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接近燃气发电水平的燃煤发电技术是怎样的?

北极星电力网新闻中心  来源:GE发电    2018/8/10 8:50:33  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 燃煤发电 燃气发电 GE

北极星火力发电网讯:早在两千多年前的春秋战国时期,煤炭就作为燃料为人类所用,如今,我国煤炭储量位居世界前列,全国能源消费中近七成是煤炭。相信在未来很长一段时间内,煤炭仍将是中国能源发展的主力军。

然而,在日益严峻的环境压力下,如何加快燃煤发电技术升级,让燃煤发电实现“自我逆袭”是发电行业必须面对的挑战。GE发电人凭借百年经验积累及对现有材料的刻苦研究,为提升燃煤发电技术配制了一味良药,助力其提效减排,这就是GE先进的超超临界燃煤发电技术——SteamH!

SteamH技术面面观

SteamH到底为何方神圣?它横空出世的背后经历了怎样的蜕变?它会给燃煤电厂带来怎样的变化?

在过去一百多年,GE不断通过技术革新,优化燃煤机组能效,从亚临界到超超临界再到现在的先进的超超临界技术,一次次地突破技术壁垒,将燃煤发电性能提升至新的高度。

SteamH是GE发电率先推向市场的先进的超超临界技术,是为燃煤电厂量身定制的提质增效整体优化方案,它集结了先进的超超临界蒸汽发电技术和数字化应用成果,全面提升燃煤机组的技术参数,其中以锅炉技术的突破最为关键,锅炉参数达到:主蒸汽压力>320bar,主蒸汽温度>620摄氏度,再热蒸汽温度≥630摄氏度。应用SteamH技术的燃煤电厂有望实现50%的发电效率,可靠性与可用性能够达到99%和96%,同时,机组灵活性能够大幅提升,启动时间减少一半、负荷灵活性范围达20%-100%;预计能为燃煤电厂带来最高1.3亿美元的增益。

2017年11月,GE宣布将提供全球首台1350MW超超临界二次再热燃煤锅炉,占据多个全球之最的它,可谓一鸣惊人,让我们来看张“清单”,了解SteamH的通关绝技:

• 超大的全球单机容量:SteamH亮相的平山二期项目单机容量达1350MW,是截至目前全球已建和在建燃煤电厂项目中单机容量最大的机组。

• 超高的蒸汽参数:平山项目中SteamH的蒸汽参数也是目前全球已建和在建项目中最高的。

• 超强的煤炭资源利用率:通过SteamH,电厂每度电煤耗可由目前的265-275克标煤优化到每度电249-251克标煤,氮氧化物的排放量也近燃气机组水平。

• 超乎寻常的提效减排:SteamH可使燃煤电厂效率有望接近50%,辅以数字化利器,帮助燃煤电厂实现最大效益和最低排放量,能效和排放可接近或达到燃气电厂水平。

燃煤电厂的福音

关键词:突破、减排、增效,更经济

01突破极限:SteamH技术进一步打破了现有燃煤发电蒸汽条件的限制,使得燃煤机组能够在650摄氏度的蒸汽温度下高效运行。这一突破很大程度上得益于GE发电人对最先进、最成熟的材料的有效应用,将T23和T24等材料应用于大型锅炉中,并采用铬镍铁合金(Inconel)材料制造汽轮机进汽口部件;这些先进材料经过数万小时的运行考验,展现出卓越的性能。

02降本增效:SteamH技术为燃煤电厂降低能耗,提升效率带来了福音。除了大幅提升煤炭资源利用率,还通过管道系统布置优化,减少热损失,实现燃烧优化;再搭配数字化利器,SteamH将燃煤电厂效率大幅提升至47.5%。未来,燃机效率有望接近50%,管道成本也随之降低,一举两得。

03大幅减排:SteamH在帮助电厂减排方面也表现不俗。若将SeamH技术应用于现今全球在役的所有燃煤机组,可降低11%的CO2排放,其减排总量相当于德国整个国家的CO2排放量;此外,SteamH的空气质量控制系统能够有效减少氮氧化物、硫氧化物和颗粒物的排放量,达到甚至超过世界上最严格的法规要求。

独家秘笈解析

SteamH技术在各方面的突破惊艳了整个电力行业;其中,通过燃烧环节优化和热损失控制助力燃煤机组提效更是大获好评。GE发电到底是如何突出重围,引领行业潮流的呢?

其实,背后的道理并非高深莫测。任何一项技艺都离不开人和工具的无间协作。北宋天才画家王希孟用青绿作《千里江山图》,凭借高超的技艺让颜料彰显出丰富的层次感和旺盛的生命力,造就了一幅传世名画。做锅炉如作画,相同的工艺和材料经不同的匠人锻造加工,成果大不相同。艺高人胆大,有着百年传承和精湛技艺的GE发电人潜心钻研、挑战极限,应用独有的地毯风系统和四角切圆燃烧系统,并将已有材料运用到极致,最终造就了今天的SteamH。

直击SteamH的先行者

SteamH虽然重要的技术突破点在锅炉,但实际上涵盖的服务范围更广,装机量在600-1100MW间的电厂中,不论是单个部件还是全厂的交钥匙工程,都可广泛应用这一技术。在全球众多先行者中,土耳其的Karaburun项目和安徽平山电厂的二期工程就是其中两颗璀璨明珠。

土耳其Karaburun项目

这是全球第一个采用GE SteamH整厂解决方案的电厂。在其2x800MW Karaburun进口煤项目中应用SteamH,项目除了涵盖先进的超超临界锅炉和汽轮发电机,还包括了GE数字化电厂的软件应用。对此项目,Yildirim能源公司的Tamer Turna博士谈到:“能成为第一个应用GE SteamH的电厂,我们深感骄傲,凭借在数字化方面的专长和先进的超超临界燃煤发电技术,GE为我们保证了最高的能效和最低排放。”

安徽平山电厂二期工程

安徽平山电厂二期项目是全球首个采用SteamH锅炉技术的项目,它将锅炉蒸汽温度升至现有超超临界锅炉材料能够承受的理论最高值。肩负信任,GE担此大任。在与上海电气通力合作之下,GE斯图加特和GE武锅将共同负责工程的概念设计和基本设计,并由武锅承担关键部件的施工设计和供货,包括燃烧器、水冷壁、一级过热器、高温过热器和高温再热器。值得一提的是,安徽平山电厂的二期工程项目将采用一项具有革新意义的发电技术——汽机高低位布置发电技术。该技术打破常规电厂布置方式,大大缩短了高温主蒸汽和再热蒸汽管道的长度,从而节约投资并减少热耗,让二次再热机组的优势得以发挥。

据国家《煤炭工业发展“十三五”规划》,到2020年,我国要实现煤炭供需基本平衡,煤炭产量控制在39亿吨左右,伴随SteamH技术在更多燃煤电厂的应用,定能助力发电行业燃煤资源的高效利用,向清洁、高效的新型能源社会迈进,促进可持续发展,实现 “绿水青山”的美好愿景;让我们期待SteamH这一敢为人先的“黑科技”让古老的燃煤发电焕发新生!

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