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文zhang来源:zhongguo电力新wen网 作zhe:fengyi军 dian击:次 时间:2019/12/17 15:17:53

毛健雄:把牢煤电高zhi量发展定力

曾经在我guogongye发展史上liu下浓墨重瞫hi拿旱纾?缃褚丫?凶咴诟遺hi量发展的新征程上。在dang前能源ge命向纵深推进的新形势下,如何bao持和发huihaochuantong煤电这一“电力压舱石”的兜底功能,如何tong筹协调煤电新增容量、退yi容量和褃ou偃萘康膅uan系,如何稳住清洁煤电在能源清洁发展的da格局zhong的发展定力,这是dang前摆在煤电行ye的重da课题、重dada卷。

近日,《zhongguo电力bao》jizhe就煤电高zhi量发展祅an鄃uan问题采fang了清华da学能源与dong力gong程系教授毛健雄,围绕dang前煤电的定位、煤电的技shu路线deng进行了jiao流和讨论。

“煤电今天高zhi量发展的重dian应该放在秠un?邢謞i机组进行提zhi升级改造。”在毛健雄看来,各种类型的机组应该tong筹兼顾,突出重dian。

“高效化、清洁化与减量化”并举应是煤tanzhan略方向

《zhongguo电力bao》:请蝧hi谟Χ詑ihou变化和能源低碳发展的形势下,nin对煤tan在现今zhongguo能源zhong的地蝖ui惺裁纯捶ǎ

毛健雄:为了应对qihou变化的taozhan,zhongguo能源结构将加kuai升级,能源的低碳和清洁化水平将会显著提高,作为高碳ran料的煤tan被ti代程度将逐bu加深,这是zhongguoye是世界能源发展的必ran趋势。预计,石油和天ranqi将会穤hi鹪?030-2035年和2040年后达到峰值。非化石能源在2050年前将会qu代煤tan成为第一da能源苀en帧5?牵瑉hongguo能源譻hi吹馁鞲尘龆?嗣簍an为主的能源结构,在至少未来30年的一ge相dang长的时qina,煤tan作为我guo最可靠、最安全和最经济的能源,suiran比重在不断下jiang,但是“煤为基础,煤电为主,油qi进口”这一我guo能源的基本格局在短时qina还无法改变。2018年,我guo原煤产量36.8亿吨,消费量39亿吨,穤hi鹫家淮文茉瓷??拖?训?9.6%和59%。2019年10yue11日,guo家能源wei员会第si次全ti会议指出,根据我guo以煤为主的能源譻hi促鞲常?ぜ频?030年,在多元发展的能源供给ti系zhong,suiran我guo煤tan祅an?蚜勘戎鼗嵊兴?耲iang,但仍ran会占一次能源总消费量的55%左右。因此,在我guo能源发展zhan略zhong对煤tan的定蝖uiΩ檬恰耙悦何?鳎?躺?妹骸薄8?荻悦簍an的这一zhan略定位,jishi为了应对“qihou变化?ao?そ?摹叭ッhen?钡缆肥亲卟籺ong的,煤tan产ye的未来发展方向,应该是走高效和清洁化的利用道路。“高效化、清洁化与减量化”应该是煤tan及相guan产ye同时并举的zhan略方向。

《zhongguo电力bao》:请nin结合zhongguoran胔en鸬绲nan謟huangtantan未来的发展还有多da的空间?

毛健雄:zhongguo现在是世界上最da的煤tan生产和消费guo,2018年煤tan总产量为36.8亿吨,占全球总产量的45.43%。基yuzhongguo“以煤为主”的能源结构和经济高速发展的guo情,推dong了zhongguo煤电的kuai速发展。就全球的ran胔en鸬缜榭觯?018年,全球ran胔en鸬绲淖茏盎?萘课?5.3亿千瓦,仍ran是全球各种发电电源zhong最da的板kuai,qizhong,zhongguo煤电的装机容量超过10亿千瓦,占全球ran煤发电机组总装机容量的66%。从总装机容量和总发电量看,2018年,zhongguo电力的总装机容量达到19亿千瓦, 总发电量为69947亿千瓦蔮ao???澜绲谝弧O衷诿纆uo的总装机容量謍ui衵hongguo的65%,zhongguo比印度的总装机容量da5倍。但是,如guo考虑到人均装机容量和人均发电量,现在zhongguo人均装机容量为1.36千瓦/人,人均发电量为4710千瓦时/人,suiran有了很da的发展,但是仍luo后yu几乎所有的发达guo家,甚至不如hanguo。人均装机容量和人均发电量可weiheng量一geguo紋e木?梅⒋锍潭群腿嗣裆?钏?jiang闹匾?陑hi之一,ye是是否达到了发达guo家水苆iang闹饕?陑hi之一。由yu现在我guo的人均水苆iao菇系停 仍ran是发展zhongguo家,这说明zhongguo为shi现在“第erge100年”达到zhongdeng发达guo家水苆iang膠han略目标,今后还需要发展更多的电力。因此,预计zhongguo电力包括煤电的装机容量和发电量还会有较da的发展空间。根据guo际能源shu的预测,全球今后计划要建设的各种电源容量zhong,水电和qi电将有da幅度增加,煤电发展suiran增速放缓,但仍ran要zai建27-28亿千瓦,zhongguo新建煤电将仍会有3-4亿千瓦的容量空间。

发huihao煤电“压舱石”的兜底作用

《zhongguo电力bao》:为了应对qihou变化,zhongguo正在da力发展可zai生能源电力,nin认为zhongguo煤电在zhongguo电力发展zhong的定位和发展要求应该是怎样的?

毛健雄:自从zhongguo对煤电shi衳iao吧蟙a压xiao”政策以来,淘汰了近1亿千瓦的luo后低效xiao机组,da力发展了先进超lin界簍ong?琹in界da机组,现在仅超超lin界机组的总容量已超过1亿千瓦,成为世界第一。按照guo家能源局的数据,2018年,zhongguo的全guo平均供电煤耗已下jiang至321克标煤/千瓦时。2014年开始shi行煤电全面超低排放改造,到现在为止,zhongguo已是世界上ran胔en鸬缱苋萘孔頳a、平均效率最高、wu染物排放最低的guo家。

显ran,在应对qihou变化和能源低碳转型的da形势下,低碳电源,特别是可zai生能源电力将会加速发展,煤电的发展速度和规模将会放缓和减xiao。但是,现在有些人主张,由yu煤tan是高wu染和高碳能源,因er煤电应该尽kuai退出历史舞台,认为今后zhongguo不但wan全不需要新增加煤电装机容量,er且建议要将zhongguo煤电的发电量在2050年前jiang为ling,要求煤电应该“换下来、减下来、停下来”。这种“去煤电化”的主张fu合zhongguo的guo情和能源的shi約hi穑吭趜hongguo能源结构现在仍ran是“以煤为主”祅a榭鱿拢?旱缱魑猙aozhangzhongguo电力最安全可靠供应的“压舱石?ao?荒躤r且必须在较长的时qinabao持发展定力。er且,做hao未来煤电、可zai生能源电力和核电deng各种电源电力发展的平heng十fenguanjian,决不能因为要发展“低碳电源”er过早、过kuaigao所蝚iang摹叭ッ旱缁?眅rda规模减少和淘汰煤电。zhongguo各种电源的平heng和qi他电源的调节补偿需求,决定了煤电今后仍将长qi发hui重要作用。为羢i芄籦ao证和消na可zai生能源电力,zhongguo需要进一bu发hui煤电特殊的高bao证出力能力和灵活性调节作用能力。因此,zhongguo煤电的发展,应该tong筹协调煤电新增容量、退yi容量和褃ou偃萘康膅uan系,zhen对各种不同情况的煤电容量,采qu不同的技shu措施,以shi现zhongguo煤电高zhi量发展的目标。预计在一ge相dang长的时qina,zhongguo仍需在电力系tongzhong维持13-14亿千瓦的煤电装机容量, ye就是在2050年前,zhongguo还需新增加约4亿千瓦的新煤电机组的装机容量,er决不是ye决不可能从此zhongguo不zai发展任何新增煤电容量。此wai,在dang前形势下,煤电的高zhi量发展,首先应该是抓住现yi机组,要在技shu上祅an冉?yuan途?蒙系目沙zhong?曰?∩希?韵謞i机组包括超lin界簍ong?琹in界机组,特别是yalin界机组,进一bu加kuai提效jiang耗褃ou俸土榛钚愿脑斓母遺hi量发展bufa。

guanyuzhongguo煤电今后高zhi量发展对煤电的技shu性能要求,2014年,三buwei发布的《煤电节能减排升级与改造行dong计划(2014-2020)》,要求“到2020年,现yiran胔en?楦脑旌蟮哪昶骄?┑缑汉牡蛓u310克/千瓦蔮aoㄏ郿angyu额定负荷时290-295克/千瓦蔮ao? qizhong现yi60万千瓦及以上的机组(chu空冷机组wai),改造后年平均供电煤耗低yu300克/千瓦蔮ao籫uo家能源局今年9yue发布的《guanyu政协十三届全guowei员会第er次会议第1919号(公jiaodian类192号)提案da复的函》称:科技bu会同有guanbu门正yan究bushu面向2030年的煤tan清洁利用重da项目,力争到2030年在煤tan清洁ran烧与发电方面,“shi现ran煤发电净效率突破50%”、“ran煤发电机组shi现20%-100%调峰”。如guo这些要求目标得以shi现,将会dada促进zhongguo煤电的高zhi量发展。

创新是推dong煤电高zhi量发展的guanjian

《zhongguo电力bao》:nin认为zhongguo应dang怎样shi现煤电的高zhi量发展?

毛健雄:我认为,创新是推dongzhongguo煤电高zhi量发展的guanjian,zhongguo煤电能够走到今天这一bu,成为世界容量最da、效率最高和最清洁的煤电容量,靠的是党和guo家政策的推dong和zhongguo广da煤电人几十年的努力奋斗和不断创新发展的结guo。qizhong,我可以举上海shen能公司祅a虾?ai高桥第三发电公司(简称wai三)为例,因为我和清华da学蝭e睦涎Сつ呶?穣uan士糱aye睦贤?г?茉碽u总gong程师秦zhong一deng一起,多年来曾经与wai三合作来推dongqi创新发展经验的推广,多次去过wai三调yan考cha,因此对wai三比较熟xi,了jie祅a榭鰕e比较多。我们推dongwai三推广qi创新技shu的一ge典型例子,是wai三与华润电力的合作。2012年,华润电力在经过我们的介shao和推jian后,在dang时的董shi局主xi周俊卿带领下,在对wai三电厂及qi创新技shu进行了zi细的调yanpinggu后,确认了wai三祅an冉?葱录約hu,yu2013年10yue在上海与wai三(tong过shen能科技公司)签订了《技shu合作框架协议》,签字na天我和倪维斗及秦zhong一三人均有幸被邀请can加签字仪shi以见证他们的合作。从na时以来的近6年时间,wai三(shen能科技)和华润电力一筨u?沽藄igeda项目的技shu改造合作, qizhong三项(华润铜蒵iang绯?台100万千瓦超超机组改造、华润cao妃甸2台全新100万千瓦一次zai热gong程全套wai三创新技shu的应用、华润徐州电厂32万千瓦yalin界机组祅a?短嵝Ш土榛钚愿脑欤┮丫瓀an成, 第si项华润阜阳2台66万千瓦全高位布置er次zai萺an?間ong程已在设计阶段。因此,根据我们对wai三厂本shen的调cha了jie,特别是wai三技shu在华润电力的推广成功,shi我们相xin并一致认为,wai三是zhongguo煤电创新发展的突出代表,他们以拥有da量的创新技shu,包括66项专利技shu及诸多专有技shu,shi现了下面sige方面的突出成guo:

改造现yi超超lin界机组, 进一bu提升qi性能和jiang低煤耗。

自2008年wai三的机组投产以来,他们将原设计供电煤耗为291克/千瓦时的2台100万千瓦超超lin界机组tong过技shu创新和改造,shi年平均供电煤耗jiang低到276克/千瓦蔮ao?猟ang时的世界纪录,并dada提升了机组的各项性能。被guo家能源緕hi趐ai为全guo唯一的“guo家煤电节能减排shi范基地?ao槐籫uo际“POWER”杂zhi授予“顶级电厂”证书;在guo約hi缌?a会上被授予《Peabody 全球清洁煤领导zhe絙aoㄗ罡咝?始白畹 NOx 排放)》;

2014-2015年,采用bufenwai三技shu改造的华润铜蒵iang绯У?台100万千万超超lin界机组,jiang低供电煤耗10克以上,达到年节约标准煤10余万吨,改造后投产至今已近5年,qi节约的标准煤已达50万吨左右,折合原煤约70万吨。

创新技shu用yu全新超超lin界机组祅a杓疲瑂hi现wai三技shu祅a?丁

华润cao妃甸电厂erqi2台100万千万一次zai热超超lin界gong程,由上海wai三(shen能科技)为该项目提供全套的 “wai三升级版” 创新技shu,设计供电煤耗为263 克标煤/千瓦蔮ao?坏?舮uwai三现在的煤耗指标, er且优yu100 万千瓦常规设计的er次zai萺an?樵诙疃ǜ汉上碌na杓乒┑缑汉?67克标煤/千瓦时的指标。目前guona已投产的最先进的100万千瓦er次zai热煤电机组净效率为46%,采用wai三升级版技shu的cao妃甸erqi100万千瓦一次zai热祅a杓乒┑缧?饰?6 .7%,erqi投譻hi鑫猠r次zai热的78%。说明采用wai三节能减排创新技shu,一次zai热不但能够达到甚至超过常规设计的er次zai热的供电效率,er且能shi电厂的投资达到极高的性价眖u

突破chuantonger次zai热超超lin界机组设计的制约瓶綽ao?葱赂?咝Уtong杀緀r次zai热设计。

zhen对常规设计的er次zai热超超lin界机组存在的问题,特别是ang贵的长ju离dazhi径高温蒸汽管道的瓶颈制约,wai三(shen能科技)创新设计了dada缩秚an呶抡羝?艿赖钠?址⒌缁?椤案叩臀弧焙汀叭?呶弧安贾茫琩ada提高了效率,jiang低了煤耗簍ong杀尽6詙uda容量的er次zai萺an?椋?捎谩皊huang轴高低位布置”技shu,现在用yu正在建设zhong祅a昴馨不掌缴jiang绯?rqi“135万千瓦er次zai热超超lin界”gong程,该gong程为guo家shi范项目, 预计在2020年投产发电。由yu该技shu可缩短dabufen高温蒸汽管道,shi平shanerqi机组祅a杓乒┑缑汉牡痛 251 克/千瓦蔮ao?騟r被时任上海市wei书ji的han正副总li在考chawai三时命名为“251 gong程” 。

对yuzhongdeng容量的er次zai萺an?椋?缯?谏杓苲hong的华润安徽阜阳erqi66万千瓦er次zai热超超lin界gong程,则采用“全高位布置”技shu,该技shu是在平shan项目的“高低位布置”技shu基础上的“升级版”——“dan轴全高位布置“系列技shu,该技shu极da地缩短了全bu高温蒸汽管道,qi能够达礿iangna杓乒┑缑汉慕?籦ujiang低为249 克/千瓦蔮ao?饨?莇ang今世界最先进的水平。

“高温yalin界”系列技shu。

据tong计, 至2018年底, 我guo现在仍有约3.5亿千瓦祅an謞i装机容量为yalin界机组,qi在额定gong况下的供电煤耗普遍高yu318gce/kWh。经过协议,由wai三(shen能科技)采用qi“高温yalin界”系列创新技shu,负责为华润徐州电厂320MWyalin界机组项目进行改造,该项目yu2019年8yue10日改造wan成后一次性tong过168xiao时man负荷shiyun衳iao;?笮熘莸绯д獯尾捎谩皐ai三(shen能科技)“yan发的“高温yalin界”系列创新技shu改造qi现yi的yalin界机组的shi际效guo,表现出了以下4ge突出的特dian:

“da幅度jiang低供电煤耗?ao翰捎谩案呶聐alin界”系列创新技shu,对原320MWyalin界机组,qi主蒸汽和zai热蒸汽的压力维持yalin界不变,er主蒸汽和zai热蒸汽温度均提高到超超lin界水苆iang?00oCdeng级,zai附加上qi它wai三祅an盗写葱录約hu,改造后,该#3号机在额定gong况下祅a杓乒┑缑汉拇痈脑烨暗某9鎦alin界水苆iang?18gce/kWh,jiang低至改造后287gce/kWh的超超lin界水平,jiang幅达31gce/kWh。dada超过了guo家liubuwei2014年发布的“6年行dong计划”要求的300万千瓦deng级煤电机组改造后的供电煤耗310克/千瓦时的目标要求。需要特别指出的是,该机组的汽轮机已在2012年进行过tong流bufen改造,因此,未经过tong流改造过的机组,若采用“高温yalin界”系列创新技shu进行改造,qi供电煤耗祅an耲iang幅秗an够醖a很多;

“da范围可靠的高度灵活性调峰?ao翰捎谩案呶聐alin界”系列创新技shu,chu羢i躶hi效率da幅度提升wai,机组还shi现了在謍ui卸疃ǜ汉?9%的超低负荷下,长qi、安全、稳定、高效和低排放的灵活yun行,提前10年shi现了科技bu和guo家能源局规划的在2030年ran胔en?榇锏jiang?0%-100%负荷范围灵活性调节能力要求的目标,这对yu电网可更多地消na可zai生能源电力具有极qi重要的意yi;

“改造机组可褃ou賘i续30年的安全高效yun衳iaobao翰捎谩案呶聐alin界”系列创新技shu可以da幅度延长机组yun行寿命,这是由yu在汽轮机改造zhong,tong流bufen全bu更换升级并加zaibao效技shu,因此汽轮机寿命相dangyu新建机组的汽轮机,可以zai安全高效yun行超过30年。由yu锅炉对流受热面进行了较da规模的改造,yun行寿命可以dada延长,可匹配汽轮机寿命。此wai, 三da管道caizhi升级更换,相dangyu新建机组的三da管道。对yu辅机,只需进行常规维护bao养,ji可以匹配主机需求。因此,高温yalin界改造后,机组可用寿命得以da幅延长,具备ji续安全高效yun行30年以上的能力;

“高性价眖ubao河?.5亿元的改造投资,对一台32万千瓦的yalin界机组,采用“高温yalin界”系列创新技shu进行改造,换来一台性能相dangyu先进超超lin界的机组, 具有极高的性价眖ubao琿i投资费用约为1100元/千瓦,1100万元/克标煤,qi性价比远优yuqi它yalin界机组改造技shu。

《zhongguo电力bao》:根据蓌ia鎛in对wai三(shen能科技)的煤电创新技shu在华润电力推广应用成guo的介shao,对yu今后进一bu推广wai三(shen能科技)的创新技shu有什么建议?

毛健雄:从蓌ia娼閟hao的wai三(shen能科技)的创新技shu在华润电力推广应用所达礿iang某蒰uo看,我认wai三的创新技shu具有普遍的shi用性,从qi已经推广应用的shi約hi醙uo可以看出,这些技shu可代表zhongguo各种不同类型的煤电机组的提貭、jiang耗、增效、褃ou俸土榛钚愿脑旎蛐陆ɑ?榈募約hu方向,这些成功的例子可以给我们以下的qishi:

wai三(shen能科技)系列创新技shu可以用yu现yi的超lin界簍ong?琹in界机组祅a?陡脑臁?ai三电厂本shen和铜蒵iang绯С?琹in界机组的节能减排改造的范例,说明了jishi是先进祅an謞i超超lin界机组,tong过技shu创新,ye仍ran有很da的改造提貭增效空间;

wai三(shen能科技)系列创新技shu可用yu设计建设效率和性能超越常规er次zai热的一次zai热超超lin界gong程。

wai三(shen能科技)系列创新技shu可以用yu突破常规设计的er次zai萺an?榇嬖诘钠烤敝圃迹?杓平ㄉ韪?咝?屎托阅艿膃r次zai热超超lin界电厂gong程,现在正在进行的华润阜阳电厂erqi66万千瓦全高位er次zai热超超lin界gong程,qi设计供电效率已达49.33%,ju离guo家规划的2030年供电效率50%的目标謍ui邪隻u之遥。阜阳项目计划采用的全套wai三(shen能科技)创新系列技shu,是我guo发展新建煤电机组的技shu基础和方向,阜阳项目如guo建成,将会是我guo今后几十年煤电新机组发展的一ge最hao的shi范;

wai三(shen能科技)系列创新技shu可以用yu改造da批现yiyalin界机组,将qi供电煤耗达到超超lin界水平,并da幅度提高改造后的高温yalin界汽包锅炉机组在20%-100%负荷范围na的安全、稳定、高效和灵活性,从er可真正将yalin界老机组shi现“提效、褃ou佟⒌团拧⒘榛钚浴 的目标,为yalin界机组旧mao换新颜,shi现“6年行dong计划”提供了技shushi范和依据,是我guoyalin界机组达到甚至超过“6年行dong计划” 目标要求的极佳途径,是我guo现yiyalin界机组提貭改造的主要方向。

因此,为了应对qihou变化er必须加kuai发展低碳能源的同蔮ao?趜hongguo能源譻hi匆悦何?鞯奶靣an禀赋条jian下,由yu在由各种电源组成的多元发展的电力系tongzhong,煤电仍ran是今天zhongguo电力的支柱和压舱石,起着举足轻重的独特作用,我认为,在能源低碳发展的形势下,煤电da力提高效率,jiang低煤耗,这就是在现今条jian下煤电的低碳发展。由yu我guo祅an謞i机组的煤电装机容量已超过10亿千瓦,因此,煤电今天高zhi量发展的重dian应该放在秠un?邢謞i机组进行提貭升级改造,tong过制定政策,对各种不同类型的煤电机组提出改造目标和qi限要求,因地制宜,推dong采觤ao煌?拇葱录約hu,进行提貭增效和灵活性改造,这样,zhongguo煤电shi现高zhi量发展,是da有可为的。

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