深挖节能减排技术创新力 促煤电高质量低碳发展

　　煤电发展将迎新一轮“蜕变”

　　“‘诚信、守法、益众、争先’，岱海发电历时4年，攻克多项技术难题，成功实现2、1号机组‘跨代’升级改造，并顺利完成性能考核试验。‘俯身、善思、创新、进取’，以此为契机，适时召开技术改造交流会，分享成果，为挖掘我国大量亚临界机组节能减排潜力提供借鉴，保护绿水青山，实现经济发展与环境保护共赢，意义重大。”日前，一场行业大佬云集的亚临界机组“跨代”升级暨节能减排改造经验交流会在内蒙古岱海顺利召开，会议主办方中国电力科技网主任魏毓璞以京能电力岱海发电机组综合升级改造为案例，对“后煤电时代”背景下煤电行业的优化升级之路展开论述。

　　近日，中电联发布《中国电力行业年度发展报告2020》显示：截至2019年底，全国达到超低排放限值的煤电机组约8.9亿千瓦，约占全国煤电总装机容量86%。今年是“十三五”收官之年，“十四五”即将起航，如何继续稳妥推进煤电环保升级改造深度攻坚？“后煤电时代”来临，煤电行业如何实现低碳高质量发展？面对这些问题，煤电行业正在寻找属于自己的答案。

　　煤电机组改造升级闯出新路

　　6月15日，京能电力岱海发电公司四号机组综改后首次并网一次成功，标志着岱海发电四号机组综改取得初步胜利。至此，京能电力岱海发电公司历时4年的机组综合升级改造工程画上圆满句号。

　　该煤电机组综合升级改造被业内誉为“创新巨作”——投资近30亿元，历时4年，攻克多项技术难题，在国内首次成功实施将亚临界湿冷机组“跨代”改造为高温亚临界空冷机组。

　　据悉，岱海发电位于素有“塞外天池”美誉的内蒙古乌兰察布市凉城县岱海湖畔。近年来，由于降水量减少、地方水资源过度开发，岱海湖流域生态退化严重，党和国家领导人多次就岱海湖保护工作做出重要批示。为深入践行“绿水青山就是金山银山”发展理念，岱海发电毅然决然做出4台机组不再使用岱海湖水的庄严承诺，并自我加压按照国家最新节能减排要求进行进一步改造升级。为解决“工业节水”与“机组节能”这一天然矛盾体，岱海发电经过仔细研究、反复论证，最终确定了亚临界机组“跨代”升级改造这一路线，将亚临界湿冷机组“跨代”改造为高温亚临界空冷机组。

　　“这次改造，是国内首例湿冷改空冷机组改造，也是国内首次实施亚临界汽轮机‘跨代’升级改造，还是全国第一次将亚临界西屋机型汽轮机改造为西门子机型的生动实践，涉及锅炉、汽机、热控、环保等多个系统，改造工作范围大、工序工艺复杂，工程难度不亚于新建一座电厂。”岱海发电总经理王六虎在上述技术交流会上介绍道。

　　“岱海升级改造项目的成功实施，为传统亚临界火电机组改造升级闯出了一条新路。”京能电力安全生产部部长李前宇表示，面对竞争日益激烈的电力供应市场，以及日趋严格的环保排放要求，当前存量巨大的亚临界机组不同程度地面临燃料、环保成本高企，社会用电量增长缓慢的双重压力。“增强节能减排创新力，突破传统亚临界机组煤耗瓶颈，释放企业更大发展活力，将让煤电在持续健康高质量发展之路上走得更稳、更快、更高效。”

　　煤电发展重点在“低碳”

　　聚焦亚临界火电机组提效改造，是煤电行业面临高质量发展需求，在处理存量和增量、处理技术和经济等多重挑战时做出的必然选择。

　　自2014年三部委印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，要求打造高效清洁可持续发展的煤电产业“升级版”以来，经过五年的时间，我国煤电产业进入清洁高效“快车道”，已建成世界上规模最大的清洁煤电体系。但目前，在约10.44亿千瓦的全国煤炭装机总量中，仍有14%的煤电机组未达到超低排放。

　　“‘十四五’期间，除了对部分落后机组进行淘汰关停外，对其余约1.3亿千瓦煤电机组开展超低排放深度攻坚将是重中之重。”清华大学教授毛健雄认为，“十四五”期间，为应对气候变化的挑战，煤电将向低碳、高质量方向转型升级，主要包括：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等。

　　“根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014~2020年）要求，全国新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克/千瓦时，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。这意味着火电机组面临着紧迫的节能压力。”北京巴布科克、威尔科克斯有限公司电站技术服务分公司技术总监侯丙军表示，“对现有机组进行节能提效改造，提高机组效率，是降低供电煤耗、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，也必将是中国火电机组的发展方向。”

　　“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。”魏毓璞进一步表示，要推动创新发展，在现有超超临界技术的基础上进一步提高质量，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。

　　以科技创新提升“内功”

　　“世界能源领域正呈现多元化、清洁化、低碳化转型发展趋势。我国以煤为主的能源资源禀赋决定了未来一定时期煤电仍是我国电力安全可靠供应的基石，煤电要积极‘转变角色’，由传统提供电力、电量的主体性电源，向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源转变。”电力规划设计总院原院长、全国工程勘察设计大师谢秋野表示，“十四五”期间，煤电应以科技创新和技术进步为动力，进一步提升“内功”，推动煤电技术向高效、清洁、灵活、低碳和智能方向发展。

　　在未来技术“菜单”中，包括610~620摄氏度二次再热先进高效超超临界煤电技术、清洁高效热电联产技术、IGFC等前瞻性融合创新技术在内的高效发电技术，满足系统对宽负荷运行需求的灵活发电技术，清洁燃煤发电技术及燃煤耦合发电、碳捕集等低碳发电技术有望得到突破，推动煤电行业迎来新一轮“蜕变”。

　　“随着环保排放标准进一步发展，我国燃煤火电机组污染物控制将由面控制向点控制发展。”华电电力科学研究院有限公司副总工程师兼锅炉及环化技术部主任朱跃，在对国内主要电力集团的超低排放技术与工程应用情况进行分析后如此预测。他认为，我国煤炭资源中高硫煤占比约达30%，还有大量的高碱煤，下一步应进一步研发低热值煤、高碱煤、高硫无烟煤等特殊煤种的综合利用技术，并在常规大气污染物控制的基础上，进一步推动煤电废气、废液、固废、重金属等非常规污染物的全面深度控制。

　　“大数据与人工智能将为煤电机组节能减排提供新‘引擎’。”东南大学能源与环境学院副院长司风琪则指出，当前人工智能、大数据分析等技术已深度参与煤电机组节能减排。如，通过大数据处理技术利用实时运行数据，建立技改策略特性模型，评估技改效果，对机组进行预警诊断，为机组灵活性改造和调度提供丰富的运行经验和优化指导等。

　　未来，大数据、人工智能、5G、物联网、“互联网＋”等现代信息技术将与电力工业深度融合，将引发传统电力行业形态、生产模式、经营模式的重大变革。在此背景下，人工智能等新兴技术的快速发展将推动火电机组节能减排技术不断落地应用，而火电行业技术的复杂性和需求的多样性也反过来持续推进智能化技术的发展。

　　技术酝酿无限可能，未来值得期待。正如魏毓璞所言：“百年电力史，烙下无数创业者坚实步伐，翘首另一幕创新巨作震撼上演。”

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