中国电力科技网主办,华润电力(唐山曹妃甸)有限公司协办,第十三届“超超临界机组技术交流2019年会”,9月5~7日在唐山召开。中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗,清华大学能源与动力工程系教授毛健雄,国务院参事室特约研究员、国家发改委能源局原局长徐锭明任年会主席。32位专家演讲并答疑,深入交流超超临界发电技术最新动态,持续研讨创新技术、发展成果、运行维护和管理经验,应对深度调峰运行,探讨、设计更高参数超超临界、超临界火电机组,创新亚临界升级改造,降低CO2排放,加速超超临界发电技术迈上新台阶。
会场
协办单位华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳致欢迎辞:
金秋九月,硕果飘香。今天,我们相聚在风光秀丽的唐山南湖,共同迎来第十三届“超超临界机组技术交流2019年会”。在此,我谨代表华润电力(唐山曹妃甸)有限公司,对各位领导、嘉宾、朋友的莅临表示热烈欢迎,向长期以来对华润电力发展给予关心支持的电力同仁表示衷心感谢!对冯伟忠教授团队为本项目提供技术支持表示诚挚谢意!
面对日趋严峻的全球气候变化形势,中国政府发挥积极引领作用,贡献中国智慧,2015年签署的《巴黎协定》上做出庄严承诺:在2030年前碳排放达到峰值,将非化石能源在一次能源中的比重提升到20%。2019年两会,总理的政府工作报告中要求持续推进污染防治,今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%;坚持源头治理,加快火电行业超低排放改造。在国家发改委要求到2020年现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时的同时,2016年国家发改委、能源局又编制并下发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,进一步推动能源技术革命,加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。年会召开正逢其时、意义非凡,这是为深入贯彻落实党中央决策部署和国家“十三五”规划纲要精神,践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,推动实施能源“四个革命、一个合作”战略思想,充分发挥能源技术创新在建设清洁低碳、安全高效现代能源体系中引领和支撑作用具体实践,这在中国煤电发展史上将起到承前启后的里程碑作用。华电莱州二期、华能莱芜百万机组、国家能源集团泰州二期、大唐东营电厂等大批超超临界发电机组都在大力进行技术创新,坚持绿色发展、清洁排放、节能减排,电力行业同仁积极响应国家战略需求,践行“节能、清洁、安全”能源战略方针,通过技术创新在新上发电机组工程中应用、实践,使机组效率更高、环保指标更优、能耗更低。
华润传承红色基因,具有中央企业、驻港企业和民生企业的三重身份,是党和国家最可信赖的依靠力量,具有特殊地位、承担重大责任。习近平总书记在2018年华润80周年祝贺复信中,对华润为国家富强、民族振兴做出独特贡献给与充分肯定,也对华润未来发展提出更高期望和要求。华润电力作为华润集团能源战略业务单元,围绕“绿色发展、创新转型、国际拓展”的“十三五”总体战略,坚持做行业技术进步的引领者。为全面落实“节能、清洁、安全”的能源战略方针,华润电力积极履行社会责任,发挥央企表率带头作用,确保“能效”和“环保”指标先进。华润电力(唐山曹妃甸)有限公司成立于2004年12月,一期项目2×300MW燃煤供热机组已于2009年7月正式投入商业化运营,是曹妃甸区工业热负荷及采暖热负荷的唯一热源点。曹妃甸二期是河北省首个百万发电机组工程,2014年12月16日获得国家发改委核准。目前,#3机组已于2019年7月正式转入商业化运营,#4机组正在进行深度调试,预计年底可投入商业化运营。二期工程秉承“基建即运营”建设理念,充分利用华润电力工程建设技术优势,引进上海申能科技最先进的综合节能减排技术和系列技术创新成果,依托曹妃甸有利的北方深水港海水低温特点,优化系统设计、精益设备选型,深挖设备系统每0.1克煤耗,致力于将二期工程建设成为“中国最好,世界一流”的绿色高效、环境友好的标杆工程。
曹妃甸二期采用一系列国际先进高效清洁燃煤发电技术,完成多项核心技术创新突破,刷新全球行业数据:第一,首次采用国内火电首创的五缸六排汽超低背压技术,充分利用地区低温海水自然条件,采用超低背压五缸六排汽技术、十一段回热系统,实现平均背压3.3kPa,汽轮机热耗值7146kJ/kWh。第二,采用长期保效技术,优化汽轮机旁路、进行高动量冲管等,消除锅炉氧化皮爆管和汽轮机侵蚀,保持汽轮机长期高效。利用邻机能量,改善初期着火环境,减少未烬可燃物在催化剂上的黏附,做到催化剂不失效。降低冷源损失的同时,提高空预器冷端综合温度,避免空预器低温腐蚀。第三,采用低负荷高效技术,将传统回热模式拓展为以锅炉输入的水、风、煤等为输入热源,进行机炉再耦合,设置低温省煤器,回收烟气热量,保证在40%低负荷依然能够高效运行。第四,采用全球首创的集中辅机变频节能技术。配置88%高效西门子小机,耦合给水泵与变频发电机。与传统电子变频技术相比,系统布置更为简单,节能效果更优,寿命更长。第五,采用冷端节能技术。取水深度降到-10.0m,从而使海水水温降低约2℃。凝汽器钛管采用FINGER布置方式,冷却水采取独特“三进三出”多背压方式,较塔式布置方式流道更顺畅,气阻小,换热效果好。第六,采用智能高效控制技术。机组与辅网控制系统融合,全厂生产系统集中控制,通过技术提升和管理优化,实现少人值守,智慧运营。
中国电力科技网作为全国电力行业知名技术交流平台,始终坚持“科学技术是第一生产力”的宗旨,积极跟踪、传播国内外电力行业前沿科技成果,把最新电力科技信息与权威技术资料全方位传递给各级科技工作者,得到了电力同行的充分肯定和大力支持。本届年会在相关专家指导、中国电力科技网精心筹备下顺利召开,华润电力(唐山曹妃甸)有限公司将全力配合相关安排,展示超超临界机组最新创新技术、分享曹妃甸二期百万机组工程建设经验。在此,我谨代表华润电力(唐山曹妃甸)有限公司热烈欢迎各位领导和专家到我司参观指导。
祝愿第十三届“超超临界机组技术交流2019年会”取得圆满成功!祝各位领导和嘉宾在唐山期间生活愉快,身体健康!谢谢大家!
李桂芳
中国电力科技网主任魏毓璞致开幕辞:
创新技术,跨越发展,日升月恒。
十二征程,精进不休,方兴未艾。
尊敬的倪维斗院士、毛健雄教授、赵后昌副总裁、冯伟忠总经理,女士们、先生们:
今日,第十三届“超超临界机组技术交流2019年会”,承载往昔几十年燃煤火力发电峥嵘历程,凝聚十二载近4000名与会嘉宾科研成果结晶,聚首唐山。32位专家将围绕超超临界、超临界、高温亚临界机组升温改造诸多创新技术,多个中国第一、全球之最,深度交流,精彩演讲,特别期待!
唐山,这座涅槃重生的凤凰城,以喷薄之力跨越43年,沧桑巨变!华润电力(唐山曹妃甸)有限公司,发展创造奇迹,拼搏彰显坚韧,成就全球之最。
向砥砺前行,不断创新的科研专家致敬!
向奋战在电力行业生产一线工作者致敬!
本届年会节能减排意义非凡,我们有理由相信将成为承前启后里程碑。
魏毓璞
华润电力控股有限公司副总裁赵后昌演讲:“精雕细琢,做精煤电”。华润电力业务涉及风电、火电、水电、光伏、分布式能源、售电及智慧能源、煤炭等领域。随着可再生能源快速发展,新建燃煤发电厂愈来愈少,华润电力重新调整,煤电采取“做优增量、做精存量”战略。2013年9月,在现任华润电力总裁、时任华润电力江苏分公司总经理胡敏总倡导和支持下,华润电力与上海申能科技签订《技术合作框架协议》。能够与“外三”全面合作,得益于集团领导对外三技术的充分理解和公司的创新驱动战略,也是公司针对目前火电市场行情确定的战略举措,打造更有竞争力的火电项目。华润电力在火电业务上,将坚持开拓创新,打造性能指标、盈利能力双优的燃煤发电项目。
赵后昌
中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗致主题辞:
由中国电力科技网主办的“超超临界机组技术交流年会”与第一台中国国产化超超临界机组同时诞生,现在开到第13届。在13年间,中国煤电,尤其是超超临界机组,得到极大发展,拥有了世界最大超超临界机组的总装机容量和总台数,超过其他国家超超临界机组总和。年会作为超超临界技术交流平台,对促进我国超超临界技术发展,起到非常好的推动作用,对于中国电力科技网和魏毓璞主任为此所付出的努力和贡献,谨表示衷心的感谢。这次年会在唐山召开,华润曹妃甸电厂是协办单位,并将接待代表参观,为此,也对华润电力公司和华润曹妃甸电厂表示衷心的感谢。
为应对“气候变化”挑战,我国一直为优化能源结构,减少对煤炭等化石能源依赖而努力,国家发布一系列政策和法规,大力发展新能源和可再生能源,取得很大成效。但是,煤炭占一次能源96%的富煤贫油少气能源资源禀赋的特点,决定今后在相当长一段时期内,煤炭作为主体能源的地位难以改变,因此,我们必须高度重视煤炭高效、低碳和清洁利用,把煤炭的文章做好。煤电是我国煤炭最大用户,在各种电源中也将长期起着主导作用。现在,我国的煤电总装机容量已经超过10亿千瓦,2018年的年发电利用小时数为4361小时,如果按照火电合理利用小时数5000小时计算,目前火电机组富裕容量达到29.5%,因此,当前煤电在数量上已不可能有大的发展,而必须着重在质量上的提高。煤电高质量发展,需要坚持淘汰低效落后机组,大力改造提升大量亚临界机组的性能,推动、鼓励和示范最先进的技术、设计和工程。
超超临界技术已经是当前火电技术蒸汽参数最高和性能最好的技术,要在现有超超临界技术的基础上进一步提高质量,也就是发展更高效率、更低煤耗、更低排放、更加低碳、更加灵活、更加智慧的超超临界技术,就必须推动创新发展,用创新来引领质量的提高。
这次年会有32位发言者,有许多创新技术和创新工程的介绍,安排对话和交流,组织对刚刚建成的曹妃甸100万千瓦先进机组参观,内容非常丰富,相信代表们通过这届年会,将大有收获!
倪维斗
清华大学能源与动力工程系教授毛健雄演讲:“中国煤电的发展方向”。中国能源资源禀赋,决定了煤炭为主的能源结构将长期无法改变,它作为主要能源对中国的经济增长贡献巨大,煤电是煤炭的最大消费者,也是最大的电力供应者,2018年,在中国电源结构和发电量中仍然是主导者。现在中国煤电遇到的最大挑战就是如何实现“低碳发展”,以应对“气候变化”的挑战,这首先就是最大限度地提高效率、降低煤耗。当前形势和条件下,控制数量,提高质量,实现高效、清洁和低碳发展,“高温亚临界”技术的推广,具有煤电节能减排和低碳发展的重大意义。中国煤电低碳发展方向:1.继续关闭淘汰约1亿千瓦落后低效机组;2.进一步大幅度提高现有超临界机组效率,示范更先进的超超临界技术;3.对约3.5亿千瓦亚临界机组升级改造,使之达到超/超超临界煤耗水平;4.生物质与煤混烧直至燃煤发电生物质转换。
上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠演讲:“高效低碳煤电技术发展之探索”。华润曹妃甸2x1000MW一次再热超超临界机组工程综合优化是高性价比的外三升级版,选择应用大部分外三已验证成熟的创新技术:1.蒸汽侧氧化和固体颗粒侵蚀的综合防治系列技术;2.广义回热及弹性回热系列技术;3.蒸汽及热风加热启动及催化剂延寿系列技术;4.低温省煤器技术;5.广义变频技术。根据国内煤电节能提效政策要求、亚临界机组装机容量和数量,提出高温亚临界技术路线,分析改造汽轮机可行性和收益,指出具有提效幅度足够大、持久保效、高性价比、性能全面提升等特点。
毛健雄 冯伟忠
《中国电力报》发电部主任冯义军主持“院士、专家对话”环节:倪维斗、毛健雄、赵后昌、冯伟忠、叶勇健、叶东平、李桂芳、陈超虎、顾永丹、修立杰根据与会嘉宾关心问题,结合演讲内容和研究成果,共同探讨热点、难点,对各自新技术路线,新思路展开讨论,详细解答并分享宝贵经验。
院士、专家对话
华东电力设计院工程有限公司副院长叶勇健代中国能建集团规划设计有限公司副总工程师/教高龙辉演讲:“我国燃煤清洁高效发电技术发展展望”。未来需要更高效率超超临界燃煤火电机组发电技术,目前正在建设的安徽平山电厂二期工程,结合淮北煤源优势,将建成高低位布置新型发电机组的示范项目工程;我国未来仍需要在镍基合金等耐高温材料的性能测试及焊接技术、高温涂层技术、蒸汽冷却技术等方面继续开展研究;随着我国各种高效、低碳发电技术的发展,超超临界燃煤机组+生物质耦合燃烧+区域供热等各种模块组合,将逐渐成为新建燃煤火电机组CO2深度减排的主要技术路线,高效超超临界空冷机组+辅机空冷+其它辅助系统节水技术+烟气取水的技术路线,成为今后一段时间中国特有的严重缺水地区燃煤火电机组深度节水技术路线。
华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳演讲:“华润电力曹妃甸二期工程建设经验分享”。二期工程是河北省首个百万发电机组工程,被列为省环渤海经济带重点项目之一,对于维护京津唐电网安全运行稳定,推动区域经济结构转型升级具有重要示范和带头作用。项目深挖低温海水优势,汽轮机五缸六排汽选型,创新取水箱涵结构,取水深度从-5.8m调整到-10.0m,使海水水温降低约2℃,年平均煤耗降低0.63g/KWh。引进“上海外三”固体颗粒综合治理、全天候脱硝、广义变频中心、广义回热、低温省煤器等目前最先进的节能减排技术。依托一期现有资源,合理优化,降低建设成本,便于更好运营管理。输煤系统从一期#2转运站引接,避免深基坑开挖及支护,降低安全风险和造价。水处理系统加装反渗透满足超超临界机组水质要求。建设4×5万吨钢板大灰库,取消露天灰场,彻底消除环境污染。
北京巴布科克·威尔科克斯有限公司技术总监侯丙军演讲:“北京巴威公司锅炉综合提参数改造技术”。分析节能压力、经济效益,对比锅炉综合提参数改造技术方案。例举内蒙古大唐国际托克托发电公司#3、4锅炉、江苏国信扬州发电公司#3、4锅炉等项目,指出节能和减排已成为燃煤发电企业发展的两个约束性指标。随着国家节能工作不断深入,对现有机组进行节能提效改造是提高机组效率、降低供电煤耗、降低燃煤大气污染物排放总量、实现环境和经济双赢的有效途径和根本出路,也必将是中国火电的发展方向。
叶勇健 侯丙军
徐州铜山华润电力有限公司副总经理陈超虎演讲:“徐州/铜山华润电力有限公司320MW机组高温亚临界综合升级改造”。“高温亚临界”改造技术路线的关键,是保持机组压力在亚临界水平不变,把机组主蒸汽和再热蒸汽温度均提高到600℃水平。主要措施:广义回热、固体颗粒侵蚀综合防治、空预器综合优化、低温省煤器、热源加热启动、机组安全节能快速启动、弹性回热。项目实现经济效益供电煤耗降低约30克/千瓦时,达到超超临界机组水平,每年节约标煤约5.28万吨,机组灵活性和安全性进一步提高,为全国存量巨大的亚临界机组改造升级提供范例,有利于提高煤电行业整体技术水平和国际竞争力,促使我国高效、洁净煤电技术占领世界制高点,推进国内装备制造业产业升级,为构建高质量能源体系添砖加瓦。
华东电力设计院工程有限公司副院长叶勇健演讲:“煤电的未来——高效、绿色、智慧、美丽”。详细介绍汽电双驱,储能技术,欧罗仓土建结构技术,高位厂房基础、超大跨度结构和隧道设计,超大冷却塔等创新型先进技术。电厂配置储能系统,和机组视作一个整体,可以显著提高火电厂参与力,市场辅助服务如一次调频、二次调频、调峰等响应能力和速度,最后通过数字化设计、可视化建设、智慧化运维详细介绍智慧电厂延伸服务。
福伊特驱动技术系统(上海)有限公司(VOITH TURBO)中国区技改业务经理孙迎庆演讲:“第三代行星齿轮调速技术——VECO-Drive”。行星齿轮方案核心优势——更可靠、最节能。调速系统传动效率平均提升2%,节能效果较高压变频提升约10%。设备主体寿命30年以上,约是常规高压变频3倍。说明行星齿轮调速技术原理是功率分流和速度矢量叠加,随后分析众多行星齿轮应用实例,及全球领先工程设计和制造基地——福伊特驱动上海新工厂。
陈超虎 孙迎庆
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂设计处处长助理顾永丹演讲:“引领潮流的超超临界汽轮机技术与展望”。汽轮机设计理念与时俱进,打破传统、聚焦智慧透平、私人量身定制。2025年,用数字化、智能化手段,激活能量与智慧,将专业知识、经验注入模块中。引领潮流的完整设计研发体系,能够承受更高压力的筒形缸模块,打破国外技术封锁,满足不同容量等级/更高参数的再热模块,以定制化不断迭代出新。高效紧凑的性能、整体结构积木块、成熟稳定的轴系、机型配置功能强大,形成世界领先的四大技术。
国家电投河南发电有限公司技术中心专家尹金亮演讲:“西门子型汽轮机轴封热应力有限元分析和设计优化工程应用”。分析西门子型汽轮机高压缸及转子的仿真计算,研究故障工况下高压缸轴封端的动静间隙变化规律,得出轴封系统设计不完善,是导致机组在热态停机时发生动静部分碰磨,乃至抱轴事故的主要原因。主汽门暖阀开始,高压缸汽封为自密封,实现主蒸汽门暖阀、高压缸和轴封暖机热力参数的匹配;机组停机后的盘车工况,实现自带轴封和汽轮机汽封热力参数的匹配;机组热态及极热态停机工况,门杆漏汽确保中压主汽门、中压调门、高中压缸轴封与冷气冷水隔离;机组热态及极热态启动工况提高机组跳闸后轴封汽源可靠性,避免汽封碰磨引起的机组振动和汽封抱轴事故,保证机组安全可靠灵活运行。
顾永丹 尹金亮
西安热工研究院有限公司节能减排技术中心副所长常东锋演讲:“基于多变量协同的汽轮机优化运行技术”。我国新能源发展迅猛,当前,火电机组提高灵活性,首要目标是降低最小技术出力,其次是爬坡速率,再次是快速启停,个别电网实施轮停。各区域电网对火电机组的调频调峰指标考核愈来愈严格,同时补偿力度前所未有。优化解决方案有多变量协同优化技术,凝结水、给水节流,空冷背压调节。汽轮机多变量协同优化技术优点是响应幅度大、持续时间长,系统无(或小)改动,无扰切换,单位调节量造价低。缺点为响应慢(5~10s),受相关因素影响大,属定制化服务。
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院副总设计师叶东平演讲:“超超临界汽轮机新技术提升和升级改造”。由早期引进日本东芝机型,到自主研发高效百万机组,再到650~700℃超超临界汽轮机技术研制,运用高效通流气动技术、结构模块化设计、先进静叶结构形式、先进智慧化汽封体系、汽轮机智能化辅助系统等,从通流、结构、汽封、系统、工艺控制、质量提升,全方位升级优化。分析亚临界机组升参数改造目的、参数提升方案及更换部套,通过实际项目案例对技术进行验证,若蒸汽压力不变,温度过高,会引起低压缸排汽干度增加,可以提高一点缸效率,但会使机组安全性降低,特别是低负荷运行时,再热压力降低,再热蒸汽过热度进一步增加,引起低压缸排汽过热。改造前制定方案,认真核实机组全年负荷特性。
常东锋 叶东平
华润电力(唐山曹妃甸)有限公司副总经理孙鹏演讲:“海水直流冷却超超临界火电机组综合节能优化”。运用长期保效、锅炉快速启动、综合辅机变频节能、低负荷高效技术,其中“三背压”海水直流冷却是一项创新技术,充分利用渤海曹妃甸海域水温低的优势,按照循环水温度13℃设计,较常规火电机组增设一台低压缸,背压优化至3.3kPa(平均)。循环水侧,凝汽器采用“三进三出”布置方式,低背压侧凝结水流向高背压侧,回收热量降低过冷度,降低供电煤耗约0.4g/kWh。“五缸六排汽三背压”方案机组热耗较常规设计年平均降低41.25kJ/kWh,降低发电煤耗1.5g/kWh。循环水深取水方案使海水水温降低约2℃,尤其夏季工况优势更明显,年平均煤耗降低0.63g/kWh。两项技术共降低煤耗2.13g/kWh。按照年平均利用小时5000小时,标煤单价600元/吨,两台机组年节约燃料成本1278万元。
浙江电力科学研究院电源技术中心锅炉技术室高级工程师王茂贵演讲:“火电灵活性技术在浙江省的深度研究与应用”。灵活性改造技术的发展方向:1.普通深度调峰转向超深调峰;2.耦合生物质燃烧发电优化技术;3.机组灵活性运行方式节能优化技术;4.燃气机组深度调峰试验(70~80%额定功率~50%额定功率)。深度调峰过程中会遇到水冷壁管、屏式过热器壁管、后屏或中间过热器壁管超温,火检信号波动幅度大等问题。火电机组灵活性改造之于火电领域是一场革命,更是对我国能源技术创新的一场严峻考验。目前国内无论从深度与广度方面,仍然处于非常初级的起步阶段,具有广阔发展空间。
孙鹏 王茂贵
东方汽轮机有限公司产品研发中心火电设计部副部长侯明军演讲:“超超临界汽轮机发展概述和展望”。东汽打破传统分工,研发机炉深度耦合的能量阶梯利用技术,实现更大节能效益,可降低煤耗约3g/kWh。新通流技术,具有高效率系列型线开发,高效自适应流型设计方法与弯掠叶片、端壁成型等技术融合使用,局部压力梯度控制、通过合理的压力场分布改善流面厚度产生的扰曲等先进特点。国内超超临界汽轮机已基本实现完全自主国产化,性能指标达到甚至超越国际先进水平。未来电厂不仅是设备升级换代,也是制造商、电厂和电网深层次交流、融合、合作。
华电国际电力股份有限公司安全运营部技术环保处,教授级高级工程师刘灿起委托向丽华演讲:“发电企业碳资产管理思路与实践分享”。国家经历多轮气候谈判,积极应对气候变化已成为全球共识,多政策协同使火电单位面临更严峻考验,2019年1月起,碳排放正式纳入相关考核。华电集团已开展大量碳排放管控应对准备工作。碳排放配额获取方法——基准法。配额分配总量=供电配额总量+供热配额总量。对于主要燃烧煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值燃料的循环流化床机组,若入炉混合燃料收到基低位发热量不高于12550kj/kg燃料热值修正系数为1.03,否则为1。明确企业碳资产管理目的,充分准备、提前谋划、科学管理、主动参与,占据碳市场有利地位。
侯明军 向丽华
上海锅炉厂有限公司技术部首席研究员/教授级高级工程师张建文演讲:“更高效超超临界锅炉技术”。上锅产品开发理念——更高效率、更低排放、安全可靠、灵活适应。提升锅炉效率主要通过降低排烟损失和提高燃尽;通过炉膛分级燃烧,降低炉内NOx,全负荷下可投运脱硝装置;更优的防结焦沾污、防磨损、防氧化皮能力,简化的设计理念和更优的偏差控制;以二次再热锅炉为例,匹配简化的受热面布置,配合针对设计的调温手段,满足各种边界条件下调温需求;采用燃烧器摆动、烟气再循环、烟气挡板等手段灵活匹配,可满足复杂边界条件下灵活运行。宽负荷下达到效率和额定汽温。
神华集团循环流化床技术研发中心技术研发部主任辛胜伟演讲:“超超临界循环流化床锅炉炉型及关键技术研究”。在我国目前能源结构下,超超临界CFB发电技术是未来发展方向,可进一步提高机组效率、降低能耗和污染物排放,对于继续保持我国CFB发电技术的领先地位具有重要意义。三大锅炉厂超超临界CFB锅炉技术方案都是可行的,在污染物源头减排、燃烧均匀性等方面解决600MW和350MW超临界CFB锅炉存在的问题。高效超超临界CFB技术科技研发已于2016年立项,示范工程于2019年7月核准建设,发展该技术面临的高温受热面壁温偏差和低成本(宽负荷)实现超低排放等关键性问题,均可通过技术开发进一步攻克。
张建文 辛胜伟
华能海门电厂生产管理部节能科技专工江永演讲:“华能海门电厂燃料系统节能环保,设备可靠性治理”。全力做好安全生产专项整治,成立以生产厂长为组长的燃料专项治理组织机构,依托集团公司燃料专项治理实施方案,结合燃料系统的设备运行维护现状,本着求真务实的态度制定《华能海门电厂燃料系统安全生产专项治理方案》,坚持“一站一策,一皮带一治理”的治理思路,以设备和人作为基础相互依托、补充,打造燃料标杆电厂;以绿色环保、智能化,提质增效为工作目标,打造绿色智能化煤场;充分发挥人才优势,吸收新思维新技术逐步提升燃料专项治理能力。
哈尔滨锅炉厂有限责任公司锅炉设计处性能室主任王永杰演讲:“哈锅高参数锅炉的技术发展”。通过锅炉容量、运行参数、环保要求、锅炉煤种、深度调峰、灵活性等变革,安全性和效率均得到提升,应用项目、二次再热锅炉、褐煤锅炉、CFB锅炉等取得一系列成果。展望技术,包括提升机组效率、数值模拟应用、更大容量锅炉、更高参数锅炉、信息技术应用。
江永 王永杰
大唐集团科学技术研究院有限公司首席专家蒋寻寒演讲:“深度调峰环境下汽轮机的安全经济运行”。由于国家能源战略、节能减排法规、企业经营多重压力,国内火电机组节能的重要性不断增加,潜力较大。实现安全经济运行,需要完成一些基础工作,消除错误技术理念,了解机组与设备设计思想与技术。国内大量现役机组,按带腰荷或基荷进行设计与设备选型,不适应深度调峰需要。新建机组设计需要大的改进,国内湿冷机组,经过设备改造,一般可适应40%负荷的深度调峰,但空冷机组困难和风险相对较大。深度调峰形势下,安全、经济运行面临重要的新问题,需要新的技术手段。空冷机组,特别是直冷机组问题尤为突出,迫切需要研究、优化创新。新的检测技术、远程监控系统、人工智能等新平台,将对安全经济运行产生深远影响。
国家电投上海明华电力技术工程有限公司首席专家祝建飞演讲:“节流配汽机组AGC及一次调频控制”。从节流配汽机组AGC及凝结水节流、补汽阀负荷响应特性及控制方式、回热蓄能利用参与深度一次调频三个方面介绍高效宽负荷超超临界汽轮机关键技术。节流配汽机组无调节级,全周进汽,节流调节,带补汽阀,效率较高,变负荷性能受节流度影响。突破常规的协调控制方式,汽机高压调门全开,主蒸汽压力自由滑动,采用凝结水节流参与负荷调节,弥补高压调门全开后负荷响应延迟。同时优化锅炉燃煤给水控制、设计智能超调、提高机组整体负荷响应能力,满足变负荷性能要求。
蒋寻寒 祝建飞
上海发电设备成套设计研究院有限责任公司副所长/教授级高级工程师杨宇演讲:“高效宽负荷超超临界汽轮机研制关键技术”。分析典型汽轮机能耗随负荷变化情况,从节流配汽反动式汽轮机和喷嘴配汽冲动式汽轮机两方面分析低负荷提效技术路线。针对级效率随负荷率下降出现较大下降的级,开发对负荷适应性好的高效宽负荷叶型,提升在低负荷下的级效率,从而提升缸效率和热耗水平。
京能(锡林郭勒)发电有限公司总经理助理兼安全总监修立杰演讲:“褐煤高效清洁节水创新技术,实现内陆地区火电厂发电零取水”。锡盟地区褐煤发电面临无水挑战,在此背景下探索绿色环保和零取水互补。世界首台火电机组烟气提水系统5个创新:1.一体化烟气脱硫提水塔:脱硫塔和冷凝塔首次二塔合一;2.660MW级火电机组烟气提水系统:首次研发试验提水成功;3.烟气协同超净趋零处理:首次实现额外环保,消除“蓝烟”;4.提水100%回用:首次脱硫补水+发电补水,实现零取水;5.防腐导热型冷却塔和可控液柱压涂防腐新材料、新工艺:首次填补技术空白。自2019年5月15日~8月31日,实现累计103天发电零取水。
杨宇 修立杰
西安热工研究院有限公司节能诊断研究所所长李杨演讲:“燃煤机组动态目标值”。地理环境、冷却方式、当地电网调度特性、系统配置差异等是机组能耗对标难点,明确边界条件对机组能耗的影响,分析目标值核定方法——制造水平、出力系数、启停次数、煤质波动、环境条件、地理位置。风机效率设计值在85%以上,但绝大多数机组达不到,因此,按照运行较为优秀的风机效率为目标值,约为75%,且以高效调节手段为目标,认为在高低负荷下,风机运行效率均为75%。
河北省电力勘测设计研究院热机主任工程师李凯发表演讲:“高效超超临界机组新技术应用”。从热机、锅炉、电气、主厂房布置、节能环保技术,分析高效超超临界机组设计新技术。烟气余热回收系统,设置单级烟气余热回收装置,即在引风机出口,脱硫吸收塔入口水平烟道上安装烟气余热回收装置。直接加热凝结水,烟气出口温度为90℃。脱硫除尘一体化、全负荷脱硝协同技术,采用双层托盘+五层喷淋层+高效除雾器,该技术可在一个吸收塔内同时实现脱硫效率99.2%以上,除尘效率75%以上。
李杨 李凯
华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳进行年会总结。
交流互动
现场参观
9月7日,华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳亲自陪同参观。与会者在展览厅进一步了解企业历史沿革、建设理念、系列技术创新成果及应用。现场参观,大家对曹妃甸5项创新技术、取水深度从-5.8m调整到-10.0m等节能减排创新技术尤为惊叹,这不仅是外三创新技术复制,更是衍伸突破。李总一一解答参观者疑问,学习交流气氛热烈。
中国电力科技网对本次会议进行全程实况录像,供国家能源局、各大发电集团主管部门交流学习;还将本次会议专家演讲PPT上传至中国电力科技网相关栏目和电力月刊,广大电力科技工作者在线浏览、免费共享,传播先进技术和经验,为我国电力发展贡献绵薄之力。
合影
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《中国电力报》10月28日周一刊登——
“后煤电时代”正逐步走来
煤电高质量发展迎多层挑战
本报记者 冯义军
“当前煤电在数量上已不可能有大的发展,而必须着重在质量上提高。煤电的高质量发展,需要坚持淘汰低效落后机组,大力改造提升大量亚临界机组的性能,推动、鼓励和示范最先进的技术、设计和工程。”在近日由中国电力科技网举办的第十三届超超临界机组技术交流2019年会上,中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗表示。
在倪维斗看来,现在,我国的煤电总装机容量已经超过10亿千瓦,2018年的年发电利用小时数为4361小时,如果按照火电合理利用小时数5000小时计算,目前火电机组的富裕容量达到29.5%。
“在一个时期内我们还提煤电机组的‘上大压小’,现在‘压小机组’还要继续做,‘上大机组’要受到严格控制。在某种意义上讲,在跨过了‘大干快上’的时代和近年的深度调整后,我们已进入高质量发展的‘后煤电时代’。”中国电力科技网CEO魏毓璞在接受《中国电力报》记者采访时表示。
当前,煤电在我国的电源结构和发电量中仍然是主导者,煤电的高质量发展将面临如何对待存量和增量、如何处理技术和经济等多层挑战。煤电发展或将迎来新一轮“蜕变”。
“低碳煤电”成高频词
“现在中国煤电遇到的最大挑战,就是如何实现‘低碳发展’,也就是‘减煤发展’,以应对气候变化的挑战,这首先就是最大限度地提高效率、降低煤耗。”清华大学教授毛健雄在上述会议上谈道。
记者了解到,亚临界机组目前已经成为我国煤电机组中效率相对最低、煤耗相对最高的类型,成为我国煤电行业碳减排的“短板”。
“煤电行业碳减排,亚临界机组大幅提效改造势在必行,通过改造达到高效,将会是我国煤电行业对全世界碳减排的巨大贡献。”上海外高桥第三发电有限责任公司副董事长、上海申能电力科技有限公司总经理、淮北申能发电有限责任公司董事长冯伟忠接受《中国电力报》记者采访时谈道。
徐州华润电力有限公司3号机组采用上海申能电力科技有限公司的高温亚临界技术改造后,额定工况下的供电煤耗可降至287克/千瓦时。这被众多院士专家看作是火电技术进步的里程碑。
“下一步煤电主要工作是降碳,以高参数大容量机组代替亚临界机组、大型燃煤锅炉生物质耦合燃烧、100万千瓦超超临界机组区域供热、节能改造与火电灵活性改造将是‘十四五’的主线。”中国能源建设集团规划设计有限公司副总工程师龙辉在上述会议上谈道。
龙辉认为,随着我国各种高效、低碳发电技术的发展,超超临界燃煤机组+生物质耦合燃烧+区域供热等各种模块组合将逐渐成为新建燃煤火电机组二氧化碳深度减排的主要技术路线。
在毛健雄看来,我国煤电的低碳发展方向包括继续关闭淘汰约1亿千瓦的落后低效机组;进一步大幅度提高现有超临界机组的效率,示范更先进的超超临界技术;对约3.5亿千瓦的亚临界机组升级改造,使之达到超/超超临界的煤耗水平;生物质与煤混烧直至燃煤电厂的生物质转换。“最大限度提高煤电的净效率、混烧生物质、生物质转换或CCS是煤电最终实现二氧化碳接近零排放的可能技术方向。”毛健雄认为。
记者注意到,已于2017年启动的全国碳市场首批仅纳入发电行业。目前,大部分电力集团成立了碳排放管理机构。今年5月27日,生态环境部发布通知,要求各省组织发电行业重点排放单位做好系统开户准备工作。
“企业如不合理考虑降碳,高额的履约成本将影响企业生产经营,需分阶段实施数据精益管理降碳和技术降碳。”华电国际电力股份有限公司向丽华在上述会议上讲道。
煤电也需“精雕细琢”
“精雕细琢,做精煤电”是华润电力控股有限公司副总裁赵后昌在上述会议上发言主题。据赵后昌介绍,随着可再生能源的快速发展,新建燃煤发电厂愈来愈少,华润电力重新调整发展战略,煤电采取“做优增量,做精存量”战略。
记者注意到,华润电力从科技创新、技术改造、管理优化、模式创新等多维度提升煤电运营质量,不断加大火电厂节能环保升级改造投入,能耗和排放指标持续改善,供电标准煤耗已低于299.5克/千瓦时,98%运营权益装机容量达到了超低排放。
“超超临界技术已经是当前火电技术蒸汽参数最高和性能最好的技术,要在现有超超临界技术的基础上进一步提高质量,也就是发展更高效率、更低煤耗、更低排放、更加低碳、更加灵活,更加智慧的超超临界技术,就必须推动创新发展,用创新来引领质量的提高。”倪维斗展望道。
据龙辉分析,在目前新的能源技术没有全面发展的条件下我们国家有一段时间将是以电能发展平衡为主,就是火电机组在减少,核电,太阳能,生物质能还在不断增加。将来电能发展平衡被打破,变成能源发展平衡阶段,氢能会在未来的能源发展中占据更为重要的地位。
华东电力设计院副院长叶勇健用“高效、绿色、智慧、美丽”这几个关键词来描述煤电的未来。在叶勇健看来,需要对于近1000吉瓦的煤电存量机组的技术提升,以满足未来15年煤电定位的变化。因此,对煤电新技术的研究是十分必要的。
“今后煤电的发展不宜一味追求高参数、大容量,而是因地制宜结合地理环境、气候条件、燃料供应、老机组特点选择最佳可行技术。”叶勇健认为。
“未来电厂发电不仅是设备的升级换代,也是制造商、电厂和电网的深层次交流、融合、合作,全生命周期服务将助力超超临界机组更上一层楼。”东方电气集团东方汽轮机有限公司侯明军如此表示。
“高效超超临界”时代来临
“我国成为世界上超超临界煤粉炉机组容量最大和台数最多的国家,我们已经进入了高效超超临界燃煤火电时代。”毛健雄在上述会议上表示。
2006年11月,华能玉环电厂1号百万千瓦机组投运,标志着我国百万千瓦超超临界发电技术的重大突破。十多年来,超超临界发电技术不断创新,达到世界领先水平,“高效”已成为当前超超临界发电技术的显著特征。
“曹妃甸二期引进上海申能电力科技最先进的综合节能减排技术和系列技术创新成果, 优化系统设计,深挖设备系统每0.1克煤耗,致力于建成‘中国最好,世界一流’的绿色高效、环境友好的标杆工程。”华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳在上述会议上表示。
曹妃甸二期是河北省首个百万发电机组工程,3号机组已于今年7月正式转入商业化运营,4号机组正在进行深度调试,预计年底可投入商业化运营。该工程采用一系列国际先进的高效清洁燃煤发电技术,并完成多项核心技术创新突破,刷新全球行业数据,被业内专家称作“外三的升级版”。
“烟气中的水蒸汽回收成为北方缺水地区燃煤火电机组节水技术的新突破口。我们电厂自今年5月15日到8月31日,实现累计103天发电零取水。”京能(锡林郭勒)发电有限公司总经理助理兼安全总监修立杰谈道。
资料显示,预计“十三五”末期,全国将有5.27亿千瓦煤电装机量位于缺水地区。而烟气提水技术规模化应用后,将有效突破富煤缺水地区煤炭清洁发电可持续发展限制。
“高效超超临界循环流化床发电技术目前已经核准建设,发展该技术面临的高温受热面壁温偏差和低成本(宽负荷)实现超低排放等关键性问题,均可通过技术开发进一步攻克。”国家能源集团循环流化床技术研发中心辛胜伟在上述会议上介绍道。
在相关专家看来,我国从2006年正式起步研发世界首台超临界60万千瓦循环流化床锅炉,在60万千瓦和35万千瓦超临界循环流化床锅炉设计制造的基础上,开发高效超超临界循环流化床锅炉的技术难度及技术风险较小。
在面对气候变化的严峻挑战,能源正在快速进行清洁低碳转型的大背景下,至今仍未能改变“煤为基础,煤电为主,油气进口”这一我国能源的基本格局。记者注意到,《电力发展“十三五”规划》中明确指出:“坚持发展非煤能源发电与煤电清洁高效有序利用并举。”根据我国以煤为主的能源资源禀赋,推动煤电清洁高效发展任重道远。