接近燃?xì)獍l(fā)電水平的燃煤發(fā)電技術(shù)是怎樣的？

早在兩千多年前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，煤炭就作為燃料為人類所用，如今，我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量位居世界前列，全國(guó)能源消費(fèi)中近七成是煤炭。相信在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭仍將是中國(guó)能源發(fā)展的主力軍。

然而，在日益嚴(yán)峻的環(huán)境壓力下，如何加快燃煤發(fā)電技術(shù)升級(jí)，讓燃煤發(fā)電實(shí)現(xiàn)“自我逆襲”是發(fā)電行業(yè)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。GE發(fā)電人憑借百年經(jīng)驗(yàn)積累及對(duì)現(xiàn)有材料的刻苦研究，為提升燃煤發(fā)電技術(shù)配制了一味良藥，助力其提效減排，這就是GE先進(jìn)的超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)――SteamH!

SteamH技術(shù)面面觀

SteamH到底為何方神圣?它橫空出世的背后經(jīng)歷了怎樣的蛻變?它會(huì)給燃煤電廠帶來怎樣的變化?

在過去一百多年，GE不斷通過技術(shù)革新，優(yōu)化燃煤機(jī)組能效，從亞臨界到超超臨界再到現(xiàn)在的先進(jìn)的超超臨界技術(shù)，一次次地突破技術(shù)壁壘，將燃煤發(fā)電性能提升至新的高度。

SteamH是GE發(fā)電率先推向市場(chǎng)的先進(jìn)的超超臨界技術(shù)，是為燃煤電廠量身定制的提質(zhì)增效整體優(yōu)化方案，它集結(jié)了先進(jìn)的超超臨界蒸汽發(fā)電技術(shù)和數(shù)字化應(yīng)用成果，全面提升燃煤機(jī)組的技術(shù)參數(shù)，其中以鍋爐技術(shù)的突破最為關(guān)鍵，鍋爐參數(shù)達(dá)到：主蒸汽壓力>320bar，主蒸汽溫度>620攝氏度，再熱蒸汽溫度≥630攝氏度。應(yīng)用SteamH技術(shù)的燃煤電廠有望實(shí)現(xiàn)50%的發(fā)電效率，可靠性與可用性能夠達(dá)到99%和96%，同時(shí)，機(jī)組靈活性能夠大幅提升，啟動(dòng)時(shí)間減少一半、負(fù)荷靈活性范圍達(dá)20%-100%;預(yù)計(jì)能為燃煤電廠帶來最高1.3億美元的增益。

2017年11月，GE宣布將提供全球首臺(tái)1350MW超超臨界二次再熱燃煤鍋爐，占據(jù)多個(gè)全球之最的它，可謂一鳴驚人，讓我們來看張“清單”，了解SteamH的通關(guān)絕技：

• 超大的全球單機(jī)容量：SteamH亮相的平山二期項(xiàng)目單機(jī)容量達(dá)1350MW，是截至目前全球已建和在建燃煤電廠項(xiàng)目中單機(jī)容量最大的機(jī)組。

• 超高的蒸汽參數(shù)：平山項(xiàng)目中SteamH的蒸汽參數(shù)也是目前全球已建和在建項(xiàng)目中最高的。

• 超強(qiáng)的煤炭資源利用率：通過SteamH，電廠每度電煤耗可由目前的265-275克標(biāo)煤優(yōu)化到每度電249-251克標(biāo)煤，氮氧化物的排放量也近燃?xì)鈾C(jī)組水平。

• 超乎尋常的提效減排：SteamH可使燃煤電廠效率有望接近50%，輔以數(shù)字化利器，幫助燃煤電廠實(shí)現(xiàn)最大效益和最低排放量，能效和排放可接近或達(dá)到燃?xì)怆姀S水平。

燃煤電廠的福音

關(guān)鍵詞：突破、減排、增效，更經(jīng)濟(jì)

01突破極限：SteamH技術(shù)進(jìn)一步打破了現(xiàn)有燃煤發(fā)電蒸汽條件的限制，使得燃煤機(jī)組能夠在650攝氏度的蒸汽溫度下高效運(yùn)行。這一突破很大程度上得益于GE發(fā)電人對(duì)最先進(jìn)、最成熟的材料的有效應(yīng)用，將T23和T24等材料應(yīng)用于大型鍋爐中，并采用鉻鎳鐵合金(Inconel)材料制造汽輪機(jī)進(jìn)汽口部件;這些先進(jìn)材料經(jīng)過數(shù)萬小時(shí)的運(yùn)行考驗(yàn)，展現(xiàn)出卓越的性能。

02降本增效：SteamH技術(shù)為燃煤電廠降低能耗，提升效率帶來了福音。除了大幅提升煤炭資源利用率，還通過管道系統(tǒng)布置優(yōu)化，減少熱損失，實(shí)現(xiàn)燃燒優(yōu)化;再搭配數(shù)字化利器，SteamH將燃煤電廠效率大幅提升至47.5%。未來，燃機(jī)效率有望接近50%，管道成本也隨之降低，一舉兩得。

03大幅減排：SteamH在幫助電廠減排方面也表現(xiàn)不俗。若將SeamH技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)今全球在役的所有燃煤機(jī)組，可降低11%的CO2排放，其減排總量相當(dāng)于德國(guó)整個(gè)國(guó)家的CO2排放量;此外，SteamH的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)能夠有效減少氮氧化物、硫氧化物和顆粒物的排放量，達(dá)到甚至超過世界上最嚴(yán)格的法規(guī)要求。

獨(dú)家秘笈解析

SteamH技術(shù)在各方面的突破驚艷了整個(gè)電力行業(yè);其中，通過燃燒環(huán)節(jié)優(yōu)化和熱損失控制助力燃煤機(jī)組提效更是大獲好評(píng)。GE發(fā)電到底是如何突出重圍，引領(lǐng)行業(yè)潮流的呢?

其實(shí)，背后的道理并非高深莫測(cè)。任何一項(xiàng)技藝都離不開人和工具的無間協(xié)作。北宋天才畫家王希孟用青綠作《千里江山圖》，憑借高超的技藝讓顏料彰顯出豐富的層次感和旺盛的生命力，造就了一幅傳世名畫。做鍋爐如作畫，相同的工藝和材料經(jīng)不同的匠人鍛造加工，成果大不相同。藝高人膽大，有著百年傳承和精湛技藝的GE發(fā)電人潛心鉆研、挑戰(zhàn)極限，應(yīng)用獨(dú)有的地毯風(fēng)系統(tǒng)和四角切圓燃燒系統(tǒng)，并將已有材料運(yùn)用到極致，最終造就了今天的SteamH。

直擊SteamH的先行者

SteamH雖然重要的技術(shù)突破點(diǎn)在鍋爐，但實(shí)際上涵蓋的服務(wù)范圍更廣，裝機(jī)量在600-1100MW間的電廠中，不論是單個(gè)部件還是全廠的交鑰匙工程，都可廣泛應(yīng)用這一技術(shù)。在全球眾多先行者中，土耳其的Karaburun項(xiàng)目和安徽平山電廠的二期工程就是其中兩顆璀璨明珠。

土耳其Karaburun項(xiàng)目

這是全球第一個(gè)采用GE SteamH整廠解決方案的電廠。在其2x800MW Karaburun進(jìn)口煤項(xiàng)目中應(yīng)用SteamH，項(xiàng)目除了涵蓋先進(jìn)的超超臨界鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)，還包括了GE數(shù)字化電廠的軟件應(yīng)用。對(duì)此項(xiàng)目，Yildirim能源公司的Tamer Turna博士談到：“能成為第一個(gè)應(yīng)用GE SteamH的電廠，我們深感驕傲，憑借在數(shù)字化方面的專長(zhǎng)和先進(jìn)的超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)，GE為我們保證了最高的能效和最低排放。”

安徽平山電廠二期工程

安徽平山電廠二期項(xiàng)目是全球首個(gè)采用SteamH鍋爐技術(shù)的項(xiàng)目，它將鍋爐蒸汽溫度升至現(xiàn)有超超臨界鍋爐材料能夠承受的理論最高值。肩負(fù)信任，GE擔(dān)此大任。在與上海電氣通力合作之下，GE斯圖加特和GE武鍋將共同負(fù)責(zé)工程的概念設(shè)計(jì)和基本設(shè)計(jì)，并由武鍋承擔(dān)關(guān)鍵部件的施工設(shè)計(jì)和供貨，包括燃燒器、水冷壁、一級(jí)過熱器、高溫過熱器和高溫再熱器。值得一提的是，安徽平山電廠的二期工程項(xiàng)目將采用一項(xiàng)具有革新意義的發(fā)電技術(shù)――汽機(jī)高低位布置發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)打破常規(guī)電廠布置方式，大大縮短了高溫主蒸汽和再熱蒸汽管道的長(zhǎng)度，從而節(jié)約投資并減少熱耗，讓二次再熱機(jī)組的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。

據(jù)國(guó)家《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)煤炭供需基本平衡，煤炭產(chǎn)量控制在39億噸左右，伴隨SteamH技術(shù)在更多燃煤電廠的應(yīng)用，定能助力發(fā)電行業(yè)燃煤資源的高效利用，向清潔、高效的新型能源社會(huì)邁進(jìn)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn) “綠水青山”的美好愿景;讓我們期待SteamH這一敢為人先的“黑科技”讓古老的燃煤發(fā)電煥發(fā)新生!