超超臨界發電技術變革時代來臨

中電新聞網記者 馮義軍

“在當前高效一次再熱發電技術多處落地，二次再熱發電技術即將實現，高效二次再熱發電技術蓄勢待發的格局下，超超臨界發電技術亟待創新變革、科學推動。”在1月7日由中國動力工程學會主辦、中國電力科技網承辦的“超超臨界機組技術交流2014年會”上，中國電力科技網CEO魏毓璞向記者表示。

發展高參數大機組，是國家節能減排戰略的關鍵組成部分之一。我國已是全球超超臨界機組最多的國家，數量遠超其他國家的總和，建設速度前所未有，且仍將高速發展。

大唐電科院華東所高級工程師蔣尋寒在會上建議：“發展700攝氏度發電技術尚需時日。因此，完善超超臨界發電技術，包括改進超超臨界汽輪機及熱力系統的設計和運行，降低機組能耗，是今后的重要課題。”

煤炭清潔高效利用呼喚“超超臨界”

“現在國家提出的推動能源革命，我覺得這不是革煤的命，不是去煤化。”清華大學熱能工程系教授毛健雄在會議上強調。記者注意到，《能源發展戰略行動計劃 （2014~2020年）》中提出“堅持發展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉”的要求。此前，國家能源局副局長史玉波在2014年兩會期間接受媒體采訪時曾表示，要把煤炭的清潔高效利用與發展新能源擺在同等重要的位置。

“并舉”、“同等重要”這些關鍵詞透露出了煤炭清潔高效利用的重要性。

《能源發展戰略行動計劃 （2014~2020年）》在“清潔高效發展煤電”章節中強調：“轉　  變煤炭使用方式，著力提高煤炭集中高效發電比例。”另外，在“科技創新”方面，該計劃明確了包括“高參數節能環保燃煤發電”在內的20個重點創新方向。隨著材料技術的不斷進步和熱能動力理論的日臻完善，蒸汽的參數經歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界直至超超臨界的發展過程。隨著能源清潔化的發展要求日益迫切，日臻成熟的超超臨界發電技術正在全面登場。

《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014~2020年）》要求，新建燃煤發電項目原則上采用60萬千瓦及以上超超臨界機組。

這透露出，超超臨界發電技術已經成為燃煤發電領域的主流方向和重大選擇。

“當前，應該全面推進亞臨界機組改造為超（超）臨界機組的技術研發，在技術成熟時積極推動改造。”毛健雄建議。“我國超超臨界機組技術經歷了10年左右的引進消化發展，如今走到了通過自主研發進行升級換代的十字路口。”西南電力設計院付煥興認為。

技術路線選擇呈現多樣化

“國內超超臨界機組的主要發展方向有三方面：二代高效一次再熱機組、超大容量120~130萬千瓦機組、二次再熱機組。目前，各大集團關注的重點是二代高效一次再熱機組。”蔣尋寒告訴記者，“總體上，一次再熱的超超臨界機組設計尚未達到成熟階段，二次再熱剛起步，都需要大量摸索。”上海外高橋第三發電有限責任公司總經理馮偉忠說：“隨著效率的提高，發電機組的單位造價也在不斷攀升，特別是二次再熱機組，雖然已屬成熟技術，但系統復雜，投資高。在目前的技術條件下，與一次再熱相比，其獲得的效率收益難以補償投入的增加。”馮偉忠開創性地采用高、低位汽輪發電機布置方式，使效率更高的二次再熱技術發揮出了競爭優勢，為下一步發展700攝氏度計劃提供了潛在的、極具競爭力的解決方案。“它既能突破下一代更高參數大容量的高效超臨界機組的發展瓶頸，又可為亞臨界、超臨界機組的升級改造提供新的出路。”2014年年底投產的華能長興電廠是目前國內參數最高的超超臨界發電機組，其采用的是高效一次再熱技術。參與過中電投田集電廠等高效一次再熱超超臨界發電技術研發的上海鍋爐廠有限公司副總經理徐雪元告訴記者：“一次再熱整體上是比二次再熱成熟的技術，國家強調的是推進二次再熱示范工程的建設。”據他介紹，我國首個采用二次再熱的電廠國電泰州電廠即將于今年二季度投產發電。

“全面掌握擁有自主知識產權的600攝氏度超超臨界機組設計、制造技術，加快研發700攝氏度超超臨界發電技術。推進二次再熱超超臨界發電技術示范工程建設。適時開展超超臨界循環流化床機組技術研究。推進亞臨界機組改造為超（超）臨界機組的技術研發。”《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014~2020年）》中這樣強調。

重大技術創新蓄勢待發

“布連電廠采取了相應的輔機設備可靠性提高措施，機組投產一年多來，未發生單列輔機引起的停機故障。事實證明，輔機單系列布置是可靠的。”國電建投內蒙古能源有限公司布連電廠副廠長劉曉鵬講道。

電力規劃設計總院院長趙潔曾表示：“布連電廠的輔機單列，將影響到火電規程的調整，引領整個行業的進步。這啟迪我們，要調整我國火電廠的建設方式，采用集約高效的能源基地模式，推動未來火電項目的開發建設。”“分散控制系統、現場總線技術、優化控制系統、機組自啟停系統、數字化電廠等這些大型電廠自動化出現的問題是超超臨界發電技術創新驅動的重點。”中國能源建設集團工程研究院副院長許繼剛認為。

中電投河南電力公司技術研發中心首席專家尹金亮，針對我國100萬千瓦機組參與電網深度調峰，低負荷時處于亞臨界運行的實際情況，提出以現有100萬千瓦超超臨界機組為基礎，研發100萬千瓦高效寬負荷超超臨界技術路線。據了解，這一國家科技計劃高新技術領域2015年備選項目的目標是，當負荷效率與現有超超臨界機組相當，在50%THA負荷下機組效率提高不低于3個百分點。

“我國是100萬千瓦超超臨界燃煤機組裝機容量最大的國家，但設備性能未得到充分發揮?，F役超超臨界機組的進一步節能可以利用優化控制技術實現。”在魏毓璞看來，超超臨界發電技術變革的時代即將到來。