筆賬,“改造費(fèi)用共計(jì)3.5億元,以單位投資1100元/千瓦計(jì)算,靜態(tài)投資回收期7年,此外還可獲得電網(wǎng)節(jié)能調(diào)度及深度調(diào)峰收益。按照5500利用小時(shí)計(jì)算,年可節(jié)約標(biāo)煤量5.53萬(wàn)噸,二氧化碳減排14.7萬(wàn)噸?!?/p>

馮偉忠進(jìn)一步稱,徐州華潤(rùn)電廠的改造方案具備可行性和普適性,若能在現(xiàn)役亞臨界機(jī)組大規(guī)模推廣,保守按照供電煤耗降低30克/千瓦時(shí),年利用小時(shí)數(shù)4500小時(shí)測(cè)算,每年將節(jié)約超過(guò)4700萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排二氧化碳1.27億噸以上。“亞臨界機(jī)組整體提升20%的深度調(diào)峰性能,還可騰出7000萬(wàn)千瓦調(diào)峰容量,對(duì)應(yīng)增加3.5億千瓦新能源消納能力?!?/p>

“按照《方案》要求,僅靈活性改造一項(xiàng),每千瓦投資就在500-1500元不等,經(jīng)濟(jì)性也是電廠關(guān)注的重點(diǎn)。建立適合市場(chǎng)化運(yùn)行的商業(yè)模式,才能加快綜合升級(jí)改造工作。”王凡建議,研究通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓,提供技術(shù)包、軟件包、培訓(xùn)包等形式,按照改造機(jī)組的臺(tái)數(shù)來(lái)收取轉(zhuǎn)讓費(fèi),或成立技術(shù)、設(shè)計(jì)和制造三方聯(lián)合體,把機(jī)組改造納入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

華潤(rùn)電力控股有限公司原總裁胡敏表示,我國(guó)亞臨界機(jī)組數(shù)量多,改造需要“一機(jī)一策”?!斑^(guò)去是零散幾臺(tái),現(xiàn)在面對(duì)全國(guó)大范圍改造,怎么跟發(fā)電企業(yè)、設(shè)計(jì)院、監(jiān)測(cè)單位溝通,究竟有多少機(jī)組具備改造潛力,五年內(nèi)如何科學(xué)推進(jìn)實(shí)施等,這些實(shí)際問(wèn)題值得深入研究,與上下游企業(yè)、設(shè)備制造商、材料供應(yīng)商等相關(guān)方協(xié)同推進(jìn)。”

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