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毛健雄:把牢煤电高品质成长定力

作者:冯义兵

2019-12-17 15:17:53 来历:中国电力消息网  阅读量:

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毛健雄:把牢煤电高品质成长定力

曾在我国财产成长史上留下浓墨重彩的煤电,此刻已行走在高品质成长的新征程上。在以后动力反动向纵深鞭策的新情势下,若何坚持和阐扬好传统煤电这一“电力压舱石”的兜底功效,若何兼顾调和煤电新增容量、服役容量和延寿容量的干系,若何稳住洁净煤电在动力洁净成长的大款式中的成长定力,这是以后摆在煤电行业的严重课题、严重答卷。

克日,《中国电力报》记者就煤电高品质成长的相干题目采访了清华大学动力与动力工程系传授毛健雄,环绕以后煤电的定位、煤电的手艺线路等遏制了交换和会商。

“煤电明天高品质成长的重点该当放在对一切现役机组遏制提质进级革新。”在毛健雄看来,各类典范的机组该当兼顾兼顾,凸起重点。

“高效化、洁净化与减量化”并举应是煤炭计谋标的目标

《中国电力报》:叨教在应答天气变更和动力低碳成长的情势下,您对煤炭在当今中国动力中的位置有甚么概念?

毛健雄:为了应答天气变更的挑衅,中国动力布局将加速进级,动力的低碳和洁净化程度将会明显进步,作为高碳燃料的煤炭被替换程度将慢慢加深,这是中国也是天下动力成长的必然趋向。估计,煤油和自然气将会别离在2030-2035年和2040年后到达峰值。非化石动力在2050年前将会代替煤炭成为第一大动力种类。可是,中国动力资本的天禀决议了煤炭为主的动力布局,在最少将来30年的一个相称长的期间内,煤炭作为我国最靠得住、最宁静和最经济的动力,固然比重在不时降落,可是“煤为根本,煤电为主,油气入口”这一我国动力的根基款式在短期间内还没法转变。2018年,我国元煤产量36.8亿吨,花费量39亿吨,别离占一次动力出产和花费的69.6%和59%。2019年10月11日,国度动力委员会第四次全数集会指出,按照我国以煤为主的动力资本天禀,估计到2030年,在多元成长的动力供给体系中,固然我国煤炭的花费量比重会有所降落,但依然会占一次动力总花费量的55%摆布。是以,在我国动力成长计谋中对煤炭的定位该当是“以煤为主,绿色用煤”。按照对煤炭的这一计谋定位,即便为了应答“天气变更”,保守的“去煤化”路子是走不通的,煤炭财产的将来成长标的目标,该当是走高效和洁净化的操纵路子。“高效化、洁净化与减量化”该当是煤炭及相干财产同时并举的计谋标的目标。

《中国电力报》:请您连系中国燃煤火电的近况谈谈将来的成长另有多大的空间?

毛健雄:中国此刻是天下上最大的煤炭出产和花费国,2018年煤炭总产量为36.8亿吨,占环球总产量的45.43%。基于中国“以煤为主”的动力布局和经济高速成长的国情,鞭策了中国煤电的疾速成长。就环球的燃煤火电环境,2018年,环球燃煤火电的总装机容量为15.3亿千瓦,依然是环球各类发电电源中最大的板块,此中,中国煤电的装机容量跨越10亿千瓦,占环球燃煤发机电组总装机容量的66%。从总装机容量和总发电量看,2018年,中国电力的总装机容量到达19亿千瓦, 总发电量为69947亿千瓦时,均为天下第一。此刻美国的总装机容量只要中国的65%,中国比印度的总装机容量大5倍。可是,若是斟酌到人均装机容量和人均发电量,此刻中国人均装机容量为1.36千瓦/人,人均发电量为4710千瓦时/人,固然有了很大的成长,可是仍掉队于几近一切的发财国度,乃至不如韩国。人均装机容量和人均发电量堪称权衡一个国度的经济发财程度和国民糊口程度的首要标记之一,也是是不是到达了发财国度程度的首要标记之一。因为此刻我国的人均程度还较低, 依然是成长中国度,这申明中国为实此刻“第二个100年”到达中等发财国度程度的计谋方针,此后还须要成长更多的电力。是以,估计中国电力包含煤电的装机容量和发电量还会有较大的成长空间。按照国际动力署的展望,环球此后打算要扶植的各类电源容量中,水电和蔼电将有大幅度增添,煤电成长固然增速放缓,但依然要再建27-28亿千瓦,中国新建煤电将仍会有3-4亿千瓦的容量空间。

阐扬好煤电“压舱石”的兜底感化

《中国电力报》:为了应答天气变更,中国正在鼎力成长可再生动力电力,您以为中国煤电在中国电力成长中的定位和成长请求该当是如何的?

毛健雄:自从中国对煤电实施“上大压小”政策以来,裁减了近1亿千瓦的掉队低效小机组,鼎力成长了进步前辈超临界和超超临界大机组,此刻仅超超临界机组的总容量已跨越1亿千瓦,成为天下第一。按照国度动力局的数据,2018年,中国的天下均匀供电煤耗已降落至321克标煤/千瓦时。2014年起头实施煤电周全超低排放革新,到此刻为止,中国已是天下上燃煤火电总容量最大、均匀效力最高、净化物排放最低的国度。

明显,在应答天气变更和动力低碳转型的大情势下,低碳电源,出格是可再生动力电力将会加速成长,煤电的成长速率和范围将会放和缓减小。可是,此刻有些人主意,因为煤炭是高净化和高碳动力,是以煤电该当尽快加入汗青舞台,以为此后中国岂但完全不须要新增添煤电装机容量,并且建议要将中国煤电的发电量在2050年前降为零,请求煤电该当“换上去、减上去、停上去”。这类“去煤电化”的主意合适中国的国情和动力的现实吗?在中国动力布局此刻依然是“以煤为主”的环境下,煤电作为保证中国电力最宁静靠得住供给的“压舱石”,只能并且必须在较长的期间内坚持成长定力。并且,做好将来煤电、可再生动力电力和核电等各类电源电力成长的均衡非常关头,决不能因为要成长“低碳电源”而过早、过快搞所谓的“去煤电化”而大范围削减和裁减煤电。中国各类电源的均衡和其余电源的调理弥补须要,决议了煤电此后仍将持久阐扬首要感化。为了可以或许或许或许保证和消纳可再生动力电力,中国须要进一步阐扬煤电出格的高保证着力才能和矫捷性调理感化才能。是以,中国煤电的成长,该当兼顾调和煤电新增容量、服役容量和延寿容量的干系,针对各类差别环境的煤电容量,接纳差别的手艺办法,以完成中国煤电高品质成长的方针。估计在一个相称长的期间内,中国仍需在电力体系中保持13-14亿千瓦的煤电装机容量, 也便是在2050年前,中国还需新增添约4亿千瓦的新煤机电组的装机容量,而决不是也决不可以或许或许或许此后中国不再成长任何新增煤电容量。另外,在以后情势下,煤电的高品质成长,起首该当是捉住现役机组,要在手艺上的进步前辈性和经济上的可延续性根本上,对现役机组包含超临界和超超临界机组,出格是亚临界机组,进一步加速提效降耗延寿和矫捷性革新的高品质成长步调。

对中国煤电此后高品质成长对煤电的手艺机能请求,2014年,三部委宣布的《煤电节能减排进级与革新步履打算(2014-2020)》,请求“到2020年,现役燃煤机组革新后的年均匀供电煤耗低于310克/千瓦时(相称于额外负荷时290-295克/千瓦时), 此中现役60万千瓦及以上的机组(除空冷机组外),革新后年均匀供电煤耗低于300克/千瓦时;国度动力局本年9月宣布的《对政协十三届天下委员会第二次集会第1919号(公交点类192号)提案回答的函》称:科技部会同有关局部正研讨安排面向2030年的煤炭洁净操纵严重名目,力图到2030年在煤炭洁净熄灭与发电方面,“完成燃煤发电净效力冲破50%”、“燃煤发机电组完成20%-100%调峰”。若是这些请求方针得以完成,将会大大增进中国煤电的高品质成长。

立异是鞭策煤电高品质成长的关头

《中国电力报》:您以为中国该当如何完成煤电的高品质成长?

毛健雄:我以为,立异是鞭策中国煤电高品质成长的关头,中国煤电可以或许或许或许走到明天这一步,成为天下容量最大、效力最高和最洁净的煤电容量,靠的是党和国度政策的鞭策和中国泛博煤电人几十年的尽力斗争和不时立异成长的功效。此中,我可以或许或许举上海申能公司的上海内高桥第三发电公司(简称外三)为例,因为我和清华大学我的老学长倪维斗院士及我的老同窗原动力部总工程师秦中一等一路,多年来曾与外三协作来鞭策其立异成长经历的推行,屡次去过外三调研考查,是以对外三比拟熟习,领会的环境也比拟多。咱们鞭策外三推行其立异手艺的一个典典范子,是外三与华润电力的协作。2012年,华润电力在颠末咱们的先容和保举后,在那时的董事局主席周俊卿率领下,在对外三电厂及其立异手艺遏制了细心的调研评价后,确认了外三的进步前辈立异手艺,于2013年10月在上海与外三(经由过程申能科技公司)签定了《手艺协作框架和谈》,具名那天我和倪维斗及秦中一三人均有幸被约请到场具名典礼以见证他们的协作。从那时以来的近6年时候,外三(申能科技)和华润电力一共展开了四个大名目标手艺革新协作, 此中三项(华润宝穴电厂2台100万千瓦超超机组革新、华润曹妃甸2台全新100万千瓦一次再热工程全套外三立异手艺的操纵、华润徐州电厂32万千瓦亚临界机组的进级提效和矫捷性革新)已完成, 第四项华润阜阳2台66万千瓦全高位安排二次再热机组工程已在设想阶段。是以,按照咱们对外三厂自身的查询拜访领会,出格是外三手艺在华润电力的推行胜利,使咱们信任并分歧以为,外三是中国煤电立异成长的凸起代表,他们以具备多量的立异手艺,包含66项专利手艺及诸多专有手艺,完成了下面四个方面的凸起功效:

革新现役超超临界机组, 进一步晋升其机能和降落煤耗。

自2008年外三的机组投产以来,他们将原设想供电煤耗为291克/千瓦时的2台100万千瓦超超临界机组经由过程手艺立异和革新,使年均匀供电煤耗降落到276克/千瓦时,为那时的天下记载,并大大晋升了机组的各项机能。被国度动力局授牌为天下独一的“国度煤电节能减排树模基地”;被国际“POWER”杂志授与“顶级电厂”证书;在国际电力大会上被授与《Peabody 环球洁净煤带领者奖(最高效力及最低 NOx 排放)》;

2014-2015年,接纳局部外三手艺革新的华润宝穴电厂的2台100万万万超超临界机组,降落供电煤耗10克以上,到达年节俭规范煤10余万吨,革新后投产至今已近5年,其节俭的规范煤已达50万吨摆布,折合元煤约70万吨。

立异手艺用于全新超超临界机组的设想,完成外三手艺的进级。

华润曹妃甸电厂二期2台100万万万一次再热超超临界工程,由上海内三(申能科技)为该名目供给全套的 “外三进级版” 立异手艺,设想供电煤耗为263 克标煤/千瓦时,岂但优于外三此刻的煤耗方针, 并且优于100 万千瓦惯例设想的二次再热机组在额外负荷下的设想供电煤耗267克标煤/千瓦时的方针。今朝国际已投产的最进步前辈的100万千瓦二次再热煤机电组净效力为46%,接纳外三进级版手艺的曹妃甸二期100万千瓦一次再热的设想供电效力为46 .7%,而其投资仅为二次再热的78%。申明接纳外三节能减排立异手艺,一次再热岂但可以或许或许或许到达乃至跨越惯例设想的二次再热的供电效力,并且能使电厂的投资到达极高的性价比。

冲破传统二次再热超超临界机组设想的限制瓶颈,立异更高效低本钱二次再热设想。

针对惯例设想的二次再热超超临界机组存在的题目,出格是高贵的长间隔大直径低温蒸汽管道的瓶颈限制,外三(申能科技)立异设想了大大耽误低温蒸汽管道的汽轮发机电组“凹凸位”和“全高位“安排,大大进步了效力,降落了煤耗和本钱。对大容量的二次再热机组,接纳“双轴凹凸位安排”手艺,此刻用于正在扶植中的申能安徽平山电厂二期“135万千瓦二次再热超超临界”工程,该工程为国度树模名目, 估计在2020年投产发电。因为该手艺可耽误大局部低温蒸汽管道,使平山二期机组的设想供电煤耗低达 251 克/千瓦时,是以被时任上海市委布告的韩正副总理在考查外三时定名为“251 工程” 。

对中等容量的二次再热机组,如正在设想中的华润安徽阜阳二期66万千瓦二次再热超超临界工程,则接纳“全高位安排”手艺,该手艺是在平山名目标“凹凸位安排”手艺根本上的“进级版”——“单轴全高位安排“系列手艺,该手艺极大地耽误了全数低温蒸汽管道,其可以或许或许或许到达的设想供电煤耗进一步降落为249 克/千瓦时,这将是当明天下最进步前辈的程度。

“低温亚临界”系列手艺。

据统计, 至2018年末, 我国此刻仍有约3.5亿千瓦的现役装机容量为亚临界机组,其在额外工况下的供电煤耗遍及高于318gce/kWh。颠末和谈,由外三(申能科技)接纳其“低温亚临界”系列立异手艺,担任为华润徐州电厂320MW亚临界机组名目遏制革新,该名目于2019年8月10日革新完成后一次性经由过程168小时满负荷试运转。华润徐州电厂此次接纳“外三(申能科技)“研发的“低温亚临界”系列立异手艺革新其现役的亚临界机组的现实成果,表现出了以下4个凸起的特色:

“大幅度降落供电煤耗”:接纳“低温亚临界”系列立异手艺,对原320MW亚临界机组,其主蒸汽和再热蒸汽的压力保持亚临界不变,而主蒸汽和再热蒸汽温度均进步到超超临界程度的600oC品级,再附加上别的外三的系列立异手艺,革新后,该#3号机在额外工况下的设想供电煤耗从革新前的惯例亚临界程度的318gce/kWh,降落至革新后287gce/kWh的超超临界程度,降幅达31gce/kWh。大大跨越了国度六部委2014年宣布的“6年步履打算”请求的300万千瓦品级煤机电组革新后的供电煤耗310克/千瓦时的方针请求。须要出格指出的是,该机组的汽轮机已在2012年遏制过通流局部革新,是以,未颠末通流革新过的机组,若接纳“低温亚临界”系列立异手艺遏制革新,其供电煤耗的降落幅度还会大良多;

“大范围靠得住的高度矫捷性调峰”:接纳“低温亚临界”系列立异手艺,除能使效力大幅度晋升外,机组还完成了在只要额外负荷19%的超低负荷下,持久、宁静、不变、高效和低排放的矫捷运转,提早10年完成了科技部和国度动力局打算的在2030年燃煤机组到达的20%-100%负荷范围矫捷性调理才能请求的方针,这对电网可更多地消纳可再生动力电力具备极为首要的意思;

“革新机组可延寿持续30年的宁静高效运转”:接纳“低温亚临界”系列立异手艺可以或许或许大幅度耽误机组运转寿命,这是因为在汽轮机革新中,通流局部全数改换进级并加载保效手艺,是以汽轮机寿命相称于新建机组的汽轮机,可以或许或许再宁静高效运转跨越30年。因为汽锅对流受热面遏制了较大范围的革新,运转寿命可以或许或许大大耽误,可婚配汽轮机寿命。另外, 三大管道材质进级改换,相称于新建机组的三大管道。对辅机,只要遏制惯例保护颐养,即可以或许或许婚配主机须要。是以,低温亚临界革新后,机组可用寿命得以大幅耽误,具备持续宁静高效运转30年以上的才能;

“高性价比”:用3.5亿元的革新投资,对一台32万千瓦的亚临界机组,接纳“低温亚临界”系列立异手艺遏制革新,换来一台机能相称于进步前辈超超临界的机组, 具备极高的性价比”,其投资用度约为1100元/千瓦,1100万元/克标煤,其性价比远优于别的亚临界机组革新手艺。

《中国电力报》:按照下面您对外三(申能科技)的煤电立异手艺在华润电力推行操纵功效的先容,对此落后一步推行外三(申能科技)的立异手艺有甚么建议?

毛健雄:从下面先容的外三(申能科技)的立异手艺在华润电力推行操纵所到达的功效看,我认外三的立异手艺具备遍及的适用性,从其已推行操纵的现实功效可以或许或许看出,这些手艺可代表中国各类差别典范的煤机电组的提貭、降耗、增效、延寿和矫捷性革新或新建机组的手艺标的目标,这些胜利的例子可以或许或许给咱们以下的启迪:

外三(申能科技)系列立异手艺可以或许或许用于现役的超临界和超超临界机组的进级革新。外三电厂自身和宝穴电厂超超临界机组的节能减排革新的典范,申了然即便是进步前辈的现役超超临界机组,经由过程手艺立异,也依然有很大的革新提貭增效空间;

外三(申能科技)系列立异手艺可用于设想扶植效力和机能超出惯例二次再热的一次再热超超临界工程。

外三(申能科技)系列立异手艺可以或许或许用于冲破惯例设想的二次再热机组存在的瓶颈限制,设想扶植更高效力和机能的二次再热超超临界电厂工程,此刻正在遏制的华润阜阳电厂二期66万千瓦全高位二次再热超超临界工程,其设想供电效力已达49.33%,间隔国度打算的2030年供电效力50%的方针只要半步之遥。阜阳名目打算接纳的全套外三(申能科技)立异系列手艺,是我国成长新建煤机电组的手艺根本和标的目标,阜阳名目若是建成,将会是我国此后几十年煤电新机构成长的一个最好的树模;

外三(申能科技)系列立异手艺可以或许或许用于革新多量现役亚临界机组,将其供电煤耗到达超超临界程度,并大幅度进步革新后的低温亚临界汽包汽锅机组在20%-100%负荷范围内的宁静、不变、高效和矫捷性,从而可真正将亚临界老机组完成“提效、延寿、低排、矫捷性” 的方针,为亚临界机组旧貌换新颜,完成“6年步履打算”供给了手艺树模和根据,是我国亚临界机组到达乃至跨越“6年步履打算” 方针请求的极佳路子,是我国现役亚临界机组提貭革新的首要标的目标。

是以,为了应答天气变更而必须加速成长低碳动力的同时,在中国动力资本以煤为主的自然天禀前提下,因为在由各类电源构成的多元成长的电力体系中,煤电依然是明天中国电力的支柱和压舱石,起着无足轻重的怪异感化,我以为,在动力低碳成长的情势下,煤电鼎力进步效力,降落煤耗,这便是在当今前提下煤电的低碳成长。因为我国的现役机组的煤电装机容量已跨越10亿千瓦,是以,煤电明天高品质成长的重点该当放在对一切现役机组遏制提貭进级革新,经由过程拟定政策,对各类差别典范的煤机电组提出革新方针和刻日请求,随机应变,鞭策接纳差别的立异手艺,遏制提貭增效和矫捷性革新,如许,中国煤电完成高品质成长,是大有可为的。

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