全球首創！「上海火電創新技術」點石成金，「大限將至的」亞臨界機組「煥發新生」

近日，徐州華潤電力有限公司32萬千瓦3號機組高溫亞臨界綜合升級改造項目（以下簡稱「徐州項目」）一次性順利通過168小時滿負荷試運行，並舉行了移交生產交接儀式。這標誌著一台高能耗的老火電機組，通過「上海火電技術」改造，「脫胎換骨」成為一個低能耗、低排放的「環保機組」。

亞臨界機組改造需求巨大

這是國際上亞臨界機組大幅提效改造技術的一次重大突破，在國內有更多的類似機組亟待改造更新。據統計，截至2018年底，我國仍有約3.5億千瓦裝機容量的亞臨界機組，僅30萬千瓦等級的亞臨界機組就有近900台之多。該類機組額定工況下的供電煤耗普遍高於320克/千瓦時，其中相當部分機組的煤耗甚至超過340克/千瓦時，顯著高於超臨界和超超臨界機組。

2014年10月，國家能源局發布了「六年行動計劃」，規定到2020年，30萬千瓦機組的供電煤耗要低於310克/千瓦時。近年來，業內不斷提出針對亞臨界機組改造提效的各種技術方案，但都存在明顯的短板，有的節能量太小，有的投資過高、性價比太低。而到明年，六年行動計劃的大限將至，如此巨量的亞臨界機組將何去何從？

對於現役亞臨界機組的提效改造，申能公司旗下的上海申能電力科技有限公司總經理馮偉忠教授經多年研究，在2010年提出了「高溫亞臨界」改造技術路線，並在此基礎上研發了高溫亞臨界改造的技術方案及配套的系列技術，該方案的特徵是「高效和高性價比」。

華潤電力鑒於「高溫亞臨界綜合升級改造技術」的先進性和高性價比，率先與申能電力科技合作，在其標杆電廠——華潤徐州電廠3號機組上實施高溫亞臨界綜合升級改造。華潤徐州改造項目由申能電力科技總體負責，施工安裝由安徽電建二公司實施，汽輪機本體改造設備由西門子供貨。在華潤電力控股及華潤徐州電廠的統籌管理下，項目於2017年4月啟動定製化設計，2018年12月開始施工安裝。在參建各方的努力下，鍋爐水壓試驗一次通過，機組專項啟動及汽輪機沖轉一次成功，機組併網一次成功，高動量沖洗圓滿成功，168試運行也一次性順利通過。

「金點子」有何「制勝法寶」？

究竟是什麼「金點子」令這些面臨淘汰的老機組「起死回生」？高溫亞臨界系列技術，將常規亞臨界機組升級為高溫亞臨界，並輔助實施系列節能環保等創新技術的示範改造工程。改造後，機組主蒸汽和再熱蒸汽溫度由原來的538攝氏度均提高到600攝氏度，結合一系列的專項技術，將3號機組額定工況下供電煤耗降至低於287克/千瓦時，降幅超過31克/千瓦時，且低負荷下效率等性能的提升幅度更大。也就是說，改造後的機組效率水平超過全球現役所有超臨界機組和相當一部分超超臨界機組，不但遠超目前世界在役單機容量最大的美國130萬千瓦燃煤機組，甚至超過了美國效率排名第一的AEP公司於2012年投產的John W. Turk Jr電廠的60.9萬千瓦超超臨界燃煤機組。

改造後，3號機組除了效率大幅提升，在負荷靈活性、環保性和安全性等方面也得到了大幅提升。通常情況下，在機組蒸汽溫度提高至600度等級時，蒸汽側氧化和固體顆粒侵蝕問題會對機組效率和安全構成嚴重威脅。改造後，由於應用了度身定製的專項啟動、高動量沖洗等系列技術，機組長期高效安全運行得到良好保障，168試運期間根據在線數據測算，高中壓缸效率優於原設計值。同時，由於應用了彈性回熱和廣義回熱等系列技術，機組超低負荷下的煙氣脫硝系統運行、燃燒穩定性和機組效率水平均得到明顯提升，尤其是超低負荷運行能力得到質的提升，前瞻性地滿足了目前電網對於煤電靈活性日益嚴格的要求。此外，由於改造保留了鍋爐汽包和汽輪機調節級，保持了機組優良的調頻性能和運行傳統。

推廣價值極大

高溫亞臨界改造技術具有突出的先進性、很高的性價比和推廣價值。該技術如果能在我國全面推廣應用，按單台機組節能量至少30克/千瓦時測算，則年節能量將超過5000萬噸標準煤，減排二氧化碳大於1.35億噸，相應的二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物也會大幅減排。

華潤徐州電廠高溫亞臨界綜合升級改造項目的成功，是國際上亞臨界機組大幅提效改造技術的一次重大突破，也已引起國際上的廣泛關注。2017年，美國獲知申能電力科技的高溫亞臨界改造項目後，美國能源部出資，由美國國家電力研究院（EPRI）承擔了高溫亞臨界技術研究，但直到目前為止仍未取得突破。今年6月4-7日，國際能源署清潔煤中心在美國得克薩斯州休斯頓市召開了第九屆國際清潔煤技術大會，特邀申能電力科技專家作大會主題報告，而報告的重點正是高溫亞臨界技術，該報告取得了強烈反響，受到了國際同行的密切關注。

事實上，基於亞臨界機組在全球煤電裝機容量中佔據最大份額，該技術對於全球範圍內煤電機組的高效化發展和二氧化碳減排有著重大和深遠的意義。

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