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全球火力发电企业的最低煤耗纪录,上海创造!这个标杆是如何竖起来的?
277克标准煤/千瓦时,这是目前全球火力发电企业的最低能耗,纪录的创造者,是上海外高桥第三发电厂(简称“外三”)。它竖起的标杆足以证明:节能减排并非新能源的“专利”,传统高能耗企业也能借助一个个技术创新突围。
全国7亿千瓦火电机组若有一半按着“外三”的技术路线突围,不用多消耗1克煤,产出的电力至少能增加20%,这相当于一夜之间,全国新增7000万千瓦的“零能耗”装机容量。在日前举行的节能科技创新论坛上,“外三”总经理冯伟忠预测,“‘十二五’期间,火电厂的单位发电煤耗还有好几克的下降空间。”
600℃机组效率堪比700℃
1克煤能发多少电,取决于发电机的热力循环。理论上说,火电厂锅炉产生的蒸汽压力和温度越高,发电的效率就越高。相同容量的发电机组,从亚临界到超临界再到超超临界,大约每升级一代可降低煤耗约10克/千瓦时。
目前,全球超超临界机组正在挑战700℃大关,按理论推算,700℃机组的净效率将比600℃机组高3%。然而,更高的温度对锅炉材料要求更高,700℃机组制造成本巨大,一时还难以产业化。“外三”不急着追世界最新技术,而选择从细节入手,设计出一套省钱增效的好办法。经计算,两台原设计效率为43%的600℃的超超临界机组,目前理论净效率提升至46%——这正是700℃机组的理论效率。原定今年启动世界首个700℃高效超超临界示范工程的德国Wilhemshafen电厂,由于技术准备不足,被迫将项目推迟3年进行。在实地察看了“外三”的办法后,德国同行禁不住感叹,这是“改革高污染发电行业,使之低排放、‘绿色’的唯一机遇”。
不放过每一个细节
“零能耗脱硫技术净增效率0.378%、回旋式空预器全向柔性密封技术净增效率0.370%、蒸汽氧化和固体颗粒侵蚀综合防治净增效率0.279%……”在“外三”的节能增效技术列表上,都是些“微乎其微”的数字,但对一个已经建成投产的电厂来说,每个千分之几都堪称业界奇迹。
节能降耗,“外三”抓住任何一个“有能可挖”的1%。比如脱硫。目前,大多数电厂用的都是“石灰石—石膏湿法脱硫”技术,需消耗1%以上的厂用电。这意味着,为了减排,先要耗能,冯伟忠说这是许多节能减排项目的“通病”。通过工艺和运行方式改进,“外三”现在整个脱硫系统在额定工况下的耗电量降到了厂用电的0.75%以下。在此基础上,公司专门研发了脱硫烟气余热回收系统,降低煤耗2.71克/千瓦时,折合年节约标煤3万吨。
运行30个月叶片光亮如新
几百摄氏度的高温下,水蒸气不断腐蚀金属管道内壁,产生大量固体氧化颗粒。这些锋利的“小石子”会刮伤汽轮机叶片,还易引发锅炉爆管事故。受此影响,有些百万千瓦的超超临界机组,在使用几年之后,汽轮机效率下降了4%甚至8%。这是所有超临界和超超临界机组的“难言之隐”,全球每年因此损失上亿吨标准煤。
“效率下降2%,理论上就可报废了。”冯伟忠说,“年煤耗400万吨的电厂,2%就是8万吨,相当于6000多万元人民币,而换套新设备,也就3个亿。”
“抗衰老”,“外三”有一套。电厂运行30个月后的检查发现,汽轮机叶片依然光亮如新。性能对比试验表明,从机组的第一次启动至今,汽轮机的内效率丝毫未变。国内外同行纷纷上门取经,冯伟忠总是笑着说,方法很简单——尽量减缓氧化物的形成;尽量避免金属氧化物脱落;尽快清除已剥落的氧化物;尽量减轻氧化颗粒对汽轮机叶片的破坏。“只要每个步骤的发生概率降至原来的10%,4个环节联动,设备寿命就可延长1万倍。”
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