安徽将建新型煤电机组:打破电厂百年传统布局,煤耗世界新低

澎湃新闻记者 王灿

2017-07-12 22:43 来源:澎湃新闻

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如果中国所有的燃煤机组供电煤耗能降至251克/千瓦时,意味着什么?中国每年可节省约2.56亿吨煤炭,节约资金上千亿元,同时将降低二氧化碳排放近7亿吨。
如今,这项有望刷新火电节能世界纪录、降低温室气体排放的革命性技术,将一改百年来火力发电厂的基本布局,以二次再热汽轮机发电机组高低位布置的方式,落地安徽淮北平山电厂,并即将动工建设。
7月12日,此前供电煤耗世界最低纪录保持者——上海外高桥第三发电厂(下称“外三”,由申能集团控股)的掌门人、淮北新燃煤机组的主要设计者冯伟忠对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,上述项目将于今年8月底正式动工。《申能安徽平山电厂二期工程环境影响报告书》显示,该项目拟于2020年投产。
该新燃煤机组是一台135万千瓦的二次再热超超临界机组,核心是冯伟忠提出的“高低位分轴布置的汽轮发电机组”技术。机组设计供电煤耗为251克/千瓦时,被称为“251工程”。在参数优化后,该机组的额定工况净效率将高达49.8%。
早先,“外三”曾以287.44克/千瓦时、282.16克/千瓦时……276.02克/千瓦时等低供电煤耗不断刷新世界纪录。要再大幅度降低煤耗,就得有新型汽轮机组技术。冯伟忠曾表示,其设计的“新型汽轮机组”改变了传统电厂一百年来的设计格局,同时不需要专门为此开发新的设备以及材料。
冯伟忠称,一克煤到底能够发多少电,主要取决于热力循环的情况,所以蒸汽压力、温度越高,理论上能够发的电也就越多。这也是为什么发电技术会从低、中、高、亚临界、超临界到超超临界,不断地把蒸汽压力和温度提高。
现有超超临界机组中的蒸汽已达到了600摄氏度,全球正在挑战700摄氏度的大关。不过,在挑战的过程中遇到了不少麻烦,特别是在材料方面。其此前介绍,一般的常规临界温度在540摄氏度,超超临界机组在600摄氏度,材料价格翻了10倍左右;现在适用于700摄氏度材料,价格可能还要再乘以10。冯伟忠曾称,“光高温蒸汽管道就将占到造价增加的绝大部分,买这些700摄氏度的管道要几十亿元。”
汽轮机高低位双轴布置示意图 图片来自安徽淮北平山电厂二期工程筹建处
而冯伟忠的方法则是换个角度。西方自从汽轮发电机发明之后,天经地义地认为布局就是汽轮机一定要放在一个厂房,锅炉放在另一个厂房。但冯伟忠并不这么认为。他觉着这是可以改变的,所以他提出高低位分轴布置方案,即把具有多个汽缸的汽轮机拆了,一部分放到了锅炉上去。事实上,700摄氏度的技术主要就贵在管道,放到锅炉上后,高温高压管道的长度就只是原来的10%至20%。不但能大幅度降低投资,而且管道短了,阻力变小,散热损失小了,效率也更高了。
冯伟忠认为,这种高低位分轴布置会改写世界发电厂的历史,接下来发电厂的设计格局可能会发生全新的改变。如果今后发展700摄氏度的机组,这也将是唯一的选择,冯伟忠称,“因为它极大地减少了管道的数量。”
实际上,冯伟忠自提出该想法至今已近十年之久,最初的规划地址就在外三。
2007年,冯伟忠提出了高低位分轴布置方案;2009年3月,外三启动了“外三9号机”(备注:即“251工程”)的工程化研究;2011年,中国电力工程顾问集团组织专家进行论证;2015年3月,该项目通过国家能源局组织的专家技术评审。不过,因为沿海地区控制煤电政策等原因,该项目最终落地安徽淮北平山电厂。
2015年9月,安徽省电力公司电力经济技术研究院通过了对淮北平山电厂二期1×135万千瓦新型高效、洁净、低碳发电机组工程初步可行性研究报告的评审。
2016年1月,淮北平山电厂二期工程项目获批国家火电示范工程。论证结果显示,该项目采用的双轴汽轮机高低位布置技术方案可行,可减少高中压管道长度而降低投资,减少压降和降温损失进而降低能耗,热耗指标为世界先进水平,属于创新技术,技术和装备能够自主化设计和制造,具有良好示范作用。
2016年6月,申能集团所属申能股份投资的市外发电项目,成立了安徽淮北平山电厂二期工程筹建处。
2016年10月,淮北平山电厂二期工程正式开工奠基。
2017年1月,申能股份(600642)公告,公司收到安徽省发改委批复,公司全资控股的安徽平山电厂二期工程国家示范项目已获核准。该项目动态总投资53.9亿元,其中项目资本金占20%,约10.8亿元。
如今,即将于今年8月份正式动工的淮北平山电厂二期工程,计划于2020年投产,其投产后将成为火电界的新标杆,也将改变电厂百年来基本布局。
责任编辑:王灿澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 燃煤机组,外三,冯伟忠,火电厂,热汽轮机

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