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節(jié)能環(huán)保
超超臨界:煤電技術(shù)的美麗春天
2016-04-25 21:53:02   來源: 第一財(cái)經(jīng)日報(bào)

大氣污染重壓之下,減煤是最根本的治污手段。但清潔能源“遠(yuǎn)水難解近渴”,提高燃煤效率迫在眉睫。

  中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2010年中國平均供電煤耗為335克/千瓦時(shí)。而日本、歐洲等地區(qū)平均水平均遠(yuǎn)低于300克。

  今年7月1日,被稱為“史上最嚴(yán)”的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式執(zhí)行,大量落后機(jī)組亟待淘汰升級,超超臨界技術(shù)相關(guān)企業(yè)已摩拳擦掌。

  減煤“利器”

  實(shí)際上,國內(nèi)并不缺乏減煤“標(biāo)桿”。

  距離上海外高橋第三發(fā)電廠(下稱“外三發(fā)電廠”)約三公里處的高橋鎮(zhèn),很多居民甚至不知道附近有一座火電廠。其100萬千瓦的超超臨界機(jī)組實(shí)現(xiàn)煤耗276克/千瓦時(shí),在國際上已屬頂尖。

  所謂超超臨界指的是火電廠鍋爐內(nèi)蒸汽的參數(shù)。鍋爐內(nèi)的工質(zhì)是水,水的臨界參數(shù)是22.064兆帕、373.99攝氏度。在這個(gè)壓力和溫度時(shí),水和蒸汽的密度是相同的。當(dāng)鍋爐內(nèi)工質(zhì)的壓力大于這個(gè)臨界值,就是超臨界鍋爐;當(dāng)蒸汽溫度不低于593攝氏度或者蒸汽壓力不低于31兆帕,就稱為超超臨界。

  壓力越大、溫度越高,意味著燃煤的效率越高,從而煤炭的使用量越少。目前,國內(nèi)及國際上一般認(rèn)為蒸汽溫度不低于600攝氏度,就是超超臨界機(jī)組。2011年開始,我國已經(jīng)致力于研究700攝氏度的高超超臨界技術(shù)。

  上海外三發(fā)電廠是2008年投產(chǎn)100萬千瓦超超臨界機(jī)組,當(dāng)年就實(shí)現(xiàn)了供電煤耗286克/千瓦時(shí),此后不斷的技術(shù)創(chuàng)新使煤耗在2013年達(dá)到276克/千瓦時(shí)。公開報(bào)道顯示,外三發(fā)電廠比全國平均水平每千瓦時(shí)節(jié)約62克標(biāo)準(zhǔn)煤,這意味著,一年可節(jié)約煤68萬噸,約合4.7億元人民幣。而且,除塵率達(dá)99.8%以上,脫硫效率達(dá)98%以上,脫硝效率達(dá)80%以上。

  位于南京市郊的大唐南京發(fā)電廠也是技術(shù)升級改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一個(gè)范例。

  該電廠已有百年歷史,曾承擔(dān)江蘇省1/3的發(fā)電任務(wù)。2010年,該電廠投產(chǎn)兩臺(tái)660MW超超臨界燃煤機(jī)組,機(jī)組容量翻了兩番,但單位電量二氧化硫排放量下降幅度高達(dá)80%,每年削減二氧化硫排放量2000多噸,每年可減少氮氧化物排放700多噸。

  今年7月,環(huán)保部出臺(tái)的號(hào)稱“史上最嚴(yán)”的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》開始執(zhí)行,這意味著2012年之前建成的火電廠開始執(zhí)行新版大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對火電廠排放限值提出了極為嚴(yán)苛的規(guī)定。

  外資企業(yè)“掘金”中國市場

  盡管中國政府已經(jīng)發(fā)出指令,控制燃煤電廠的數(shù)量,但對于企業(yè)來說,絕對值的凈增長使得中國市場依舊是誘人的“蛋糕”。

  目前中國擁有超超臨界機(jī)組的數(shù)量全世界最大。但由于一部分落后的機(jī)組仍然在役,導(dǎo)致了全國總的煤電機(jī)組運(yùn)行效率仍舊低于世界平均水平。據(jù)統(tǒng)計(jì),迄今煤電在中國所占比例仍接近七成,預(yù)計(jì)至2030年煤電在中國占比也將在一半以上。

  “新增裝機(jī)中煤電的比例肯定是在逐年下降,大的趨勢是肯定的,但國內(nèi)的電力需求是增長的,所以,煤電電廠的絕對數(shù)量肯定會(huì)增多,至少保持穩(wěn)定。”西門子(中國)有限公司蒸汽輪機(jī)中心總經(jīng)理溥樂(Florian Pohle)在接受《第一財(cái)經(jīng)日報(bào)》記者采訪時(shí)表示,從目前國內(nèi)燃煤電廠的裝機(jī)情況來看,大部分是亞臨界和超臨界,小部分是超超臨界,亞臨界的電廠會(huì)逐漸淘汰。

  超超臨界火電機(jī)組設(shè)計(jì)和制造方面,國外主要的動(dòng)力制造廠商經(jīng)過多次的并購和整合,逐漸形成了歐洲[以西門子(Siemens)、阿爾斯通(Alstom)為代表、日本(以東芝、三菱、日立為代表)等不同的技術(shù)流派。

  2006年開始,超超臨界發(fā)電機(jī)組在中國快速鋪開。上海電氣、哈爾濱電氣以及東方 電氣三大動(dòng)力掌握了國內(nèi)80%的市場份額。受到政策限制,外資企業(yè)不能直接參與投標(biāo),限制了國際供貨商的直接競爭。

  但是,據(jù)了解,超超臨界在設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域,外資企業(yè)通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓、成立合資公司等形式,參與到市場中來。

  比如,西門子與上海電氣的合作方式是成立合資公司。而上海電氣的超超臨界技術(shù)在全國的市場份額占30%以上。東方 電氣和哈爾濱電氣則是引進(jìn)日本技術(shù)。

  伴隨著技術(shù)的不斷更新,舊機(jī)組的升級改造也是一塊很大的市場。

  “一個(gè)電廠兩臺(tái)機(jī)組,1號(hào)機(jī)跟2號(hào)機(jī)間隔或許只有幾個(gè)月,但細(xì)節(jié)都不是一模一樣的。所以可以想象,十年前轉(zhuǎn)讓的技術(shù)到現(xiàn)在,已經(jīng)做了多大的改變,燃煤效率也有了進(jìn)一步的提高。”溥樂表示。

  “國內(nèi)的超臨界和超超臨界技術(shù)雖已比較成熟,但推廣普及率不高。國家減煤大背景下,這一技術(shù)的運(yùn)用還是存在市場空間的。”國家電網(wǎng)公司中國電力科學(xué)研究院副總工程師、全國政協(xié)委員蔡國雄表示。

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