安徽將建新型煤電機(jī)組：打破電廠百年傳統(tǒng)布局，煤耗世界新低
2017-07-13 14:17:45
摘要：如果中國所有的燃煤機(jī)組供電煤耗能降至251克 千瓦時，意味著什么?中國每年可節(jié)省約2 56億噸煤炭，節(jié)約資金上千億元，同時將降低二氧化碳排放近7億噸。
如今，這項有望刷新火電節(jié)能世界紀(jì)錄、降低溫室氣體排放的革命性技術(shù)，將一改百年來火力發(fā)電廠的基本布局，以二次再熱汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組高低位布置的方式，落地安徽淮北平山電廠，并即將動工建設(shè)。
7月12日，此前供電煤耗世界最低紀(jì)錄保持者——上海外高橋第三發(fā)電廠(下稱“外三”，由申能集團(tuán)控股)的掌門人、淮北新燃煤機(jī)組的主要設(shè)計者馮偉忠對記者表示，上述項目將于今年8月底正式動工?！渡昴馨不掌缴诫姀S二期工程環(huán)境影響報告書》顯示，該項目擬于2020年投產(chǎn)。
該新燃煤機(jī)組是一臺135萬千瓦的二次再熱超超臨界機(jī)組，核心是馮偉忠提出的“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”技術(shù)。機(jī)組設(shè)計供電煤耗為251克/千瓦時，被稱為“251工程”。在參數(shù)優(yōu)化后，該機(jī)組的額定工況凈效率將高達(dá)49.8%。
早先，“外三”曾以287.44克/千瓦時、282.16克/千瓦時……276.02克/千瓦時等低供電煤耗不斷刷新世界紀(jì)錄。要再大幅度降低煤耗，就得有新型汽輪機(jī)組技術(shù)。馮偉忠曾表示，其設(shè)計的“新型汽輪機(jī)組”改變了傳統(tǒng)電廠一百年來的設(shè)計格局，同時不需要專門為此開發(fā)新的設(shè)備以及材料。
馮偉忠稱，一克煤到底能夠發(fā)多少電，主要取決于熱力循環(huán)的情況，所以蒸汽壓力、溫度越高，理論上能夠發(fā)的電也就越多。這也是為什么發(fā)電技術(shù)會從低、中、高、亞臨界、超臨界到超超臨界，不斷地把蒸汽壓力和溫度提高。
現(xiàn)有超超臨界機(jī)組中的蒸汽已達(dá)到了600攝氏度，全球正在挑戰(zhàn)700攝氏度的大關(guān)。不過，在挑戰(zhàn)的過程中遇到了不少麻煩，特別是在材料方面。其此前介紹，一般的常規(guī)臨界溫度在540攝氏度，超超臨界機(jī)組在600攝氏度，材料價格翻了10倍左右;現(xiàn)在適用于700攝氏度材料，價格可能還要再乘以10。馮偉忠曾稱，“光高溫蒸汽管道就將占到造價增加的絕大部分，買這些700攝氏度的管道要幾十億元。”
汽輪機(jī)高低位雙軸布置示意圖圖片來自安徽淮北平山電廠二期工程籌建處
而馮偉忠的方法則是換個角度。西方自從汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)明之后，天經(jīng)地義地認(rèn)為布局就是汽輪機(jī)一定要放在一個廠房，鍋爐放在另一個廠房。但馮偉忠并不這么認(rèn)為。他覺著這是可以改變的，所以他提出高低位分軸布置方案，即把具有多個汽缸的汽輪機(jī)拆了，一部分放到了鍋爐上去。事實(shí)上，700攝氏度的技術(shù)主要就貴在管道，放到鍋爐上后，高溫高壓管道的長度就只是原來的10%至20%。不但能大幅度降低投資，而且管道短了，阻力變小，散熱損失小了，效率也更高了。
馮偉忠認(rèn)為，這種高低位分軸布置會改寫世界發(fā)電廠的歷史，接下來發(fā)電廠的設(shè)計格局可能會發(fā)生全新的改變。如果今后發(fā)展700攝氏度的機(jī)組，這也將是唯一的選擇，馮偉忠稱，“因?yàn)樗鼧O大地減少了管道的數(shù)量。”
實(shí)際上，馮偉忠自提出該想法至今已近十年之久，最初的規(guī)劃地址就在外三。
2007年，馮偉忠提出了高低位分軸布置方案;2009年3月，外三啟動了“外三9號機(jī)”(備注：即“251工程”)的工程化研究;2011年，中國電力工程顧問集團(tuán)組織專家進(jìn)行論證;2015年3月，該項目通過國家能源局組織的專家技術(shù)評審。不過，因?yàn)檠睾５貐^(qū)控制煤電政策等原因，該項目最終落地安徽淮北平山電廠。
2015年9月，安徽省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院通過了對淮北平山電廠二期1×135萬千瓦新型高效、潔凈、低碳發(fā)電機(jī)組工程初步可行性研究報告的評審。
2016年1月，淮北平山電廠二期工程項目獲批國家火電示范工程。論證結(jié)果顯示，該項目采用的雙軸汽輪機(jī)高低位布置技術(shù)方案可行，可減少高中壓管道長度而降低投資，減少壓降和降溫?fù)p失進(jìn)而降低能耗，熱耗指標(biāo)為世界先進(jìn)水平，屬于創(chuàng)新技術(shù)，技術(shù)和裝備能夠自主化設(shè)計和制造，具有良好示范作用。
2016年6月，申能集團(tuán)所屬申能股份投資的市外發(fā)電項目，成立了安徽淮北平山電廠二期工程籌建處。
2016年10月，淮北平山電廠二期工程正式開工奠基。
2017年1月，申能股份公告，公司收到安徽省發(fā)改委批復(fù)，公司全資控股的安徽平山電廠二期工程國家示范項目已獲核準(zhǔn)。該項目動態(tài)總投資53.9億元，其中項目資本金占20%，約10.8億元。
如今，即將于今年8月份正式動工的淮北平山電廠二期工程，計劃于2020年投產(chǎn)，其投產(chǎn)后將成為火電界的新標(biāo)桿，也將改變電廠百年來基本布局。（澎湃網(wǎng) 王燦）
