我國二次再熱發(fā)電技術領跑世界

　　“鍋爐運行正常，各項參數及技術指標完全正常，具備點火條件，現(xiàn)在點火。”

　　隨著值班長陳林的點火口令，操作員投入等離子點火裝置，集控室液晶屏幕上跳動起紅色火焰，國家能源集團宿遷公司（以下簡稱宿遷公司）的660MW超超臨界二次再熱機組工程點火成功。

　　截至8月28日，該工程2臺機組發(fā)電量已達22.67億千瓦時。機組發(fā)電煤耗≤256g/kWh，發(fā)電效率≥48%，以及環(huán)境指標均創(chuàng)世界之最。

　　“該項目二次再熱塔式鍋爐、高效汽輪機、及其配套附屬設備、智能發(fā)電控制系統(tǒng)、先進的環(huán)保設備等核心技術均實現(xiàn)自主可控，這標志著我國高效靈活二次再熱發(fā)電技術已領跑世界。”項目負責人俞基安告訴科技日報記者。

　　追趕路上付出的高額學費

　　火力發(fā)電從誕生至今，已有近150年歷史。

　　但是，作為世界上煤炭生產消費和電力需求第一大國，在上世紀80年代以前，中國火電技術大大落后于世界先進水平。
　　“改革開放后，我國引進了許多國外的火電技術和裝備，包括美國、歐洲、日本，可以說在技術流派上五花八門，最早的時候就連機組上的螺絲都是從國外隨設備一起進口的。”回憶那段往事，俞基安心里五味雜陳。

　　隨著我國電力體制的改革，火電技術的設計、研發(fā)能力明顯加快。2004年，我國火電技術終于跨出一大步，建成60萬千瓦超臨界電站；2006年，建成100萬千瓦超超臨界電站；2015年，建成100萬千瓦超超臨界二次再熱電站。

　　根據預測，至2030年、2050年，煤炭在我國一次能源消費總量占比將降至50%和40%。換言之，煤炭在我國能源結構中的主導地位不會發(fā)生變化，火力發(fā)電技術在中國并未過時。

　　為了減少能源消耗、打響藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，我國必須發(fā)展自主可控的清潔高效火電技術和裝備。

　　平均年齡39歲的“夢之隊”

　　“超超臨界機組得益于更高的蒸汽溫度和壓力，比亞臨界熱效率提高5%—7%，采用二次再熱技術后，可進一步提升2%—3%。”華北電力大學教授段立強介紹說，更高的熱效率意味著更少的煤耗，以及更少的污染物排放。

　　2015年，國電江蘇泰州電廠二期二次再熱示范工程投產，供電煤耗比國際同類機組降低13.7g/kWh，奠定了我國在該領域的領先地位。

　　但是，二次再熱機組在較大負荷變化范圍內保證經濟運行和調峰能力仍然欠缺。因此，“高效靈活二次再熱發(fā)電機組研制及工程示范”被列入國家“十三五”重點研發(fā)計劃。

　　從2016年10月起，原國電集團依托宿遷公司聯(lián)合華北電力大學、華東電力設計院、上海電氣集團等14家單位，組成一支148人、平均年齡39歲的“夢之隊”，向世界最高水平的二次再熱發(fā)電技術發(fā)起沖擊。

　　要達到“靈活”與“高效”，必須在鍋爐、汽輪機、系統(tǒng)設計及控制系統(tǒng)優(yōu)化等關鍵技術上發(fā)力。

　　“在現(xiàn)有材料下，鍋爐出口蒸汽參數32.24 MPa(a)/605℃/623℃/623℃已經是極限，宿遷公司采用塔式鍋爐，通過攻克鍋爐關鍵技術，優(yōu)化受熱面布置、降低溫度偏差，實現(xiàn)寬負荷范圍長期達到設計參數，這在全世界范圍內很難做到。”俞基安對此感到非常自豪。

　　此外，項目組攻克二次再熱機組高效供熱關鍵技術，首次在火電領域應用“汽電雙驅”引風機高效靈活供熱技術，為大機組替代小鍋爐供熱提供了優(yōu)質方案；攻克了二次再熱機組欠溫調溫等關鍵技術，還集成優(yōu)化了回熱、真空、旁路、調頻等一系列創(chuàng)新技術，實現(xiàn)了機組快速啟停、深度調峰、高效靈活等關鍵指標。

　　“我國火電技術從引進、消化、吸收，到自主創(chuàng)新、優(yōu)化提高，宿遷公司的高效靈活二次再熱技術具有完全自主知識產權，處于世界領先水平。”全國工程勘察設計大師、華東電力設計院原總工程師陳仁杰評價說。

　　把控制系統(tǒng)自主權抓在手里

　　過去，我國火電技術的落后，不僅表現(xiàn)在核心裝備上，控制系統(tǒng)也采用進口，因此，系統(tǒng)和網絡安全始終是懸在頭頂的一把利劍。

　　今年初，委內瑞拉接連發(fā)生大面積嚴重停電事件，造成嚴重經濟損失和社會影響，更引發(fā)了人們對包括電站、電網在內的工控網絡安全的關注。

　　“我們這個項目，不僅實現(xiàn)信息和控制系統(tǒng)完全自主可控，還首次在煤電領域應用了智能發(fā)電技術，10個人就能控制2臺66萬千瓦機組的運行，可以從容應對電網的即時調峰要求。”宿遷公司總經理刁保圣告訴記者。

　　承擔這一重任的國家能源科環(huán)集團智深公司黨委書記黃煥袍、華電天仁總經理余康介紹說，他們針對智能發(fā)電運行控制系統(tǒng)（ICS）與智能發(fā)電公共服務系統(tǒng)（IMS）的體系架構與基礎功能進行深入開發(fā)與驗證，構建了四大智能控制、六大智慧管理和七大智能中心，ICS系統(tǒng)運用后為項目的高效運行、先進控制和智能監(jiān)測與診斷提供了有力支持，在充分發(fā)揮機組性能的前提下，有效降低日常操作工作量60%以上。

　　俞基安曾多次到國外電廠學習參觀，過去他只有羨慕的份，而現(xiàn)在在他看來，我國目前的火電設計、裝備制造、運維管理各個方面已經處于世界領先水平，特別是老百姓最關心的環(huán)保排放也達到世界最優(yōu)水平，實現(xiàn)了煙氣脫硫、脫硝、除塵超低排放，脫硫廢水零排放，固棄物100%利用。（記者 張曄 實習生 季天宇）

　　轉自：科技日報

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