申能平山电厂二期国家节能减排示范工程通过国家验收

2023-11-06 17:42 由环球网发表于 #能源

2023年10月31日，“申能安徽淮北平山电厂二期国家节能减排示范工程----1350MW高低位双轴布置二次再热超超临界发电机组”（下称“平二高低位高效机组”），顺利通过国家验收。平二高低位高效机组的示范成功，让我国登上世界发电技术高峰，为我国电力事业发展及实现“双碳”目标具有重要意义。

平二高低位高效机组单机容量全球第一，效率全球第一，各项指标的世界领先（皆优于设计指标）：负荷工况100%时，供电煤耗为249.31克标准煤/千瓦时（设计供电煤耗251克标准煤/千瓦时）；工况75%时，供电煤耗为251.98克标准煤/千瓦时。机组低负荷时也能实现高效，灵活性调节负荷至19%时仍能稳定运行。

与此同时，该机组还具有快速甩负荷(FCB)技术，能在突发性故障导致电网崩溃时，立即转入只带厂用电的“孤岛运行”方式，并在电网故障切除后立即对外恢复送电，从而能杜绝大停电一类的灾难性电网事故。

251工程集成了上海申能电力科技冯伟忠教授多年潜心研究的节能减排系列创新技术：

首先是高低位分轴布置，平二高低位高效机组汽轮机高压缸、次高压缸布置在82米高位平台，与锅炉出口联箱就近连接，将原来需要的200多米高温高压管道，缩短为15米的连接管道，温度和压力损耗大大减少，机组效率大幅提高，从而使得用600℃的材料和设备，实现并超过国外尚在研发中的700℃的发电效率。

平二高低位高效机组还解决了超大容量机组的辅机设计制造的诸多难题。采用台板整体弹簧隔振，解决高位汽轮发电机的振动问题；采用浮动联箱创新技术，解决高位机与锅炉出口联箱间热应力吸收问题；采用基于启动阀的高位机单独启动技术，解决高低位机的启动冲转并网问题；采用基于三线圈变压器的电磁绑定技术等，解决高位机因转动惯量小而可能引起的超速问题。

此外，平二高低位高效机组还采用了基于蒸汽加热的静压上水和快速点火启动技术；基于广义回热的低氧低氮稳燃技术和超低负荷运行技术等；能在20%负荷下运行时，确保环保等各项运行特性；基于广义回热的一次风空预器及单一次风机技术；基于蒸汽加热及高动量冲洗的SPE防治系列技术；二次再热机组的中、低负荷提效系列技术；基于中低温省煤器的烟气余热利用及低低温除尘系列技术，以及基于变频发电机与给水泵二合一的广义变频中心技术。

平二高低位项目工程各项指标均达到或优于设计指标。

平二高低位高效机组这一国家节能减排示范工程的成功实施，印证了西门子火力发电集团总裁罗兰·菲舍尔博士的话，使中国成为世界火力发电技术的权威，平二工程开工仅3个月就在POWER-GEN国际会议上获得了第五届皮博迪年度全球洁净煤领导者奖。

上海申能电力科技冯伟忠教授研发的系列创新技术，不但可以用于新建机组，还可以普遍应用于在役机组的升级改造。在华润徐州电厂320MW机组进行的“高温亚临界综合升级改造”，也取得了创新的巨大成功，改造后机组额定工况供电煤耗平均为285克标准煤/千瓦时，比改造前下降了35克标准煤/千瓦时，达到超超临界机组水平，机组还具有20%-100%负荷的深度调峰能力。华润徐州电厂因此而获得2021年度国际顶级电厂奖。该技术已被国家发改委和国家能源局在《全国煤电机组改造升级实施方案》中，列为“十四五”现役机组改造的重点推荐技术。此项技术对我国占煤电装机三分之一的高煤耗亚临界机组升级改造，进一步提高我国发电技术整体水平，具有重大意义。

在高低位发电技术示范应用基础上，中国能源研究会还邀请能源领域院士、专家已对申能电力科技有限公司研发的汽轮发电机本体全高位单轴布置二次再热超超临界技术方案进行了评审，该技术是在平山二期1350MW高低位分轴布置技术基础上的优化升级版。660MW全高位单轴二次再热超超临界机组，通过进一步优化系统和参数，设计供电煤耗仅有245克标准煤/千瓦时，这将突破50%净效率的历史性大关，可提前实现国家科技部和能源局提出的高效清洁煤电发展2030年目标。

据统计，截至2022年，我国煤电机组总装机容量11.23亿千瓦，其中超超临界机组约2.92亿千瓦，超临界机组约2.85亿千瓦，亚临界机组约3.56亿千瓦，亚临界以下机组约1.9亿千瓦，均存在较大的节能减碳空间。超超临界机组通过实施节能降耗改造，机组在平均负荷下供电煤耗可降低10g/kWh以上。亚临界机组通过综合升级改造，额定工况下供电煤耗可降低30g/kWh左右，且能同步实现20%深度调峰。如果利用申能电力科技先进节能降耗技术，对不同类型机组实施改造，则全国11.23亿千瓦装机的煤电机组，平均节能量按最保守的估算也可达28.5g/kWh。据国家统计局公开数据，2022年我国总发电量为83886.3亿度，其中煤电占比58.4%，折算为48990亿度，则对应的节能量为每年节约标煤1.4亿吨，对应减少二氧化碳排放约3.8亿吨，由此，煤电行业每年至少可以增加经济效益1610亿元。由于改造可使机组同步实现20%深度调峰，对应全国11.23亿千瓦煤电机组，可腾出1.68亿千瓦的深调容量，可以支撑新建8.42亿千瓦的风光新能源发电容量。

电力创新技术的全面推广，可以有效降低我国未来新建煤电机组的煤耗，实现在役机组大幅提效降耗，同时有力支撑电网对于风光新能源的消纳，支撑建立新型电力系统，创造巨大的减碳空间和经济效益。