倪维斗院士：中国煤炭清洁高效发电之路-北极星火力发电网

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倪维斗，中国工程院院士，原清华大学副校长，中国能源学会会长，他的学生中有三位院士，他是我国热力涡轮机系统和热动力系统建模、仿真、控制、故障诊断方面的专家。本文就我国煤炭清洁高效发电之路，提出了全面建议。

习近平同志最近强调：能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。面对能源供需格局的新变化、国际能源发展新趋势，保障国家能源安全，必须推进能源生产和消费革命。

改革开放来，我国电力行业随着国民经济长期保持高速发展，总装机容量从1978年的5700万千瓦，增加到2013年底12.4亿千瓦，年平均增长速接近10%，总量增加二十多倍。能源和环境问题日趋严重。中国在这个问题上实际上已被逼到“墙角”，是“矛头”的指向。煤炭占据我国能源消费总量的66.6%，现在是、将来(直到2050年或更晚)依然是我国能源的主力，这是我国能源禀赋国情决定的。推进能源生产革命，就必须走煤炭清洁高效利用之路。而中国的煤炭有47%用于发电，将来可能增长到70%，因此，煤炭的清洁高效利用，最终还要落实到煤炭清洁高效发电上来。

中国电力行业这几十年来在技术层面上也已经取得了举世瞩目的成绩，主力机型从高压、超高压，发展到亚临界、超临界，直至当期的超超临界;平均供电煤耗从1978年的470g/kW.h逐渐下降到2013年的321g/kW.h。未来的煤炭清洁高效发电应怎么走?需要做好四件事：第一，大胆创新，努力开拓各种先进发电技术，推动煤炭清洁高效发电技术的全面发展;第二，改造落后产能，深度挖掘在役机组的节能潜力，提高燃煤机组的整体效益;第三，大力研发性能监测技术，为生产管理和运行优化提供丰富、全面的性能数据和实时运行情况，以保障电力设备安全、高效运行;第四，开展生产管理优化、运行方式优化，提高电力生产信息化、智能化水平，向科学管理和高效运行要效益。

开拓先进发电技术

截止到2013年底，我国火电装机容量占总装机容量的69.13%，预计到2020年底，我国总装机容量将达17亿千瓦，火电装机容量仍将占64%左右，这就意味着火电装机容量需要从目前的8.6亿千瓦增加到约11亿千瓦。未来新建机组将采用什么样的形式，什么样的参数，是一个值得非常关注的问题。从19世纪末，现代火力发电技术成型以来，提高发电厂效率始终是电力技术界不懈的追求。随着材料技术的不断进步和热能动力理论的日臻完善，蒸汽的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界直至超超临界的发展过程。而热力系统也从单纯的朗肯循环发展为回热循环、再热循环。

随着效率的提高，发电机组的单位造价也在不断攀升，特别是二次再热机组，虽然已属成熟技术，但系统复杂，投资高。在目前的技术条件下，与一次再热相比，其获得的效率收益难以补偿投入的增加。上世紀90年代末，美、日、欧等制定了下一代高效超临界机组的发展计划，期望发展以镍基超级合金为基础的700℃等级一次再热或两次再热高效超临界技术，中国目前也已制定了自己的700℃计划。与现有600℃超超临界机组相比，效率可以再增加3%。

发展高参数的机组，耐热合金是基础，但价格也随之扶摇直上。700℃等级镍基超级合金极其昂贵。以主、再热蒸汽管道为例，用于700℃的Alloy263合金价格为用于600℃的P92的约9-10倍。按估算，与现有600℃等级机组相比，700℃电厂的造价约为前者的一倍。与获得的收益相比(效率升高3%，相当于煤耗下降20克/千瓦时)，商业价值很差。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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