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上海外三创造节能减排世界纪录

发布时间:2019-11-30 09:12:24

上海 “外三”创造节能减排世界纪录,

冯伟忠和他的团队创造的“高低位分轴布置的汽轮发电机组”。 本报 张海峰 摄

■本报 陈玺撼 本报实习生 方舟

本月中旬,国际能源署清洁煤中心的火电年会将落户申城。

其实,开会只是个形式,国内外火电专家不远千里齐聚上海,一个重要因素,是想看看上海申能公司旗下外高桥第三发电有限公司(以下简称“外三”)两台“世界标杆”发电机组年均供电煤耗为276克/千瓦时,再见见“传说”中的掌门人冯伟忠,以及冯伟忠的最新发明“高低位分轴布置的汽轮发电机组”。

“五大三粗”的发电机组,如此诱人?原来,在现有材料、技术和设备条件下,用了这项“高低位分轴布置”的新发明,新建超超临界燃煤发电机组的供电效率可达48.9%,设计供电煤耗约251克/千瓦时。而欧洲公认的前“世界之最”丹麦NORDJYLLAND电厂3号机组的实际供电煤耗是286.08克/千瓦时,号称日本供电效率最高的勿来电厂25万千瓦整体煤气化联合循环机组,目前满负荷下供电煤耗292.5克/千瓦时。要知道,差了10克/千瓦时,在煤电行业就等于落后了整整一代。

如此惊世,冯伟忠也就不“假谦虚”了:“客气地说,我们目前的水平,是欧洲的明天,亚洲的后天。不客气么,如果高低位分轴布置的汽轮发电机组得以建成,则可甩开国外同行20年以上!”

“脑筋急转弯”造奇迹

目前,随着节能减排压力的不断加大,火电行业将目光转向了“二次再热”技术。所谓再热,即汽缸的排汽通过管道回到锅炉,再次加热后送回汽轮机再发电。两次再热就是再增加一次这样的来回。如此多次循环,可以进一步提升供电效率。

不难想象,蒸汽循环流动,需要体积和数量庞大的管道来支撑,然而这一特性,却成了阻碍700摄氏度等级超超临界发电技术发展的“死穴”。因为能够长期耐受700摄氏度高温蒸汽运行的镍基金属材料价格昂贵,几根管子的造价就可以占到整个电厂投资的1/4。以此建造一个700摄氏度机组的成本,在外三几乎可以造两个600摄氏度机组。

冯伟忠给算了笔账,若建设两台100万千瓦的700摄氏度机组,至少多投60多亿元,按其可以降低20克/千瓦时的煤耗测算,年均节省燃煤是1亿多元,“将近60年才能收回成本,谁肯干?”

因此10多年来,几乎所有火电大国都只能望“700摄氏度”兴叹,在高温高压材料研制上止步不前。欧盟原计划2011年启动的德国50万千瓦700摄氏度示范项目近期也宣告流产。

中国独辟蹊径:为何不能用现成的“600摄氏度”,创造“700摄氏度”的效果呢?“老外不大容易‘脑筋急转弯’。”冯伟忠这样比喻自己发明“高低位分轴布置的汽轮发电机组”的过程,“在别人眼里,发电机组是不可分割的整体,我却硬要把高、中、低压缸模块拆散并错落布置。”

在国外同行眼里,“密斯特冯”是“疯”了。

站在外三展示厅内,设计一目了然:汽轮发电机组的高温高压缸和第一中压缸被直接搬到了80米高处,紧挨着锅炉的蒸汽出口,蒸汽在高压缸中做功后,得以就近返回锅炉进行二次加热,来回两次后,再经由管道送至常规位置的低压轴系继续发电。 下转2版

(上接第1版)这一招,可以将原先用于运输蒸汽的管道从5条减为1条,跳过了高价管道的世界性难题。没了大量复杂的管道铺设,厂房也显得干净整洁。当然,与管道相随的阻力和散热损失也大幅下降,机组效率随之提升。冯伟忠接下来要做的,就是说服制造商西门子把汽轮机拆开来造,并让锅炉制造商阿尔斯通允许这种“疯狂的行为”解决汽缸和锅炉“短兵相接”后的热膨胀和热应力难题。不过,这些问题都已有了妥善的解决方案。

发电厂也“玩”服务业

不过,对于外三屡屡缔造的奇迹,也有不屑者:“火电玩来玩去,不就是省个煤么?”

冯伟忠和他的团队还真搞出了点其他名堂把外三的火电技术打包成“样板房”,向市场上搞“创新技术服务输出”。去年9月和今年1月,外三分别与中国华润电力控股有限公司和中国神华集团合作,负责对方既有燃煤机组的技术改造、新建机组的节能优化等项目。今天又将与大唐集团签署了合作协议。这三家合作伙伴的燃煤发电装机容量,合计逾2亿千瓦,约占全国总量的1/6。

冯伟忠认为,这样的技术推广前景无限,有望在未来形成一个成熟产业。目前,我国每年燃煤发电量在4万亿千瓦时左右,如果全国电厂采用外三技术,每年能少烧1亿多吨标煤,取得的经济效益将是天文数字。此外,火电煤耗的不断下降使得电价控制在相当稳定的区间内; 还能有效减少空气中PM2.5的生成。

“坚定不移走市场化道路,以充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,来更好保障能源安全和能源供应。”这是市领导近期视察外三时提出的期许。

最快今年底明年初,装有“高低位分轴布置的汽轮发电机组”的135万千瓦二次再热双轴机组,有望在外三扩建的场地上开展示范性项目建设。该机组一旦建成投运,将成为全球火电节能降耗的“样板房”,外三的“技术服务业”也将更上一层楼。

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