上海外高橋第三發電公司供電煤耗屢創世界新紀錄

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上海外高橋第三發電公司全貌。

今年前6個月，每千瓦時平均供電煤耗274克，這是上海外高橋第三發電公司控制中心顯示的數據。將這一煤耗折算，機組額定工況的淨效率超過46.5%。這個數據意味著，該發電廠的每度電煤耗為全球最低，再次創造了世界新紀錄。

外三公司在煤耗不斷降低的同時，完成了減排的各項指標。綜合排放水平不但遠優於嚴格的新版國家標准，甚至優於燃氣輪機的排放標准。

煤耗最低，環保指標更好，怎麼做到的？“不斷自主創新、勇於突破的結果。”外三公司總經理馮偉忠說。

年節約標准煤可達42萬噸

被評為“國家煤電節能減排示范基地”

作為國有企業申能股份旗下的發電企業，上海外高橋第三發電公司是中國首批國產百萬千瓦火力發電工程之一，建設規模為兩台100萬千瓦超超臨界燃煤發電機組（蒸汽溫度達600℃、壓力超過25兆帕的火電機組）。兩台機組2008年建成投產，設計年發電量為120億千瓦時。

從電廠建設期至今，外三廠持續開展了20多項重大技術創新項目，解決了一批傳統火力發電及環保技術的瓶頸問題，破解了“蒸汽氧化與固體顆粒侵蝕”“低負荷退出脫硝”等一系列重大難題，使兩台機組的節能減排和安全運行水平得到質的飛躍，機組的能效和環保水平在世界上領先。

外三廠投產后，每度電煤耗不斷刷新世界紀錄：2008年，實際運行供電煤耗為287.44克/千瓦時﹔2014年，供電煤耗達到了277.98克/千瓦時。按今年兩台機組的實際平均運行效率推算，機組含脫硫、脫硝的額定淨效率已超過了46.5%，這與國外尚在研究的下一代700℃高效超臨界機組的期望效率相當。

數據還顯示，外三廠目前的煤耗，僅相當於我國火電廠平均煤耗的86%。按今年預計的發電量推算，與全國平均水平相比，外三廠年節約標准煤達42萬噸。

去年10月，國家能源局授予外三廠我國唯一的“國家煤電節能減排示范基地”稱號。

突破脫硫、除塵、脫硝技術瓶頸

各項污染物排放大幅降低

降低煤耗，還要實現減排目標，這是電廠面臨的難題。“減排”與“節能”就像魚與熊掌一樣，往往難以兼得。減排二氧化硫等污染氣體，是要付出相當多的能耗的。發電廠傳統的脫硫系統就是典型的“耗能減排”，其耗電量達到發電量的1%甚至更多。

為了大幅降低脫硫系統的能耗，使脫硫系統兼顧“減排”和“節能”，外三廠研究出了能顯著降低脫硫運行成本、實現脫硫綜合能耗平衡的新技術，即“零能耗”脫硫系列技術。其基本思路是：在煙氣脫硫之前，將其中的熱能通過特殊裝置加以回收，並送回熱力系統再發電，以彌補脫硫系統的電耗，再輔以相應的節電技術，最終使脫硫系統的節能量與耗能量達到平衡甚至結余，實現“零能耗”脫硫的目標。

2013年，外三廠採用自主創新的技術對脫硫系統進行了增效改造。改造后的脫硫效率顯著提升，今年1—8月，二氧化硫的平均排放為14.85毫克/每立方米標准單位，遠低於燃氣輪機35毫克/每立方米標准單位的國家標准。

除塵，是發電廠面臨的另一道難題。外三廠通過一系列綜合優化和科技創新技術，包括機組節能、低氧燃燒技術等，減少機組煙氣量18.4%，顯著提高了電除塵的效率。

在此基礎上，為進一步降低排放，外三廠對電場除塵器進行了節能增效改造，將原先的工頻電源改造為高頻電源，這是國內百萬千瓦級機組首次採用該技術。改造后，除塵效率大幅提升，煙塵排放量降低到原來的一半。此外，還專門開發了“中溫省煤器”技術，在節能的同時大幅降低了煙氣溫度，使靜電除塵器具備了“低低溫除塵”的條件，進一步顯著提升了除塵效率。

因目前的煙塵排放值已低至現有儀表的盲區以內，其顯示值已不能反映真實排放值，今年5月，外三廠邀請專業資質單位在現場用最新的“濾膜法”進行了實測，數據為0.74毫克/每立方米標准單位。新版《火電廠大氣污染物排放標准》規定，燃煤電廠重點區域特別排放限值的煙塵排放濃度為每立方米20毫克/每立方米標准單位。

目前發電廠普遍採用的脫硝技術為SCR（選擇性催化還原法），該技術存在著一個問題——機組在低負荷時（如機組發電負荷<50%），脫硝裝置必須退出，這曾是一個世界性難題。外三廠在國內百萬千瓦級機組中，第一個安裝了SCR脫硝裝置。針對低負荷退運這一難題，馮偉忠通過深入研究，結合鍋爐、汽輪機和熱力系統低負荷運行的特點，發明了“彈性回熱技術”。而后，又帶領團隊研發並將該技術成功投入運行。

應用該技術后，能在節能的前提下，使脫硝系統的投運率上升至近100%，大幅降低了氮氧化物排放量，徹底攻克了低負荷必須退出脫硝裝置這一難題。

自主創新贏得各方認可

新技術著力發電機組“綠化”

在馮偉忠看來，堅持不懈對國際火電前沿技術的發展方向進行跟蹤和研究，才可能有近年來的超越。馮偉忠研究出“高低位分軸布置的汽輪發電機組”設計技術，已獲得國家發明專利和美國發明專利。

這項技術可以利用現有的材料、設備和技術平台，使超超臨界機組在單位造價相當的前提下，機組效率再提高約5%。這一技術不但可應用於新建機組，還可為我國目前總裝機容量達3億千瓦的300兆瓦/600兆瓦臨界機組的升級換代，提供商業化技術改造的出路。在對該技術進行深入研究后，西門子火力發電集團產品業務部前首席執行官羅蘭·菲舍爾博士在其簽署的報告中稱：“本技術能大大提高火力發電機組的淨效率，是改革高污染發電行業成為低排放綠色產業的唯一機遇。”

近年來，華潤集團、神華集團、大唐集團等陸續與申能能源科技公司簽訂合作協議，採用外三公司的技術，改造發電系統。目前，已有部分項目完成技術改造並取得明顯成效。

華潤電力控股有限公司董事局主席兼總裁周俊卿介紹，去年年底前，銅山華潤5號1000兆瓦超超臨界機組改造完成，機組效率和節能降耗水平明顯提升。通過性能試驗及與未改造的6號機組對比，在同等工況下，供電煤耗實際降低值超過了10克/千瓦時，遠超合同約定的降低7.5克/千瓦時的預期。

外三公司的自主創新贏得了世界同行的認可。前不久，美國機械工程師協會專門邀請外三廠團隊在美國聖地亞哥舉辦學術報告專場。會后，會議執行主席克裡斯托弗在給外三團隊的評價報告中稱，“外三團隊成功地將前所未聞的能效提升與極低的環境影響結合在一起，同時使用創新的工程技術，解決了許多之前公認棘手的難題。”

人民網