火电产业将进入衰退期灵活性改造面临何种挑战?-北极星火力发电网

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据中国电力企业联合会预测, 2020年、2030年、2050年是我国火电产业发展的重要节点，未来我国火电产业将进入衰退期。2020年, 火电装机容量占总装机容量61%, 2030年下降到51%, 到2050年进一步下降至38%，而新能源装机占比持续上升, 到2050年, 新能源装机占比已上升至33%。火电装机容量一路下行的数据拐点，无情地证明了火电产业规模逐年递减。

在未来, 火电产业将在产业需求的导向下继续演化。虽说火电产业即将进入衰退，但值得注意的是，在2030年以前, 我国火电产业仍处于成熟阶段, 装机容量占比仍在50%以上。随着我国经济的稳定增长, 电力需求也将进一步扩大, 火电产业仍有为经济增长提供电力保障的需求。在未来十二年内的火电成熟期里, 火电仍是我国的主力电源。

然而不容置疑的是，由于资源枯竭和环境污染等问题日益突出, 火电作为传统高耗能、高污染产业, 亟待转型升级, 来提高能源利用效率, 减少污染物排放。针对当前火电产能严重过剩和电网需对新能源大量吸纳的双重压力下，国家已出台火电运行灵活性的指导意见，并公布了22个电厂作为试点。可见，灵活性运行已成为火电行业的大势所趋，并且显得迫在眉睫。

锅炉燃烧优化——灵活性改造的挑战

火电机组分为热电机组和凝汽机组两大类，欧美多数广泛使用热电联产机组，但其中较大比重为大容量抽凝式机组;国内两类机组都普遍存在，热电机组装机容量大约为火电总装机容量的32%。火电机组灵活性主要包括机组的调峰深度，爬坡能力和启停速度等内容。调峰运行方式的优化和锅炉燃烧系统的优化改造是火电机组灵活性改造的主要手段。

提高火电灵活性, 包括改善机组调峰能力、爬坡速度、启停时间等多个方面。目前, 我国纯凝机组在实际运行中的调峰能力一般为额定容量的50%左右, 典型的抽凝机组在供热期的调峰能力仅为额定容量的20%。通过灵活性改造, 预期将使热电机组增加20%额定容量的调峰能力, 最小技术出力达到40%-50%额定容量;纯凝机组增加15%-20%额定容量的调峰能力, 最小技术出力达到30%-35%额定容量。然而灵活性运行甚至深度调峰将使机组长期处于低负荷状态，而在低负荷运行时，锅炉的燃烧稳定性是首要考虑的问题，其本质也是燃烧的温度问题。

近年来，我国电站锅炉飞速发展，在大型化、高参数的道路上取得了显而易见的成果。大型化方面，已投运的百万机组近百台，阳西二期2x124万机组已在建，平山二期2x135万机组已提上日程。高参数方面，二次再热在六十万机组及百万机组上也已成功运用，主蒸汽最高设计压力达32MPa，再热气温高达620℃。

大型化、高参数能从根本上提高机组的总效率，但由于机组容量及参数一旦确定，就无法轻易改变，若想进一步提高机组的效率，就要靠精细化的燃烧优化调整来实现。事实上，基于当前电厂煤质多变、辅机配置各不相同和运行工况的复杂性，这些特点使得通过运行调整以进一步提高效率面临较多困难，但同时也为此留下了空间。

锅炉燃烧优化在火电的灵活性改造中占有重要的地位。现如今，我国大部分电厂出现了混煤燃烧的情况，在此种形势下，调整与优化锅炉燃烧运行显得非常急迫。在灵活性运行已提上日程的大背景下，燃烧优化运行调整显得更加重要。

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