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70年 火电进入高参数、大容量、高效率、低排放的新时代

北极星电力网新闻中心  来源:中国电力企业管理  作者:梁卫国  2019/10/11 10:38:10  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火电行业 煤电机组 火力发电

北极星火力发电网讯:它是中国电力工业的先行者——从单机10万、20万、30万千瓦到60万、100万千瓦;从引进西方技术、设备更新换代到自主研发、设备国产;从集资办电、改革体制,到“上大压小”、形成竞争格局,火电行业一直引领电力工业风气之先……

(来源:微信公众号“中国电力企业管理”  ID:zgdlqygl  作者:梁卫国)

它是中国发电工业技术进步的引领者——在单机容量、蒸汽参数、机组效率、供电煤耗等方面,中国超超临界机组均达到世界先进水平,并已经实现出口。全球首台百万千瓦级超超临界空冷机组在宁夏华电灵武电厂投产,2台机组节水率达到80.6%,相当于80万人一年的用水量;世界容量最大的循环流化床机组在我国建成,火电行业循环流化床锅炉的设计、制造、运行技术世界领先……

它是绿色发展的一面旗帜——截至2018年底,行业平均除尘率99.9%以上,脱硫机组占煤电机组比例接近100%;2017年火电厂单位发电量火电脱销机组容量约10.2亿千瓦,占火电装机容量的92.3%,废水降幅比峰值降幅达到86.5%,粉煤灰综合利用率达到72%,脱硫石膏综合利用率为75%……

70年来,中国火力发电勇立发展潮头,用自己实际行动承担起电力供应、节能减排、结构调整、绿色发展的使命,全面进入高参数、大容量、高效率、低排放的新时代。

勇担发展使命:驱散黑暗艰辛跋涉

1949年10月1日,下午3时整,毛泽东迈上100个台阶,准时出现在北京天安门城楼。精神焕发的毛泽东走到麦克风前,他那高亢有力的声音传递到电声元件上,由电压再转为电能,并迅速传递到广场附近的放大器中:“中华──人民——共和国——中央——人民——政府──已于本日——正式成立了!”

天安门广场上响起海潮一般的欢呼声和鼓掌声,响彻云霄,人们陷入节日的狂欢中。

3时10分,毛泽东用力地按动了天安门城楼上身边的电钮。瞬间,电流启动了远方广场旗杆下的电动机,新中国的第一面巨幅国旗,如一轮红日冉冉升起……

“升得好!”毛泽东看着乘风而上的国旗,脱口高喊。

开国大典的晚上,新华社记者李普将采写的开国大典盛况的新闻稿交到了分管新华社工作的胡乔木手中。胡乔木看了一遍文稿,指着新闻稿中一句话对李普说:“这句话要改一改。虽然你懂我也懂,但有些读者可能不明白,要加些文字,写清楚一些。”

新闻稿上的那句话是:“毛主席亲自开动电钮,使第一面新国旗在新中国首都徐徐上升。”

当时,很多共产党干部和解放军战士是第一次进入城市,在此之前从没有见过电灯,也没有用过电。如果不加上几个字,会使人产生误解,以为毛泽东是神仙,有什么法术,这边一按电钮,那边红旗就升起来了。于是,人们从1949年10月2日《人民日报》第一版上,看到修改后的文字是:“毛主席亲自按动有电线通往广场中央国旗旗杆的电钮,使这一面新国旗在新中国首都徐徐上升。”

回望红旗升起之前,中国自1879年5月17日有电始,虽然有电70年,却是“夜漫漫,路漫漫,长夜难明赤县天。”1882年7月26日,英国商人在上海创办的第1个12千瓦发电厂正式发电照明,成为我国第1座火电厂,这是火电建设史的开始。旧中国的70年,战乱频仍,道路崎岖,到1949年中华人民共和国建立时,全国火电装机容量仅169万千瓦。

1949年底,全国发电装机总容量只有184.86万千瓦,全年发电量43.1亿千瓦时,分别排在全世界21位和25位。全年实际用电量34.6亿千瓦时,只相当于2002年浙江省一个中等规模城市用电量,人均7.94千瓦时,相当于现在我们家庭客厅里的立柜式空调4个小时的用电量。

在百废待兴的背景下,共和国的火电伴随着“一五”计划大踏步走上工业化道路。

“一五”计划期间,一批新的火电项目在阜新、抚顺、吉林、西安、郑州、太原、包头、重庆、武汉等地建成,增加火电装机163.9万千瓦,接近1949年时全国拥有的火电机组容量之和,在世界排名上,从第21位跃至第12位,中国火电事业呈现出蒸蒸日上的新局面。

吉林热电厂是“一五”计划确定的156项重点工程之一,1958年我国第一台进口10万千瓦汽轮发电机组就在吉林热电厂投产。

1952年1月,阜新电厂正式扩建,扩建工程是156个重点工程的第一项,9月17日,汽轮发电机组比计划提前一个半月完成。

“一五”期间,中国电力工业一边引进设备、管理、技术,一边学习、消化,开足马力赶超世界先进水平。与此同时,以自力更生、艰苦奋斗为主线的中国火电国产化历程,一路跋涉一路豪歌。

1956年第一套6000千瓦火电机组在安徽淮南电厂胜利投入运行,从此结束了我国不能制造火电设备的历史。

“一五”计划完成后,火电行业迅速支撑起了共和国的经济大厦,新中国工业体系的雏形基本形成。

1958年8月,国产第一台1.2万千瓦机组在重庆电厂投产;

1958年12月,第一台2.5万千瓦机组在闸北电厂投产;

1959年11月,第一台5万千瓦机组在辽宁电厂投产。

在这一个个“第一”的背后,是电力职工的创业之艰、守业之苦。

上世纪60年代初,国际政治气候巨变,加之严重的自然灾害,电力人与共和国一同经受了最困难的考验。火电职工凭着顽强的拼搏精神,负重前行。

——1967年2月,由哈尔滨三大动力厂生产的国产第一台10千瓦火力发电机组在高井发电厂安装成功!

——1969年9月,国产第一台12.5万千瓦双水冷汽轮机在吴泾电厂投运,标志着我国电机制造工业有了新发展;

——1972年12月,国产第一台20万千瓦机组在朝阳电厂投产;

——1975年30万千瓦烧煤机组在姚孟电厂投运。这些高参数大容量国产机组的投运,标志着中国的发电设备从制造至发电生产上了一个新台阶。为改革开放后的电力大发展打下了坚实的基础;

——1979年11月,国产第一台30万千瓦火力发电机组在江苏望亭电厂投产。与以前的国产第一台火力发电机组不同的是,安装在江苏望亭电厂国产的第一台30万千瓦发电机组是燃油机组。

火电建设尽管经历了许多坎坷,但仍然出色地完成了第一个到第五个五年计划。到1978年,全国发电设备容量5712万千瓦、全年发电量2565亿千瓦时。从1957年到1978年,火电装机年平均增长12.1%,火电发电量的平均增长13.6%。火电占全国发电量比重,1957年为75.1%,1978年达到82.6%,火电始终是我们电力工业的主力。

然而,即便是如此快速的发展,到改革开放初期,全国还是处于大面积缺电的局面。

勇担改革使命:集资办电跨越发展

1980年冬季的一个傍晚,时任电力部部长的李鹏同志一行散步到济南纬二路大观园附近,他指着街道昏暗的路灯不解地问:“你们济南连霓虹灯也没有?”

山东电力工业局的陪同人员答道:“有!但不敢开。我们山东缺电啊。”

李鹏部长闻言后作出指示:“你们刚才在车上提到的集资办电构想是可行的,可以一试。有适合建电厂的地方么?”

“有啊,烟台就很好,地处沿海又有煤矿。”陪同人员再一次回答。

“是不是可以考虑在烟台范围内发行股票,五年内还本付息?”李鹏建议。

就在那一个傍晚,中国电力体制第一次改革的思路确定了。

山东电力在全国第一次冲破了国家单一的投资体制,在电力行业首次开“集资办电”和电厂股份制的先河。龙口电厂于是有了三个股东:国家投资(设备投资)占30%、山东省投资占30%、烟台市投资占40%,地方投资占了大头。

龙口电厂投产伊始,便成为山东电网主力电厂。投产第二年,烟台市当年GDP增长超过30%,远远高于其他城市。

山东电力工业加快发展的经验,引起了电力高层的注意。对于当时急于寻找发展突破之道的电力工业而言,山东的崛起不亚于后来的“深圳模式”,令人震惊和兴奋。1982年5月28日到6月8日,水利电力部基建司派姚振炎、马致中、周志方,到山东进行调查,总结山东经验,在全国推广。

1985年,总结山东经验,国务院颁发《关于鼓励集资办电和实行多种电价的暂行规定》,确定了实行多层次、多渠道、多元化集资办电的方针。

至此,中国的火电建设更是以惊人速度驶入快车道。

继1987年我国发电设备装机跃上1亿千瓦大关后,1995年3月又突破了2亿千瓦。其中新增的火电项目为4592.42万千瓦,占新增大中型装机容量的77%,5年后装机达3亿千瓦。10多年间,我国电力装机增长240%。

我国发电装机容量从建国初期185万千瓦发展到1亿千瓦,用了38年时间,从1亿千瓦发展到2亿千瓦仅用了7年多的时间,从2亿千瓦发展到3亿千瓦仅用了5年的时间。

电力工业的改革,特别是电力投资体制的改革和集资办电政策的实施,极大地调动了地方、外资等各方面办电的积极性,电力工业空前发展。

与此同时,火电发展沿着国产和引进两条主线,向大机组、高参数方向齐头并进,一批60万以上的大机组成批矗立在中华大地上。

从20世纪80年代开始,中国决定从美国西屋公司引进60万千瓦火电机组制造技术,同时与美国依巴斯克公司签订了燃煤电厂工程服务和技术转让合同。

国产第一台60万千瓦亚临界火电机组安装在安徽淮南。1985年3月,时任国务院副总理的李鹏同志视察平圩电厂工地,欣然为电厂题词:“平圩不平常,单机甲中华”。

和时间竞走,才不会落后于时代。2004年10月,河南华能沁北电厂一期工程1号60万火电机组一次并网成功。这标志着我国超临界机组国产化技术取得成功,标志着我国机械制造和电力行业成功迈上了一个新的台阶。

从低温低压、中温中压到高温高压,从亚临界到超临界,中国火电在国产化的道路上一路狂奔。

此外,引进型机组也进入了“高速公路”。1992年1月16日,我国第一台引进60万千瓦超临界机组在上海石洞口第二电厂并网发电成功!1992年荣获美国《国际电力》杂志颁发的“国际电站奖”,这是我国电厂首次在国际上获奖。

2000年6月22日,我国首台80万千瓦火电机组——绥中电厂1号80万千瓦机组顺利通过168+72小时试运行。这标志着我国大容量、高参数火电机组的建设水平又上新台阶。

2001年7月18日,国家重点工程——上海外高桥发电厂二期工程破土动工。该工程计划安装的两台90万千瓦单轴超临界燃煤机组,是我国单机容量最大、技术水平最高的机组。该工程的开工建设,标志着我国电力建设跃进到百万千瓦级的新阶段。

2002年是中国电力编年史上一个不能避开的年份。2002年10月15日,电力体制改革工作小组第四次会议召开。国家计委上报的《关于发电资产重组划分的请示》获得国务院领导批复。国家计委主任曾培炎、国家经贸委副主任欧新黔等在讲话中称:电力体制改革进入实施阶段。按照国务院统一部署,中国电力新组建(改组)的11家公司,12月29日在北京人民大会堂正式宣告成立。

电力体制改革的总体目标是,打破垄断,引入竞争,提高效率,降低成本,健全电价机制,优化资源配置,促进电力发展,推进全国联网,构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。

这一“厂网分开”的电力改革,被视为电力工业发展的新里程碑,一个充满活力的发电市场竞争时代到来。

勇担环保使命:科技创新结构调整

11月的鄂尔多斯气温已接近零摄氏度,行走在电厂的道路上,凛冽的空气中夹杂着草原上特有的清香扑面而来。天空蓝得耀眼,看不到滚滚黑烟,烟囱里飘出的白色水蒸气,向着空中扩散,很快便蒸发不见了;厂区内一尘不染,见不到煤尘和残渣,也闻不到燃烧燃煤后散发的硫磺味;两台巨大的发电机组和大门口的标识牌告诉来访者,这是一个装机容量为2×66万千瓦的火力发电厂。

这个火电厂是国电投位于内蒙古鄂尔多斯乌兰木伦镇的布连电厂,这是国内首家按新排放标准建设、于2013年6月投产的火电厂。

如今这种花园式、“近零排放”的火电厂几乎成为火电厂的标配。

时间回到2005年。当年,全国装机总量5.17亿千瓦,其中火电3.9亿千瓦。火电平均单机容量仅为6.09万千瓦,单机10万千瓦及以下小火电机组1.15亿千瓦,约占火电装机容量的29.5%。火电机组容量的不同,反映在煤耗和污染物排放量上差别很大:大型高效发电机组供电煤耗为每千瓦时290克-340克,中小机组为380克-500克,5万千瓦机组约440克/千瓦时,发同样的电量,比大机组多耗煤30%-50%。2005年,小火电机组排放二氧化硫和烟尘排放量分别占电力行业总排放量的35%和52%。过高的小火电机组比重是彼时我国电力工业煤耗高、污染重的主要原因。

时任国家发展改革委能源局局长赵小平算了一笔账,如果小机组完全由大机组替代,一年可节能9000万吨标煤,相应减少排放二氧化硫220万吨、二氧化碳2.2亿吨,分别占2005年电力工业排放总量的16.6%和10%。

前有节能压力,后有环保压力。怎么办?

“丈夫非无泪,不洒离别间。杖剑对尊酒,耻为游子颜。蝮蛇一螫手,壮士即解腕”。

一场名为“上大压小”的战役在火电行业打响了。

虽然有人员下岗的苦痛,虽然有煤价上涨的压力,虽然有上网电价的国家控制,火电企业却以壮士断腕的意志要为青山绿水作贡献。

这些关停的机组很多是“一五”期间国家第一批自主建设的中心电站,为国家经济发展作出了突出贡献,有些人献了青春献子孙,但为了国家发展大局,火电人大胆自我革命。

2008年8月29日10时18分,中国大唐集团公司安阳发电厂30万千瓦热电1号机组一次通过168小时满负荷试运行,这标志着我国第一台“上大压小”机组建成投产。

大唐安阳发电厂“上大压小”热电联产项目投资22亿元,采用东方汽轮机厂生产的亚临界中间再热抽汽供热机组,同期投运了高效脱硫、高效静电除尘器装置,脱硫效率达95%以上,除尘效率达99%以上,干除灰可综合利用,采用中水可节约地表水1000多万吨,实现了污水零排放。

赵小平等决策者认为,上大给关小创造了市场环境,关小则为上大腾出了容量空间,两者之间相辅相成,互为因果。压小是上大的前提,要先明确压小,然后才能上大。

为了调动地方和企业实施上大压小的积极性,国家允许按一定比例折算,即:建设单机30万千瓦机组要关掉其容量80%的小机组,建设单机60万千瓦机组要关掉其容量70%的小机组,建设单机100万千瓦机组要关掉其容量60%的小机组,也可按等煤量计算。

截至2009年底,全国累计关停火电5545万千瓦,提前一年半实现了“十一五”关停5000万千瓦小火电机组的任务,每年可节约原煤6404万吨,减少二氧化碳排放1.28亿吨。

“山白鸟忽鸣,石冷霜欲结。流泉得月光,化为一溪雪”。在电力支撑下,人们得以享受现代文明的生活,在火电“上大压小”的贡献中,人们得以悠闲地欣赏美丽的自然风光。

“待到山花烂漫时,她在丛中笑”。在完成自己时代的使命后,火电企业以绿色的高质量发展进入一个新境界。

党的十八大以来,习近平总书记提出“四个革命、一个合作”的能源战略思想,明确了我国能源工作总要求和战略方针。总书记的一系列重要论述充分体现了对我国能源电力事业发展的高度重视,为能源电力事业指明了前进方向。

——新一轮电力体制改革启动。2015年3月,党中央、国务院《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发〔2015〕9号)印发。《国家发展改革委、国家能源局关于印发电力体制改革配套文件的通知》印发,《关于推进输配电价改革的实施意见》《关于推进电力市场建设的实施意见》《关于电力交易机构组建和规范运行的实施意见》、《关于有序放开发用电计划的实施意见》《关于推进售电侧改革的实施意见》《关于加强和规范燃煤自备电厂监督管理的指导意见》6个重要配套文件正式出台,进一步细化、明确了电力体制改革的有关要求及实施路径,火电行业面临新的机遇和挑战。

——对煤机升级改造系统部署。2017年7月,16部委《关于推进供给侧结构性改革,防范化解煤电产能过剩风险的意见》(1404号文)就对煤机升级改造进行了系统的部署,要求在“十三五”期间,实现以下目标:超低排放改造4.2亿千瓦;节能改造3.4亿千瓦;灵活性改造2.2亿千瓦。截至2018年底,已完成超低排放改造8.1亿千瓦,占全国煤机比重的80%。“三北”地区完成煤电灵活性改造超过4000万千瓦,其中2380万(约60%)在东北。东北有偿调峰辅助服务费用27.8亿元,平均价格0.525元,高于当地燃煤标杆电价。

——能源清洁低碳转型步伐不断加快。到2019年6月,清洁能源消费比重从14.5%提高到22.1%,煤炭消费比重历史性地下降到了60%以下;煤电机组供电煤耗累计下降13克标准煤,达到世界领先水平,单位GDP能耗下降20.3%。提前两年完成“十三五”去产能目标任务,累计退出煤炭落后产能8.1亿吨,淘汰关停落后煤电机组2000万千瓦以上。

——遵循市场规律,慎“铺新摊子”。根据《能源发展“十三五”规划》《电力发展“十三五”规划》,“到2020年煤电装机容量控制在11亿千瓦以内,占比降到约55%”。“十三五”期间,国家禁止京津冀、长三角、珠三角及红橙色预警省域新建煤电,全国停缓建煤电1.5亿千瓦。

随着可再生能源的发展,火电行业在完成支撑经济、电力供应、节能减排、结构调整等使命后,火电的主体地位最终将被取代!

然而,中国资源禀赋、经济结构决定了当前乃至数十年内火力发电特别是燃煤发电仍然是提供电力的主体,仍然继续发挥基础性作用,火电仍然是电力行业的“压舱石”。

本文刊载于《中国电力企业管理》2019年09期,作者系本刊记者

原标题:火电涅槃

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