上海外三总经理冯伟忠：挑战现有煤电技术的效率极限-北极星火力发电网

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当前，节能减排、低碳经济已是国际社会关注的焦点。基于中国一次能源的蕴藏总量中，煤炭占了将近90% 的现实，中国超过10 亿千瓦的发电总装机容量中，煤电占比接近70%，发电量超过75%。在未来相当长的一段时期内，煤电作为中国电力主要部分的事实难以改变。

为尽可能提高中国火电的整体效率，得益于国际上超临界及超超临界技术已趋于成熟的有利条件，从2004年起，中国政府一方面每年关停约1000 万千瓦单机容量低于200MW 的纯凝汽式高耗能机组，另一方面采用引进技术并国产化的方式，将新建火电机组的主要机型全面转为600 ～ 1000MW 的超临界和超超临界机组。

上海外高桥第三发电厂(以下简称外三电厂)工程，是中国首批1000MW 超超临界项目之一，共建设两台机组。工程于2005 年7 月开工建设，两台机组分别于2008年3 月和6 月先后建成并投入商业运行。在项目建设中，业主方在项目的设计、设备选型、施工和调试、启动和运行等各个环节，开展了一大批优化和技术创新，全面提升了机组的整体性能，在投产时的机组性能试验净效率达45.03%(循环冷却水温19℃)，远远超过了设计水平和同期同类机组。投产当年，在平均负荷率仅为74% 的情况下，平均运行净效率达42.73%。在整个电力行业引起了极大反响。

在机组投产后，业主方并没有放慢创新的步伐，进一步研发了包括“零能耗脱硫”“节能型全天候脱硝”等在内的一系列重大节能减排新技术，并通过每年机组检修的机会予以实施，从而使两台机组的效率和环保水平每年都能显著提高。2009 年和2010 年，在负荷率为74% ～ 75% 的情况下，全厂年平均运行净效率分别上升为43.53% 和43.97%;2011 年，机组实际运行净效率再次跃升为44.5%(含脱硫、脱硝)。这标志着推算至额定工况，目前机组的净效率(含脱硫及脱销)已达46.5%以上。这相当于在机组投产后所开展的一系列技术创新，又将其在投产时的高水平基础上再向前推进了一代。

外三电厂主设备概况

1，锅炉

上海电气集团引进德国Alstom技术;塔式，一次再热，分离器内置，螺旋水冷壁，滑压运行，单炉膛四角切圆燃烧，露天布置，平衡通风，固态排渣煤粉锅炉。

2，汽轮机

上海电气集团引进Siemens 技术;1000MW 单轴、四缸四排汽、双背压汽轮发电机组。凝汽式火电厂效率提升常规途径及限制现代火力发电厂的基本系统极其相似，只要热能动力学理论没有太大的变化，火电厂的基本设计、系统设置和设备选型等都不可能有颠覆性的变化。通常一旦机组的主要参数确定，机组的效率也就基本定型。

对于凝汽式火电厂，通常的提升效率的途径有：

(1)提高蒸汽参数(温度、压力)。但这受材料技术的限制，当前的最高水平为600℃ /620℃，压力为28 ～ 30MPa;而尚在研究中的700℃计划，预计10 年内还看不到商业化的前景。

(2)降低汽轮机排汽参数。如丹麦 Nordjlland 电厂3 号机组，411MW 二次再热超超临界机组，利用10℃冷却水温，背压降至惊人的2.3 kPa。但这受汽轮机排汽面积、排汽湿度、末级叶片长度及自然条件等的限制。

(3)增加再热次数。目前最普及的是一次再热，而二次再热技术虽能提高效率，但由于其系统复杂，投资增加较多，性价比颇受争议，目前采用者很少。

(4)提高锅炉效率。主要通过降低过剩空气系数及排烟温度等措施，目前部分烟煤锅炉的设计效率已达95% ～ 95.2%，但这受到燃尽率及燃用煤种，特别是煤含硫量的限制。

(5)提高汽轮机效率。近年来，汽轮机的叶形研究并无显著进展，缸效率的提高趋于收敛。然而，取消调节级并采用滑压运行已成为超(超)临界机组提高运行效率的重要措施。

(6)增加汽轮机抽汽级数及提高给水温度。这受汽轮机抽汽口的设置及锅炉水冷壁材料等的限制。

原标题：上海外三总经理冯伟忠：挑战现有煤电技术的效率极限

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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