自建院至今,中国能建中电工程华东院已走过70年的光辉历程。70年来,华东院始终秉承“精心设计、优质服务”的工作理念,紧紧跟随着电力行业改革步伐,适应国家发展的需要和市场变化的需求,与时俱进,砥砺前行。
随着碳达峰碳中和相关政策要求的提出以及新型电力系统的发展,2021年10月国家发展改革委、国家能源局发布关于开展全国煤电机组改造升级的通知(发改运行〔2021〕1519号)并制定《全国煤电机组改造升级实施方案》。我国发电和供热行业二氧化碳排放量占全国排放量的比重超过40%,是全国二氧化碳排放的重点行业。因此,进一步推进煤电机组节能降耗是提高能源利用效率、降低碳排放的有效手段,对实现电力行业碳排放达峰,乃至全国碳达峰、碳中和目标具有重要意义。
解锁煤电机组“三改联动”的密码
简单来说,“三改联动”就是深入煤电清洁、高效、灵活、低碳、智能化发展,全面梳理煤电机组煤耗水平,结合各机组实际情况,采用清洁高效燃煤发电技术,分类提出改造实施方案,对煤电机组进行技术改造。“三改”具体是指节能降耗改造、供热改造和灵活性改造。
节能降耗改造
节能降耗改造是指采用清洁高效燃煤发电技术,对供电煤耗在300g/kW.h标煤以上的煤电机组实施节能降耗改造,从而降低机组度电煤耗和二氧化碳排放。应用较多的节能降耗改造技术有亚临界升级改造技术、超临界升级改造技术、通流改造改造技术、0号高加技术、汽电双驱技术、烟气余热利用技术、冷端优化技术、水量动态平衡调节技术、集中供气技术等。
供热改造
供热改造是指结合清洁高效燃煤发电技术,鼓励现有煤电机组替代锅炉供热,逐步关停采暖和工业供汽小锅炉,降低二氧化碳排放,让现有煤电机组在发挥兜底保障作用的同时能够承担更多的供热负荷,包括工业蒸汽供热和热水供暖。应用较多的供热改造技术有减温减压型直接供热技术、压力匹配器型直接供热技术、抽汽背压机间接供热技术、汽电双驱间接供热技术等。
灵活性改造
灵活性改造是指采用清洁高效燃煤发电技术,提高煤电机组的灵活调节能力,为新能源消纳释放更多的电量空间,为加快构建以新能源为主体的新型电力系统做出积极贡献。应用较多的灵活性改造技术有深度调峰技术、宽负荷脱硝复合循环改造技术、给水调频技术、电化学储能技术、熔盐储能技术、污泥掺烧技术、先进在线检测技术、控制系统优化技术等。
“三改联动”下的机遇与挑战
2018年11月,华东院成功中标大唐国际吕四港发电有限责任公司高压供热系统优化改造EPC总承包项目,该项目是华东院第一个供热改造总承包项目,实现了华东院供热改造总承包业务“零的突破”。此后,2019年7月,华东院成功中标安徽马鞍山万能达发电有限责任公司二期供热增容改造总承包工程。2019年8月,华东院成功中标国家能源集团泰州发电有限公司泰兴经济开发区供热扩容改造EPC工程(厂区内热力系统供热改造)总承包项目。
泰州发电有限公司泰兴经济开发区供热扩容改造EPC工程(厂区内热力系统供热改造)总承包项目
2018年,华东院与宁波富士达公司合作开发了真空节能型圆盘干化技术,并设计完成了富士达二期含水率60%污泥的干化掺烧项目。2020年9月,华东院顺利中标苏州张家港市污泥干化EPC项目,日处理污泥900t/天,是目前最大市政污泥耦合发电项目之一。
苏州张家港市污泥干化EPC项目效果图
2019年11月,华东院成功中标国家能源集团宿迁发电有限公司供热改造总承包项目。
2020年8月,华东院成功中标国家能源集团蚌埠发电有限公司供热改造总承包项目。
2021年3月,华东院承接的国家能源集团浙江北仑电厂三期扩容提效改造EPC项目6号机组顺利通过“168”小时满负荷运行。该项目采用国内先进的、成熟的通流改造增容技术,不仅实现了机组节能降耗改造的目的,而且很大程度上提高了机组的经济性和运行灵活性。作为国内首台完成百万扩容提效改造机组案列,具有良好的示范意义和推广应用价值。
北仑扩容提效改造EPC项目通过168满负荷运行
2022年1月,华东院承接的安徽淮南洛能发电有限责任公司5号机机组综合升级改造-回热及烟气余热系统改造项目顺利完成竣工验收。该项目是国内首台600兆瓦超临界机组综合提效、升级为超超临界机组工程,改造模块包括汽轮机通流、锅炉受热面改造、高温主、再热蒸汽管道更换、回热系统优化、烟气余热利用等。该项目的策划实施积极响应国家能源战略和电力规划要求,具有良好的示范意义和推广应用价值。
2022年6月,华东院成功中标国家能源集团谏壁发电有限公司11、12号机组次中压汽对外供热系统扩容改造项目。
2022年12月,华东院成功中标国家能源集团泰州发电有限公司3号、4号机组一冷对外供热系统扩容改造工程总承包项目。
2023年3月9日,华东院参与承包的国家能源集团泰州发电有限公司2号机组“三改联动”+控制系统“三化”改造项目完成后首次性能考核试验结果出炉。数据显示,与改造前相比,机组综合供电煤下降14.46g/kW.h,THA工况下高压缸、中压缸效率分别提高7.27%和2.08%。该项目是国内首批百万千瓦机组汽轮机通流改造项目,也是行业内首个同时完成“三改联动”和控制系统“三化”改造项目。改造后机组保持连续安全稳定运行,整体能效处于同类型一次再热机组先进水平。
国家发改委和能源局联合印发《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》,旨在通过实施煤电机组改造升级,从节能降耗改造、供热改造和灵活性改造三个方面实现“三改联动”,进一步降低煤电机组能耗,提高灵活调节能力和清洁高效水平。华东院近三年承接的一系列单项总承包改造项目正好符合这一契机,为抢占煤电机组改造升级市场赢得了一定的先机。在未来的时间内,煤电将与非化石能源并存,煤电地位将由“主体”向“兜底”转变,煤电机组发电利用小时数逐年减少下降。面对高比例非化石能源发电的新时代,华东院将继续拓路、谋远、创未来,积极抓住“三改联动”这一契机,直面煤电机组清洁低碳化、深调灵活化、功能多元化和能源智慧化的改造技术挑战和机遇。
展望未来
长期以来,华东院始终积极响应国家政策号召,深耕燃煤发电技术之路,将技术发展方向逐渐从发电容量增长转向技术创新和可持续发展上,始终秉承“可靠、高效、绿色、节能”的设计理念。在火力发电节能、环保技术研究方面拥有大量专利技术,专业技术研究成果达到国际先进水平。在燃煤电厂节能环保领域,燃煤发电技术研究成果涵盖热力系统、设备选型、现场运行、材料应用等各个方面。其中汽电双驱供热技术、宽负荷高效回热技术、外置蒸汽冷却技术等清洁高效燃煤发电技术已成功应用于近30台燃煤发电机组。
煤电行业是我国电力领域中二氧化碳排放的重点行业。“双碳”目标下,我国进一步提出推动煤电机组“三改联动”。煤电机组“三改联动”如果实施得当,将极大地助力新型电力系统的构建,推动能源清洁低碳转型。目前华东院正在开展灵活高效燃煤发电原创技术策源地的建设,大量现役煤电机组的节能改造、供热改造和灵活性改造意义重大,也面临一系列的重大科技项目的攻关,华东院以科技引领,正在加大相关的科技攻关工作。华东院始终深耕清洁高效燃煤发电技术之路,推进燃煤发电技术蓬勃发展,在清洁、高效燃煤发电技术方面始终走在行业的前列。煤电机组“三改联动”正当时,华东院将结合自身技术实力优势,与各大电力集团有机合作,坚持煤电兜底保障底线思维,确保电力安全,针对不同电厂、不同机型,科学制定“三改联动”改造方案,为加快构建以新能源为主体的新型电力系统做出积极的贡献。
七十年与时俱进,七十载砥砺前行,华东院将紧紧抓住“三改联动”的机遇、直面挑战,努力实现“技术领先、实力雄厚、诚实守信,打造具有高端引领能力的国际一流工程公司”的公司战略愿景。