煤電升級改造的最大短板怎么補？

來源：中國能源報

推行節(jié)煤降耗改造、供熱改造、靈活性改造，到2025年，全國火電平均供電煤耗降至300克標準煤/千瓦時以下——國家發(fā)改委不久前發(fā)布的《全國煤電機組改造升級實施方案》（下稱《方案》）方向和目標明確。對照《方案》，現(xiàn)役煤電機組距離上述目標還有多遠？

據(jù)了解，因效率相對較低、煤耗居高難下，平均供電煤耗目前普遍高于330克/千瓦時，亞臨界機組已成為上述“三改”聯(lián)動面臨的最大短板。截至2020年底，這部分機組仍占全國煤電總裝機的1/3左右，改造數(shù)量之大，進一步加劇了提質(zhì)增效的難度。找到確保安全、降耗減碳、經(jīng)濟可行的技術(shù)方案迫在眉睫。

改造需全行業(yè)通力合作

《方案》要求，對供電煤耗在300克/千瓦時以上的煤電機組，加快創(chuàng)造調(diào)節(jié)實施節(jié)能改造；鼓勵現(xiàn)有燃煤發(fā)電機組替代供熱，對具備供熱條件的純凝機組開展供熱改造；存量煤電機組靈活性改造應(yīng)改盡改，“十四五”期間完成2億千瓦。

在中國能源研究會特邀副理事長陳進行看來，對標“三改”聯(lián)動，亞臨界機組需求迫切、潛力巨大。“我國煤電裝機容量接近11億千瓦，總體處于世界先進水平，但離全面打造煤炭清潔高效利用的要求仍有一定差距。尤其是大約3.5億千瓦的亞臨界機組，參數(shù)低、汽輪機流通效率低，平均供電煤耗普遍高于330克/千瓦時。僅30萬千瓦等級機組就有約880臺，部分機組煤耗甚至達到350-360克/千瓦時，與當(dāng)前在役燃煤機組供電煤耗低于310克標準煤/千瓦時的要求相去甚遠。改造需要全行業(yè)通力合作、快馬加鞭。”

考驗不止降煤耗一項。上海申能電力科技有限公司總經(jīng)理馮偉忠表示，亞臨界機組靈活性普遍欠佳，面臨大規(guī)模節(jié)能改造和靈活性提升的雙重挑戰(zhàn)。“按照《方案》，如果不能改造到位，最終將被關(guān)停淘汰。我國亞臨界機組總體比較新，即便最舊的機組，也比英國最新的燃煤機組‘年輕’，如果大容量進行關(guān)停，既不科學(xué)也不經(jīng)濟。無論從補齊煤電行業(yè)碳減排短板，還是機組自身發(fā)展角度看，大幅提效改造勢在必行。”

對此，《方案》提出，梳理排查具備改造條件的亞臨界煤電機組，統(tǒng)籌銜接上下游設(shè)備供應(yīng)能力和電力電量供需平衡，科學(xué)制定改造實施方案，有序推進高溫亞臨界綜合升級改造。

改造后可追趕超超臨界機組水平

事實上，亞臨界機組改造已有諸多嘗試，效果卻不盡如意人。

“比如，常規(guī)汽輪機通流改造應(yīng)用最多，但節(jié)能收益有限，改造后還是達不到310克/千瓦時煤耗要求，也難以保持長期高效運行?？绱壐脑斐蓽识卧贌岢ǔ┡R界機組，投資大，幾乎相當(dāng)于重建，升溫至566/566℃的方案，因性價比不高，幾乎鮮有人問津。”中國能源研究會節(jié)能減排中心副秘書長王凡坦言。

改造到底有何需求？馮偉忠認為，改造應(yīng)兼顧大幅提效、靈活性提升、保效延壽及經(jīng)濟性等條件。“首先是提效幅度足夠大，盡可能一步到位，避免未來因減碳要求提升而重復(fù)改造。同時，前瞻性考慮機組超低負荷調(diào)峰能力的改善、優(yōu)良調(diào)頻能力的保留，以支撐整個電力系統(tǒng)低碳化發(fā)展，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性碳減排。改造后的機組還要保持長期高效運行，防止效率過快折損，與新建機組替代相比要有顯著的性價比優(yōu)勢。不能像現(xiàn)在有些改造，既加重電廠負擔(dān)，還會造成資金和資源浪費。”

有沒有符合條件的方案？據(jù)了解，由我國首創(chuàng)的“亞臨界機組600℃升溫改造技術(shù)”，已實現(xiàn)供電煤耗下降35克，可滿足負荷在20%-100%之間靈活調(diào)節(jié)，并做到機組延壽和長期保效，已被國家列入“全國煤電機組改造升級實施方案”。據(jù)徐州華潤電力有限公司節(jié)能專業(yè)主任馬國營介紹，利用這種技術(shù)對該廠32萬千瓦亞臨界機組實施改造，供電煤耗已由321.57克/千瓦時降至285克/千瓦時。“改造后的機組在額定工況下供電煤耗平均降低35克/千瓦時，相當(dāng)于效率水平提高10%以上。這個水平超過所有現(xiàn)役超臨界機組，達到較先進的超超臨界機組水平。”

改造需要 “一機一策”有序推進

“除了煤耗大幅降低，機組深度調(diào)峰性能得到質(zhì)的提升，在沒有投油助燃和保持超低排放條件下，最低穩(wěn)定運行負荷能力還能達到19%，提前11年達到國家提出的2030年煤電機組實現(xiàn)20%-100%深度調(diào)峰目標。”馬國營給記者算了一筆賬，“改造費用共計3.5億元，以單位投資1100元/千瓦計算，靜態(tài)投資回收期7年，此外還可獲得電網(wǎng)節(jié)能調(diào)度及深度調(diào)峰收益。按照5500利用小時計算，年可節(jié)約標煤量5.53萬噸，二氧化碳減排14.7萬噸。”

馮偉忠進一步稱，徐州華潤電廠的改造方案具備可行性和普適性，若能在現(xiàn)役亞臨界機組大規(guī)模推廣，保守按照供電煤耗降低30克/千瓦時，年利用小時數(shù)4500小時測算，每年將節(jié)約超過4700萬噸標準煤，減排二氧化碳1.27億噸以上。“亞臨界機組整體提升20%的深度調(diào)峰性能，還可騰出7000萬千瓦調(diào)峰容量，對應(yīng)增加3.5億千瓦新能源消納能力。”

“按照《方案》要求，僅靈活性改造一項，每千瓦投資就在500-1500元不等，經(jīng)濟性也是電廠關(guān)注的重點。建立適合市場化運行的商業(yè)模式，才能加快綜合升級改造工作。”王凡建議，研究通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓，提供技術(shù)包、軟件包、培訓(xùn)包等形式，按照改造機組的臺數(shù)來收取轉(zhuǎn)讓費，或成立技術(shù)、設(shè)計和制造三方聯(lián)合體，把機組改造納入商業(yè)化運營。

華潤電力控股有限公司原總裁胡敏表示，我國亞臨界機組數(shù)量多，改造需要“一機一策”。“過去是零散幾臺，現(xiàn)在面對全國大范圍改造，怎么跟發(fā)電企業(yè)、設(shè)計院、監(jiān)測單位溝通，究竟有多少機組具備改造潛力，五年內(nèi)如何科學(xué)推進實施等，這些實際問題值得深入研究，與上下游企業(yè)、設(shè)備制造商、材料供應(yīng)商等相關(guān)方協(xié)同推進。”