煤炭是我國(guó)主要的能源資源,在一次能源中所占比例超過(guò)70%,為世界上比例最高者。僅2005年,我國(guó)煤炭消費(fèi)就超過(guò)21億噸。筆者從日前召開的第二屆中國(guó)國(guó)際脫硫脫硝技術(shù)與設(shè)備展覽會(huì)暨技術(shù)研討會(huì)上了解到,在我國(guó)消費(fèi)的煤炭中,70%以上是以燃燒方式消耗的,其中火力發(fā)電廠是主力軍,這造成我國(guó)酸雨和二氧化硫污染十分嚴(yán)重。
到2010年,我國(guó)的火電機(jī)組總?cè)萘繉⒊^(guò)4億千瓦,屆時(shí),煤炭仍將是我國(guó)的主要能源資源。不過(guò),煤電的發(fā)展始終面臨著煤炭、水、土地等資源的制約及環(huán)境容量的限制。其中,日益嚴(yán)格的環(huán)保要求將是煤電發(fā)展的最大障礙。近年來(lái),我國(guó)政府連續(xù)頒布了二三十個(gè)文件,制定了明確的二氧化硫減排目標(biāo)。因此以燃煤為主的中國(guó)必須發(fā)展符合國(guó)情的煤電技術(shù)。煤電發(fā)展新趨勢(shì)
目前.我國(guó)煤電機(jī)組平均發(fā)電煤耗為374克/千瓦時(shí),高于世界先進(jìn)水平55克,因此。提高煤轉(zhuǎn)化效率,節(jié)約煤炭資源,是未來(lái)煤電發(fā)展的重要目標(biāo),是實(shí)現(xiàn)煤電可持續(xù)發(fā)展的重要保障。
提高電廠煤炭利用效率的途徑,主要是提高發(fā)電設(shè)備的蒸汽參數(shù)。隨著科技的進(jìn)步,煤電的蒸汽參數(shù)已由低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界、高溫超臨界,發(fā)展到了超超臨界和高溫超超臨界;發(fā)電凈效率也由低壓機(jī)組的20%,增加到了超超臨界機(jī)組的48%:發(fā)電煤耗從500克/千瓦時(shí)下降到了250克/千瓦時(shí)。
機(jī)組運(yùn)行壓力、溫度的提高帶來(lái)的變化是連鎖的,電站鍋爐、汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)的提高使汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)效率提高,同時(shí)又要求輔機(jī)技術(shù)相應(yīng)提升,這樣.鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)與輔機(jī)的連動(dòng)提升了整個(gè)機(jī)組的效率。通常機(jī)組效率每提高1%,二氧化碳的排放就會(huì)減少2%。如果超超臨界機(jī)組能比常規(guī)亞臨界機(jī)組效率提高7%,二氧化碳的排放量就可以減少14%。因此,我國(guó)發(fā)電設(shè)備行業(yè)應(yīng)大力發(fā)展百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)與產(chǎn)品,并切實(shí)加強(qiáng)煤電廠的優(yōu)化設(shè)計(jì),將節(jié)能降耗前移。
現(xiàn)今。我國(guó)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組,平均發(fā)電效率在35%左右,發(fā)電煤耗在374克/千瓦時(shí)左右:國(guó)產(chǎn)亞臨界機(jī)組的發(fā)電效率在38%左右,發(fā)電煤耗在350克/千瓦時(shí)左右;引進(jìn)的60萬(wàn)千瓦超臨界機(jī)組的發(fā)電效率在39%左右,發(fā)電煤耗在310克/千瓦時(shí)左右;超超臨界機(jī)組的發(fā)電效率在44%左右,發(fā)電煤耗在256克/千瓦時(shí)左右。
由此可見,提高超臨界、超超臨界機(jī)組的比例,是整體提高煤電機(jī)組效率的有效途徑之一。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年,我國(guó)煤電裝機(jī)容量將新增2.4億千瓦,如果新增煤電機(jī)組的90%都采用超超臨界發(fā)電技術(shù),那么我國(guó)每年可減少二氧化硫排放180萬(wàn)噸左右,減少氮氧化物排放90萬(wàn)噸左右,這相當(dāng)于2001年我國(guó)發(fā)電企業(yè)排放總量的23%。[page]
群雄發(fā)力
超大容量高參數(shù)超超臨界機(jī)組開發(fā)需要投入大量資金、設(shè)備和人力,對(duì)金融、鋼鐵、煤炭、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)也會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。目前,歐盟正在執(zhí)行發(fā)展下一代高效超超臨界機(jī)組的研發(fā)計(jì)劃(“Thermie700計(jì)劃”),一旦成功,機(jī)組的供電效率可相應(yīng)提高到52.5%左右。我國(guó)也在探索并推廣應(yīng)用大容量、高參數(shù)、高效率、低污染、高可靠性、經(jīng)濟(jì)性的先進(jìn)發(fā)電技術(shù)。截至今年6月底,上海電氣集團(tuán)、哈爾濱電站集團(tuán)、東方電氣集團(tuán)已簽訂16套100萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組合同,哈爾濱電站集團(tuán)已簽訂10套60萬(wàn)~66萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組合同。
筆者注意到,面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)這塊誘人蛋糕.美國(guó)GE、德國(guó)西門子、法國(guó)阿爾斯通、日本三菱等跨國(guó)公司正在通過(guò)合資控股和輸入技術(shù)等手段開拓我國(guó)發(fā)電設(shè)備市場(chǎng),目前和以三大動(dòng)力為代表的我國(guó)發(fā)電設(shè)備企業(yè)展開了激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
美國(guó)福斯特惠勒公司去年宣布斥資1500萬(wàn)美元擴(kuò)建其控股的廣東新會(huì)福斯特惠勒動(dòng)力機(jī)械有限公司廠房,以擴(kuò)大其超臨界、超超臨界機(jī)組產(chǎn)能。今年10月,該廠房將投產(chǎn)并成為該公司全球電站鍋爐制造基地。阿爾斯通今年上半年相繼合資并控股武漢鍋爐廠、北京重型汽輪電機(jī)廠,將其作為亞洲生產(chǎn)基地并主要生產(chǎn)60萬(wàn)千瓦超臨界及100萬(wàn)千瓦超超臨界發(fā)電機(jī)組。另外北京巴威鍋爐廠已能生產(chǎn)60萬(wàn)千瓦超臨界鍋爐。并已開始在國(guó)內(nèi)參與60萬(wàn)千瓦超臨界、100萬(wàn)千瓦超超臨界電站鍋爐的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)??梢钥闯?,超臨界、超超臨界機(jī)組已成為發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。筆者認(rèn)為,誰(shuí)能創(chuàng)新理念,誰(shuí)能更快地消化吸收、掌握核心技術(shù),創(chuàng)造自主品牌,誰(shuí)就能奪得市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
(本文作者系中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)電設(shè)備專家組成員)