主题(精华): 煤电新技术
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聚焦“外三”丨“外三”技术推广获重大进展!华润铜山电厂成功系统复制“外三”技术

中国电力报 冯义军 2015/9/30

“我期待这次由中国电力科技网组织召开的上海外高桥第三发电厂(以下简称“外三”)节能减排技术交流研讨会,将成为电力系统节能减排里程碑意义的会议。”近日,中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗,在参观徐州(铜山)华润电力有限公司(华润铜山电厂)时表示。
一次技术交流研讨会为何会有如此高的评价?
原来,据中国电力科技网CEO魏毓璞介绍,徐州(铜山)华润电力有限公司作为国内首个系统复制外三技术的电厂,推广应用外三7项创新技术,改造投运后每千瓦时供电煤耗下降10克标准煤以上,是目前外三以外成功应用外三系列创新技术的典范。
眼见为实。在徐州(铜山)华润电力有限公司召开的外三节能减排技术交流研讨会自然备受关注。“两三百人同时来参观我们电厂,这在过去没有过。”徐州(铜山)华润电力有限公司总经理王毅告诉中电传媒记者。
这次交流研讨会可谓动静不小,除了全国发电领域数百人的参会人员,除了倪维斗院士,还有原能源部总工秦中一,国家发展改革委原能源局局长徐锭明,中国电工技术学会名誉理事长、原机械工业部电工局局长周鹤良,清华大学教授毛健雄,华润电力高级副总裁兼火电事业部总经理刘萍等行业权威人士。

图为:中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗(中),中国电工技术学会名誉理事长、原机械工业部电工局局长周鹤良(右)在徐州(铜山)华润电力有限公司了解外三技术推广情况。
外三”效应
外三近年实施诸多重大技术创新和设备、设计、工艺优化,超越传统设计理念,取得一系列重大成就,建成效率最高、煤耗和排放最低绿色煤电,被国家能源局授予全国唯一“国家煤电节能减排示范基地”称号。
“外三和承担外三技术推广的上海申能能源科技有限公司,对我公司5号、6号两台百万机组开展了节能诊断工作,并将外三技术系统复制到我厂。截至目前,从各项参数看,系统安全性、可靠性、节能效益均显著提升。通过与未改造的6号机组对比,5号机组供电煤耗降低了超过10克/千瓦时。”华润徐州铜山电力有限公司副总经理蒋颖俊告诉中电传媒记者。
据了解,徐州(铜山)华润电力有限公司主要设备型号和外三一致,设计院也是同一家,具备天然的改造优势。
2014年9月18日,徐州(铜山)华润电力有限公司作为第一家系统复制外三技术的电厂,节能减排综合改造项目正式开工。6个技术改造项目历时两个月完成。今年1月14日,5号机组6大节能改造项目顺利通过168小时试运行,3月6日,顺利完成5号机组节能改造后性能考核试验。
两台机组改造完成后,按照徐州(铜山)华润电力有限公司全年发电量120亿千瓦时计算,改造后每年可节约12万吨标煤,按照目前标煤单价500元/吨计算,全年节能收益约6000万元。在环保指标方面,粉尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放均可大幅减少,为全社会带来的节能减排效益显著。

图为:原能源部总工秦中一(右)在外三节能减排技术交流研讨会上向与会者介绍外三技术。冯义军 摄
“我代表华润电力对外三取得的荣誉和优异成绩表示热烈祝贺,对外三给予我们的帮助和支持表示衷心感谢。”华润电力控股有限公司高级副总裁兼火电事业部总经理刘萍在上述会议上表示。记者了解到,华润电力控股有限公司已在河北曹妃甸新建的两台100万千瓦超超临界项目中,计划完全按照外三全部创新技术进行设计,并已开工建设。“华润曹妃甸项目将来投产所达到的性能指标有望超过外三现有水平。”魏毓璞向记者分析道。
近年来,中国能源研究会一直致力于外三技术的推广应用。据中国能源研究会节能减排中心主任王凡介绍,截至目前,大唐、华电、神华、华润等集团已签订外三技术推广合作协议。记者从相关资料了解到,早在2009年,国电集团就向全系统下发学习外三工程先进经验的文件。
王凡在接受中电传媒记者采访时谈道
大唐集团计划在吕泗电厂、黄岛电厂、彬长电厂等3个电厂试点推行外三节能减排系列创新技术,并在研究建立推广创新技术的商业合作模式。神华集团已在安徽安庆、福建罗源湾新建电厂中,联合设计院和设备制造厂家,利用外三成熟的创新技术,对原设计方案进行优化,力争新电厂投产就能达到或超过外三的现有水平。安徽安庆电厂3号百万机组,采用了外三厂的部分创新技术和神华自己的环保技术,已完成168试运行,并取得了很好的实效。
“外三”解读
中国电工技术学会名誉理事长、原机械工业部电工局局长周鹤良介绍说
“我去过外三厂多次,2006年电厂建设时期去过一次,2008年建成投产去过一次,2011年去过一次。2009年以来,他们对投产机组主辅设备运行系统逐年改进,不断优化,到2011年初,外三厂的上级单位上海申能公司正式向财政部申报外三技术科技成果转化项目,亮点是供电煤耗达到276克/千瓦时。当时,我担任财政部项目专家评审组组长,专家们讨论,认为外三节能效果显著,有自主创新成果,应加以推广应用,最后以高分92分评审通过。财政部从2011年开始分三个年度给申能能源科技公司下达节能减排补助费用。”

图为:清华大学教授毛健雄(右)与徐州(铜山)华润电力有限公司总经理王毅(左二)交流外三技术应用情况。冯义军 摄
“‘广义回热’是外三创新技术的核心。”清华大学热能工程系毛健雄表示:“‘广义回热’技术实现了‘锅炉的问题汽轮机解决,汽轮机的问题锅炉解决。火的问题水解决,水的问题火解决。外三的经验就是超超临界电厂减排二氧化碳的方向。”据毛健雄分析,外三的“广义回热”技术的核心,是在传统的汽轮机抽汽加热给水回热技术的基础上的发展,其特点是通过汽轮机的抽汽,把能量调动给锅炉,不但抽汽加热给水,而且对一切进入锅炉的物料进行抽汽加热,形成了“广义回热”技术,这是外三系列节能减排技术的核心。
据了解,“广义回热”包括:可调式给水恒温回热技术──回热抽汽补充加热锅炉给水;送风回热技术──回热抽汽加热锅炉进风;送粉回热技术──回热抽汽加热锅炉送粉;邻机抽汽回热启动系列技术──邻机抽汽回热加热给水启动解决氧化皮和催化剂延寿保效。“‘广义回热’实现了机组安全、高效和节能型低排放的‘一箭多雕’。”毛健雄表示。
王凡分析认为
“上海外三厂冯伟忠教授引领的火电厂创新技术,借鉴了中医的理论,讲究系统分析和研究,完全跳出了过去运用单个设备和单项技术的模式,具有跨设备、跨系统、突破传统工艺的设计思路,对每台套发电机组还会有个性化设计,简单照抄和翻版是不行的。所以,通过建立新型商业合作模式,可以保证创新技术发明人无保留地使用自己的技术,使创新技术不走样,达到最大预期效果。”
中国电力工程顾问集团公司副总工程师龙辉在接受记者采访时谈道“外三工程设计特点在工程建设过程中实施了诸多技术创新和设计优化,这些创新和优化部分来自业主的策划和专利,部分来自外二(上海外高桥第二发电有限公司)建设和投运经验的应用和推广,部分借鉴欧洲火电技术的创新。”
在他看来,外三在设计优化方面包括:
机组系统设计参数优化、再热器系统压降优化、蒸汽和给水管道系统优化技术、烟气余热回收等。
“外三是我国在煤炭清洁高效利用方面的范例。外三的总经理冯伟忠这样优秀的企业家也许不能复制,但是他领导的外三的先进技术和经验是可以复制的。”倪维斗在上述会议上表示。
2017-03-01 23:17:29          
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聚焦“外三”丨期待世界发电史上又一里程碑
中国电力报 倪维斗 祁海鹰 毛健雄 2015/9/30
上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三”)是上海的骄傲,更是中国的骄傲,是在能源环境领域实现中国创造和创新发展的杰出代表。其取得的成就早已为国家部委、几大电力集团和知名高校以及国际权威能源机构和跨国公司所公认!衷心期待外三排除万难,全力以赴,早日完成凝聚中国智慧、在世界发电史上具有里程碑意义的“高低位分轴布置汽轮发电机技术的251工程”,圆我中华电力梦 。

近年来,外三工作的创新价值和对于推动我国燃煤火电节能减排的重要意义处处彰显。外三总经理冯伟忠多次应邀到世界各地讲座,介绍外三的节能减排创新技术,给行业内外留下极为深刻的印象。各地企业多次到外三考察和调研,与外三深入讨论有关技术和理论问题。笔者为外三所取得的一系列理论突破和技术创新成果所震撼,深刻意识到这些成果具有划时代的意义。
外三的每一项技术创新都是集数学、热力学、电工学等理论、工程经验以及创新思维于一体,将现有设备的潜力发挥到极致,常给人“意料之外,情理之中”之感,突破了许多传统电厂设计中的框框,为我国超超临界燃煤火电技术的发展积累了很多重要的经验。特别是外三所运用的传统中医的辩证和系统性思维模式所进行的技术创新,对我国今后创新人才培养有极大的启发。
外三成就的重大意义和深远影响主要体现在如下几方面:
1供电煤耗连续7年领先世界,污染排放远低于最新国标
外三2×100万千瓦超超临界燃煤机组在2008年一投产,设计供电煤耗就超越290克/千瓦时的国际先进水平,实际运行供电煤耗达到了287克/千瓦时,最近又创下了276克/千瓦时的奇迹,对全世界电力行业都是一个震撼。同时,外三还实现了远低于最新国标的超低排放。国际能源署清洁煤中心(IEACCC)由此得出外三是“世界最清洁的电厂”的评价。
由于外三的不懈努力,不仅获得2011年 “国家科技进步奖”,还得到国家能源局2014年颁发的我国唯一的“国家煤电节能减排示范基地”称号。中外权威机构也在上海举办专场会议并组织代表参观外三,如中国动力工程学会组织的 “超超临界机组技术交流2014年会”,国际能源署清洁煤中心、中国电力规划设计总院召开的 “提高火电厂效率国际研讨会”(2014年),“亚太经合组织提高燃煤火电效率创新技术专家研讨会”(2015年)等。外三的成就在与会者中产生极大反响。7月初在美国圣迭戈举行的美国机械工程师协会(ASME)百年学术论坛上,外三用两天时间就 “上海原创”的火电技术进行了5次报告,获得广泛赞誉和认可。
2与能源领域重点高校建立了密切关系
对外三越是了解,笔者越发深受鼓舞。为此,笔者在电力系统和高校积极宣传外三业绩,促成清华大学与外三对清华研究生进行联合培养,今年更有数位博士、硕士毕业生正式加入外三团队。上海电力学院、华北电力大学和东南大学等重点高校先后派团考察,并聘冯伟忠为客座教授。
这充分说明外三从科学理论到工程实践得到了高校专家学者的高度认可,为人才培养树立了理论联系实际、走中国式创新道路的价值典范。
3获得几大电力集团的技术推广合作
据笔者所知,2009年中国电力顾问集团曾组织数十名专家到外三调研,对外三创新技术给予高度肯定和评价。此后,华润、神华、大唐、华电四大电力集团的领导层及专家先后多批次现场考察,不仅深感震撼,而且全都与申能能源科技(外三)签订了技术推广合作协议。
4首个对外技术推广项目获得巨大成功
2014年,申能能源科技(外三)对华润旗下的江苏铜山电厂首台100万千瓦超超临界机组进行了技术改造,使供电煤耗下降10克/千瓦时以上,可年节煤10余万吨,改造成效远超预期。笔者参加了6月在徐州召开的 “上海外高桥第三发电厂节能减排技术交流研讨会”并参观了铜山电厂。由此也证明,外三的技术完全可复制、可推广。
5发明了极富创新的下一代燃煤火电技术
这项被誉为“251工程”的技术创造性地将汽轮发电机采用高低位分轴布置,从根本上破除了目前发展600~700摄氏度两次再热超超临界技术所面临的发展瓶颈,将上百米极其昂贵的主蒸汽管道缩短85%,同时提出135万千瓦两次再热超超临界机组的最佳功率等级,可实现251克/千瓦时的超低煤耗。
这无疑是发电行业的重大创举,但并非只是一个概念,而是经过2011年中国电力顾问集团组织的专家评审,今年国家能源局通过中咨公司组织的专家再评审和西门子等公司的充分论证,认为“251工程”是高性价比的最优可实施技术方案。
西门子认为该技术能大大提高火力发电机组的净效率,是改革高污染发电行业成为低排放绿色产业的唯一机遇。此技术是引领世界煤电继续发展的技术,如果能应用到工程中,将使中国成为世界火电业的领导者。
我们相信,这是跨国巨头的客观评价。
由上可见,外三的发明创造不是一蹴而就,而是用几十年的工程积累、理论与实践密切结合,创新精神的激励,创新思维的引领,严谨的科学论证和测试,脚踏实地和兢兢业业的工作才形成的。对此,从国家部委到几大电力集团,从业界到知名重点高校乃至世界顶级能源专家、跨国公司,无一不是经过审慎和严谨科学的考察调研才进行实事求是的判断、评价或重大技术改造决策的。
毫无疑问,外三是以高度的责任感和使命感为燃煤火电节能减排技术树立的世界性标杆和中国创造的旗帜,为上海乃至中国赢得了荣誉,为创新型国家建设进行了重大贡献,是我国工业界和高等院校学习的榜样。希望能有更多的“外三”涌现出来,这才是国家之幸,民族之幸!
(作者分别为中国工程院院士、清华大学原副校长,清华大学热能工程研究所原所长,清华大学热能工程系教授。)
2017-03-01 23:17:56          
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聚焦“外三”丨克里斯托弗·马赛拉:“外三”的成就具有世界级意义
中电智库 2015/9/30
上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三”)的冯伟忠教授及其团队在美国加州圣地亚哥市2015年美国机械工程师协会电力与能源会议所进行的报告不仅赢得了对来源于创造世界上最高效的超超临界燃煤发电机组的尊重,更重要的是,冯伟忠教授及其团队证明了上述成就在中国极其严格的空气质量法规下依然能够实现。

这些成就证明了世界上最好的在网燃煤发电厂在中国。
当ASME电厂运行与维护技术委员会论文审核小组初次读到冯教授的论文初稿时,我们便很快意识到上海外高桥第三发电有限责任公司在能效、环境保护、设备保护以及电网可靠性方面已经取得了大量创造性、极其重要的进步。
鉴于如此大量的重要技术成果在冯教授的论文初稿中出现,论文审核小组邀请冯教授扩展他的论文和报告。最终,冯教授和他的团队进行了5个报告,包括一次完全由外三团队提供资料而进行的专场讨论报告。
在专场讨论中,冯教授带领他的团队充分展示了他们的技术专长。冯教授分享外三技术成就的方式极具吸引力,团队中的其他工程师也积极参与,这些使听众非常活跃地参与到了提问和讨论中,这种交流方式突破常规,成效显著。冯教授提供的很多信息都被听众迅速理解接受,并在与会者中引起广泛反响,许多人建议冯教授以后应该再来美国与他们分享更多的信息。
对于冯教授在上海外高桥第三发电有限责任公司取得的巨大成就及其对世界发电行业潜在影响的重要性,再称赞也不为过。冯教授所提供的论文和报告质量和数量均十分卓越。
冯教授论文中探讨的任何一项技术对发电行业都极其重要。冯教授已经取得的技术成就中的任何一项,对绝大多数个人、组织或国家来说已经算是终身成就了。冯教授的团队已经取得了如此之多的成就并且在此次会议中充分地进行了展示分享,不得不说这十分惊人。
冯教授领导的外三团队成功地将前所未闻的能效提升与极低的环境影响结合在一起,同时使用创新的工程技术解决了许多之前公认棘手的难题。
借助像ASME、教育机构、媒体和社交网络系统这样的工程组织对上海外高桥第三发电有限责任公司的成就进行宣传非常重要,因为上海外高桥第三发电有限责任公司的成功表明他们能够以极其高效的方式利用煤炭,且大气污染物排放水平远低于目前中国极其严苛的排放限值。
上海外高桥第三发电有限责任公司的这些成就具有世界级的意义,提高对这些成就的利用将直接有助于减少世界范围存在的贫困,提高生活质量。
对包括我们在内的想要向世界上最好的电力工程师学习的电力行业工作者而言,了解冯教授及其团队在上海外高桥第三发电有限责任公司所取得的惊人成就必不可少。
冯教授的成就几乎在一夜之间极大地提高了火力电厂运行的最佳标准。在我们看来,这是从一般可接受的累进到一个全新的运行黄金标准的范例转变。
2015年是ASME锅炉及压力容器规范颁布100周年。这一规范的成功归功于相互团结协作,为共同目标努力。
冯教授在上海外高桥第三发电有限责任公司取得的瞩目成就为下一个一百年的能源发展打下了非凡的基础。如果我们更多地利用上述原则与世界电力行业分享冯教授的技术,那么我们朝着创建更高效、更环保的发电系统目标就会更加快速迈出巨大步伐。
2017-03-01 23:19:45          
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走访外三:煤耗精细化管理术是如何炼成的?
2015-10-17 能源观察


 外三(“上海外高桥第三发电有限责任公司”)要把煤耗做成“铁案”,把不可能变成可能。
276克/千瓦时煤耗让外三声名鹊起。2015年1-8月,外三两台机组在负荷率75.26%情况下,含脱硫和脱硝的实际运行供电煤耗达到276.49克/千瓦时,远远低于原世界记录保持者。
近年来,国际能源署、国家发改委、国务院参事室、国家能源局、国家级电力集团等国内外机构慕名而来。2014年4月18日,国务院总理李克强在新一届国家能源委员会首次会议上专门提到并肯定外三;2014年10月9日,国家能源局授予外三“国家煤电节能减排示范基地”称号。
不过,外三在获得诸多褒奖和赞誉的同时,质疑和追问也迎面而来。能源观察也在近期连续刊发了资深电力专家朱小令先生的系列文章:上海外三电厂“创新节能减排技术”及“251工程”质疑(一评、二评、三评),文章刊发后受到行业内外高度关注。
受专业技术所限,能源观察不能对系列质疑文章和反质疑作出评判。在“三评”刊出第三天,外三档案室华倩发表文章文章——《震惊:朱小令造谣升级版——图像造假》,该文指出“三评”对外三汽轮机叶片照片进行恶意处理,文中晒出了含有该叶片照片的中电联认证报告的原文,并指出三评中将原照片说明中的关键文字“发现叶片依然光亮如新”做了删除。
为弄清真相,能源观察觉得有必要前往外三做一个实地的独立调查。基于外三大部分的创新技术落脚于降低煤耗,调研主题集中在外三煤耗管理上。
近年来,国家对火电厂节能减排不断重视,电厂煤耗似乎已成了某种“政绩”。按照中电联统计,2014年全国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗318克/千瓦时,外三公布的煤耗量比这一数值低40克/千瓦时。
这些年来,笔者听到了不少有关电力行业内一些电厂煤耗“掺水”的传闻,似乎这已成了火电行业的一种潜规则,难道外三能独善其身?外三煤耗到底有没有水分?外三煤耗的精细化管理是如何实施的?带着这些问题,能源观察近日走访外三电厂,寻找上述问题答案,请外三回应煤耗造假质疑。
在调研过程中,外三给予了热情接待,详细的讲解和答疑,并允许查阅自2008年两台机组投产以来任何与煤耗相关的档案、报表、凭证、单据等。
在外三档案室查阅“三评”中所提到的中电联所作的2009年外三煤耗和厂用电率审核报告原件,所描述的汽轮机叶片图片下,与三评所述并不相符。


亮家底:若煤耗做假降1克/千瓦时,一年用煤量就做假1万多吨
外三敢于亮家底,对于行业内讳莫如深的煤耗、污染物排放数据没有遮遮掩掩。在外三办公楼大厅里,实时显示着在运机组煤耗、烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放等指标。
外三原总经理工作部主任冯琛向能源观察介绍:“外三自投产运营以来,一直受到各管理部门、全国电力同行等的多方关注,尤其在运营数据等方面来不得半点虚假。”2008年7月,在外三第二台机组投产后的干部工作会议上,外三总经理冯伟忠认为,根据第一台机组投产三个月的统计数据测算,外三机组供电煤耗世界第一已经没有悬念。“因此,外三引起各方关注是必然的,我们必须在煤耗的精细化管理上下大工夫,煤耗数据要经得起历史的检验,要把煤耗做成铁案!”冯琛说。
在发电行业内,煤耗有发电煤耗、供电煤耗、性能试验煤耗等概念。最具现实意义的是“供电煤耗”,指电厂每向电网送出一度电所消耗的标准煤数量。其反映的是电厂的实际运行效率水平,但这并不是一个计量单位,而是一个统计计算的结果。由于各地的煤炭品种质量,尤其是发热量参差不齐,为使煤耗具有可比性,还需要将实际使用的煤炭统一折算到一个虚拟的“标准煤”,即每公斤发热量为7000大卡的煤炭。例如,经化验,某实际耗用煤的(低位)发热量为5000大卡/公斤,则该炭每公斤折合5000/7000=0.714公斤标准煤。

与电厂煤耗相关的简易流程如下图:
如果从质疑的角度去看,则可从这张图看出,计量上网电的电度表由电力公司管理,若电厂要在煤耗上作假,只能在自己的可控范围内,也就在电厂内部计量、质量检验(热量化验)和统计上做文章,即在耗煤数量和质量上做手脚,但问题是上级集团可通过所管辖的燃料公司了解电厂煤耗真实情况,外部查账也能查出。当然,若燃料公司得到默许,与电厂联手,如在煤的热量上“高进低出”,则电厂可从容地进行煤耗造假。外部对电厂的查账也就无可奈何了。
有鉴于此,考虑到煤炭的售运单据(数量和质量)一般会偏向销售和运输方,电厂和发电集团均不能控制。笔者向电厂统计人员提问,能否将煤炭发运港口装船的所有煤炭单据(包括数量和热量)作为电厂用煤的依据来计算煤耗?
电厂的统计员介绍,“这个计算很简单,因为数据都很容易查到,但得出的结果会比现有公布的煤耗略高,因为这等于把运输损耗和煤场堆存损耗等都计入了煤耗。以煤耗最低的2011年为例,若按将煤炭发运港口装船的所有煤炭单据(包括数量和热量)作为电厂用煤的依据来计算煤耗,当年的煤耗统计数将上升2.65克/千瓦时”。
此外,一些电厂煤耗可以在煤场的存量上做文章。外三的统计人员介绍,“如果动用煤场的存煤量来调节报表煤耗,会导致账物不符。这种方法调节的数量有限,且难以持续。”
按照外三年平均发电量约110亿度,用煤平均发热量约5100大卡测算,降低1克/千瓦时煤耗就意味着年节约标准煤1.1万吨,折合原煤达1.5万吨。原世界运行效率最高的丹麦Nordjylland电厂3号411MW两次再热,低温海水冷却机组,2009年供电煤耗(不含供热)286.08克/千瓦时。外三最好的记录是2011年,供电煤耗为276.02克/千瓦时,比该机组低了10.06克/千瓦时。假定外三的真实煤耗与丹麦的该机组相当,通过调节煤场存煤量的方法将年度煤耗虚报至276.02克/千瓦时,则需动用10×1.5=15万吨原煤。这对于煤场最大存煤量25万吨的外三而言,是不可想象的。
外三电厂策划部主任张麒认为,即使外三对外公布煤耗与实际煤耗值仅有1克差异,每年就要有1.5万吨的原煤耗煤量在统计上做“手脚”。“自投产以来,七年下来就是10.5万吨,显然这10.5万吨煤到哪里去取,更不可能在账上做这么大‘手脚’。”张麒说。
从2010年起,外三连续三年邀请中电联认证中心对该厂上年度相关运营数据做认证,认证内容包括全厂实际供电煤耗、综合厂用电率。“而这种认证,在全行业都属于首次,至今独一无二。”外三总经理冯伟忠向能源观察表示。
根据张麒介绍,2015年1~8月,外三累计供电煤耗为276.49克/千瓦时,这一数值仍是世界最低。与以往同期的煤耗水平相比,虽然只有略微的变化,但这却是外三不断坚持创新,在克服诸多不利因素影响下,艰难取得的成绩。因为受区外受电逐年大幅增加的影响,上海本地燃煤机组负荷率逐年降低,去年以来更是发电量大幅跳水;同时面对日趋严厉的环保排放标准,相关的能耗也随之上升。2014年10月9日,国家能源局等授予外三“国家煤电节能减排示范基地”称号。这一授牌的背景是,国家发改委、国家能源局和环保部等联合推进煤电节能减排升级与改造、推动煤电清洁发展,外三被作为标杆推向前台。
火电领域供电煤耗每下降10克/千瓦时,技术就领先一个时代。清华大学热能工程系教授、清洁煤专家毛健雄评价称,火电行业素有“十年磨一克”之说。外三目前的能耗水平,比德国、丹麦、日本、美国最先进煤电机组的能耗分别低8.3、10、28、31(单位:克/千瓦时),相当于领先一代至二代的水平,堪称“一骑绝尘”。


煤耗管理:锱铢必较,一点点抠“质”“量”
能源观察在外三走访时,公司高管谈到,他们在煤耗管理到了锱铢必较的程度,一点点抠煤耗。
外三电厂策划部主任张麒介绍,准确统计一个燃煤电厂年度的供电煤耗,关键在于要确保所用燃煤的“质”、“量”以及供电量统计的准确性。
张麒告诉能源观察,外三从煤炭卸船进场、煤质检测、煤量测算、煤炭入炉,每一道工序的管控均精细严格,初检、复检、第三方检测、实时检测等多种方式并用,确保煤量、煤质万无一失。
外三厂的燃煤均委托第三方代购,通过海运直接运抵厂区码头卸泊,经运输皮带传输到存储煤场以及锅炉原煤仓,最后由给煤机皮带输送至磨煤机再进入锅炉燃烧。
冯伟忠形容,外三在燃煤“量”和“质”的管理上可谓细致入微。
燃煤装港离岸前以及到港卸船前,根据行业规范采用水尺鉴定法确定煤船的装载量,并以此作为商业结算的依据。对于进口煤船还要由国家出入境检验检疫部门来进行专项的水尺等鉴定。
在燃煤装卸、存取、加仓等各环节输煤皮带上均配备专用的称量装置,其校验误差不大于±0.25%。除了厂内专业技术人员的日常校验外,外三还定期聘请国家权威机构(上海市计量测试技术研究院、华东国家计量测试中心)对相关称量装置进行校验。
多重化的皮带传输称量装置,不仅确保了原煤称量环节不留死角,同时各测量点之间也能相互比对,及时掌控在航运、装卸、存储等环节存在的损耗量以及各测量装置可能存在的误差。
除燃煤运输称量环节外,在存储环节上,外三自行研发了数字化煤场管理系统,实时掌握煤场信息。通过数据采集、叠加等技术,从斗轮机、皮带称量装置等设备直接或间接实时采集数据,以三维数字化煤场的方式展示煤场实时状态。


根据统计需要,电厂需要将原煤数量折算为标准煤量。煤质分析,尤其是煤的发热量检验的准确性至关重要。
外三用于取样分析的原煤由专用的煤炭机械化采制样系统采集,且每条运输皮带均配有一套,该装置按规定标准全程自动化采集,确保采样的均匀性,并且每两年由第三方(通标标准技术服务有限公司)进行检验。
为精确测量各入炉煤种的煤质,根据实际加仓情况,每8小时对各入炉煤种进行一次煤质分析,全年累计约2500多批次。为确保分析结果真实、准确,在历次进行煤样分析前,均先使用标准煤样对分析检测设备进行准确度和精度校验,在机组投产初期(2008、2009、2010年)上述煤样更是直送第三方权威机构(华东发电用煤质量监督检验中)进行检测,并将其作为煤耗计算的依据。
为确保煤质分析结果的正确性,外三还制定了复检制度:每天随机复测一个前一天已检测的煤样;每月抽取一定比例的自检煤样送第三方检测公司进行复测(抽取率近5%),历年检测煤样发热量平均绝对误差为:2011年 0MJ/KG、2012年0MJ/KG、2013年0.01 MJ/KG、2014年0.06 MJ/KG,(国家标准允许误差:0.3MJ/KG)。
为了监督公司检验人员的技术水平,呈送第三方检测的煤样在返厂后,再次由外三检验人员复测,并将复测结果与专业机构进行对标。值得说明的是,在整个煤样制样和检测过程,都有监控视频全程跟踪。
除此之外,外三还建立了完善的统计报表体系。统计报表细化到每日,报表内容除常规技术经济指标外,还包括主要辅机单耗、制粉单耗等。日报表中涉及煤耗相关数据采用输煤皮带秤、给煤机称重计量双轨制,两套数据互相比对,相互校核,同时结合煤船的水尺数、卸煤传输皮带称量读数以及场存量变化的比较,确保各口径计量装置的精确性。
“通过日报制度,一旦发现数据异常,都能第一时间分析原因并与提供原始测量数据的生产部门反馈,及时开展自查工作,加强设备校验,做到数据可追溯、可信任。”张麒说。
写在调研后:
本次走访和现场考察调研时间不长,看到的很有限,对外三坦诚和开放的姿态,严谨的工作作风留下深刻印象。外三对待煤耗管理的严谨作风,“把煤耗做成铁案”的管理理念值得尊敬。
2017-03-01 23:22:45          
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华夏能源再次转发冯总反驳文章:
外三冯伟忠回应质疑:用文革大字报的手段给我们泼脏水
华夏能源网微信 李文友 2015/10/24

华夏能源网注:在火电行业,"资深电力专家朱小令"对上海外三的质疑与外三的反质疑,应算今年业内的焦点之一。朱小令的系列质疑文章发表后在业内引起热议。在第一篇文章发表前,朱已向有关部门举报外三的“251”工程等,质疑并要求“彻查”外三技术真伪。

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【重磅】外三驳朱小令“三评”:“国家节能减排示范基地”的称号是乌龙?
注:本文仅代表作者观点,不代表北极星电力网观点和立场!

作为外三的总经理,冯伟忠如何应对此次争议?
年中,笔者曾赴上海与这位火电业的“科技狂人”做了一次深度交流。冯认为:质疑“棍子够狠,帽子够大,但其抨击的前提就是捏造的!”“有些人”在以文革“大字报”的手段给外三泼脏水。以下是笔者在年中发表过的专访文章:
整整四个小时,冯伟忠极其耐心地向记者详解其针对一份质疑的反质疑。
冯是上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三”)的总经理,在此次采访中,他力求以最通俗易懂的表达让记者理解其针对技术层面的解释和回应。
“我的时间非常有限也非常有价值,但我却不得不花那么多时间在回应这件事上面。对于业内人士而言,写一篇不负责任的东西是很容易的事,但你看看一篇文章产生了多大的危害?”
此次与冯伟忠的深谈,正是源于“资深电力行业专家朱小令”撰文对外三提出的强烈质疑。
6月29日至7月3日,冯伟忠应美国机械工程师协会(ASME)学术论坛邀请,率公司创新团队到美国,分两天五场多个专题,讲述“中国原创”的煤电新技术。在这次论坛上, ASME能源分论坛主席布莱恩评价“外三”技术非常值得世界各国借鉴。
也就在论坛期间,一篇题为《上海外三电厂“创新节能减排技术”及“251工程”质疑》的文章源发表在微信公号“能源观察”上,其后便开始在各大网络媒体上疯传。此文署名为“资深电力行业专家朱小令”。7月20日,朱小令的第二篇质疑文章再次刊发,并透露出未来还会有系列文章发表。对于外三及其此次“质疑”事件,业内至今热议未止。
朱小令是谁?其原供职单位“西安热工院”与外三是否有过交集?这次争议是纯粹的学术质疑吗?
也许事实不止于此,记者了解到,远在此事之前,朱小令已经实名向有关政府部门举报外三的“251”工程等,质疑并要求“彻查”外三技术真伪。
华夏能源网记者无意中看到了其中的几封举报信,其举报内容与网上内容几乎雷同,其举报信的抬头处留白,可以随意填写。其中一份举报材料显示时间是“2015年6月13日”。
学术争议本是常态,但对于外三的技术和成就,何以出现如此极端的两种评论?
“通常,看到先进和创新的东西,会有两种不同反应,一种是相互学习取得进步;另一种则是不舒服甚至仇恨。这次对外三的所谓‘质疑’也算是一次爆发吧。”在冯伟忠看来,当前一些质疑进步和创新的举动很有市场,“因为许多人并不了解技术,更不了解事实”。

(冯伟忠)
(一)“其他的质疑都是幌子,重点是点在251上”
“从其操作手段和文章内容来看,这绝非一次学术质疑,而是一次有预谋,有目的的诽谤和定向狙击,‘朱小令’可能仅仅是个‘站台的’,背后还应有一群‘推手’”
朱小令的第一篇文章以近6000字的篇幅,对外三的创新理论、能效,以及“251工程”等做了条分缕析的质疑,并在文中提出外三“可以不顾‘大局’,把企业的局部利益与国家利益混淆后加以利用,实际获得了自身利益,损害了国家利益”。
在美国得知此事并在详细看了质疑文章后,冯伟忠与其团队议论此事时谈到:1、作者肯定已经有相当的年纪,因为这种文风在以前的“文革”中很常见。但现在的年轻人很难有这样的手段,“过去的大字报怎么玩的?就是先给你扣个不存在的前提,然后罗列罪名,进行上纲上线,这样就可以冠冕堂皇地加以强烈批判”;2、从其操作手段和文章内容来看,这绝非一次学术质疑,而是一次有预谋,有目的的诽谤和定向狙击,“朱小令”可能仅仅是个“站台的”,背后还应有一群“推手”。
朱小令从并未到过外三,也未和冯伟忠或外三的其他主要技术骨干见面交流过,在工作业务上也没有交集。“但他没却在夸夸其谈的‘质疑’外三。最恶劣的是,利用其所谓‘资深专家’的身份以及大部分社会公众并不熟悉电力科技的背景,不惜用歪曲和捏造事实,而后扣帽子,打棍子,上纲上线这类文革大字报的惯用手法,对外三的努力和创新进行恶意的攻击”。
“我们的技术和成果都并不是我们自己说了算的,是有第三方权威认证或鉴定的。逻辑上很简单,如果朱小令说的是正确的,那难道所有到外三考察、调研、论证的的上千专家、国际同行、还有权威机构都是傻瓜?唯朱小令火眼金睛,能在千里之外一眼看穿?”
冯认为此次“质疑”是有的放矢,“别看文章质疑了那么多东西,其实根本的落点之一就在我们外三的251项目上,其目的是‘狙击’251项目”。
所谓“251工程”,是外三正在推进的最新技术——“135万千瓦高低位双轴二次再热超超临界发电机组”,它设计的能耗目标是:供电煤耗251克/千瓦时。
冯伟忠告诉记者,“251”工程的名称并非外三自己所定,而是由上海市领导亲自命名,这是要通过“251”等具有国际领先水平的大项目,推动上海市的“具有国际影响力的科创中心”的建设,以响应中央对上海的要求。这个“251”工程由很多项重大创新技术合成,“如果能够成功建设,将在世界发电史上竖起一个新的里程碑,这将极大地增强中国在世界发电领域的影响力”。
Ifeng-Energy将朱小令对于“251”的质疑摘录如下:
为什么技术先进的国家在700℃超超临界燃煤发电技术研究已经进展的情况之下,却放慢或者停止技术研发而不搞了呢?既然我们执意坚持要搞,高温材料是得从国外购买,还是全部由国产制造? “其一、若花费巨额外汇从国外买进,国外研发的材料现在是否就已过关?”
其二,核心技术要花费国家这么多钱,从国外买进来搞“251工程”, 究竟是不是“自主创新”?结果到底是外国人在帮中国人“打工”呢,还是中国人在帮外国人“打工”呢?还是既用中国纳税人的钱,又用属于全民的“公共资源”,在中国帮助外国人搞研发与试验呢?”
冯伟忠如此回复:“真是莫名其妙,251工程采用的是目前成熟的600℃材料和装备,根本不需要进口用于700℃的尚不完全成熟的超级镍基材料!即使是600℃高温管道,也能极大地降低使用量。但是,对于这样一个重大创新,朱小令却对其如此的仇恨,不惜冒自身名誉损毁和违法的风险,捏造事实,混淆视听,对251工程进行恶毒攻击。究竟想干什么?”
有一个情况需引起注意,一旦251工程得到成功,在当今世界,有一家人肯定不高兴,这就是国外垄断大口径管道的供货商,因为我国的600℃高温大口径蒸汽管道还主要依靠进口,目前已累计进口超过50万吨,价值约700亿。
近十年来,垄断商已在中国超超临界火电市场赚得盆满钵满,目前,他还在盘算着下一轮700℃的盛宴。当他看到最近中国又在时兴高温大口径管道消耗量翻倍的传统二次再热时,一定笑得合不拢嘴。但是,251工程却是其克星,251一旦成功并得到推广,中国高温大口径管道的进口将出现断崖式下跌。因此,他绝不会无动于衷。可以想象,他会动用一切手段,包括在中国收买各种‘砖家’,对‘251’进行重点狙击。”

(二)“难言”旧事+现实纠葛
“我们过去都保持了沉默,因为我们不知道质疑背后的势力到底有多大。我们区区一个外三能和他们抗衡吗?”
从官网上可知,西安热工研究院有限公司(一般称“西安热工研究院”,简称“西安热工院”,英文缩写“TPRI”),是中国电力行业国家级热能动力科学技术研究与热力发电技术开发的机构。
热工院于1951年在北京创建,1965年迁址西安成立西安热工研究所;先后隶属燃料工业部、电力工业部、水利电力部、能源部、国家电力公司,其间随国家电力体制改革数次更名。2003年正式更名为西安热工研究院有限公司。
上海外三与西安热工院的交集发生在2008年。当年的纠葛,交集了外三、热工院、国家“863”项目等诸多因素。在当年的关键事件和交互的时间点上,外三的工作人员全程录了音(录音至今保存完好)。
采访冯伟忠的当天,笔者也见到了当年经事者、彼时外三的设备管理部副主任(现任外三研发中心主任)。由于事关多方,其中的故事,笔者拟在后续的报道中,适时推出。
在过往受到质疑时,外三基本上都保持了沉默或低调处理,“因为有时候我们不知道质疑背后的势力到底有多大。我们区区一个外三能和他们抗衡吗?”
冯伟忠曾在给领导班子开会反复表达这样的观点:未来外三要通过持续的努力和创新继续把硬性的煤耗继续往下降,一直降到别人性能试验煤耗以下。那样的数字,将是一些人很少敢去碰的。
有人的地方就有江湖,就有利益。能源及电力产业里,无论是央企、国企、民企、跨国公司之间,还是产学研之中,也都可能交织着市场份额、技术竞争、学术声望,也关联着面子等等问题。
“按产业上的定位,我们外三是发电厂,是搞生产的。但那么多年来,我们通过艰苦的努力在技术创新上有了很大的突破。打个比方,这就像一个开汽车的人,他造汽车的技术却超过了一些专门研制汽车的,那有些人会怎么想?这会影响到一些企业、一些人的饭碗、利益,还有他们的面子的”。
回过头来看,过往受到的质疑或是一些小挫折,反而成了外三继续创新的动力之一。
到目前为止,国家级排名前7的发电集团,已有华润、神华、大唐、华电4个集团与申能能源科技公司签订了合作协议,在其集团内推广外三的技术。国电集团和中国电力顾问集团(前电力规划设计总院)也于2009年派出专家就设计优化和技术创新做深度的考察调研,并给出了高度评价。
冯告诉Ifeng-Energy,在签订的相关合作协议里面,都有技术保密内容,以保护外三的专利。
当然,也有发电企业派出专家团前来考察调研后,表示可以一次性采用外三技术为其改造相当数量的大机组,但前提是外三放开其专利技术,意即用市场换技术。
对此,外三婉拒了。
“结合过去的一些事情,加上这次又推出个朱小令来给我们外三泼脏水,你还觉得这是纯粹的学术质疑吗?”冯伟忠说。

(三)冯伟忠系统回复质疑
朱小令在其撰写的《上海外三电厂“创新节能减排技术”及“251工程”质疑》中提出了多项质疑。ifeng—Energy对其原文按质疑要点分割出来,冯伟忠相应做了详细的“反质疑”。
朱小令质疑一:不是理论与技术的创新。
冯伟忠回复:
外三有着数十项技术创新,如:
“百万千瓦超超临界机组系统优化与节能减排关键技术”获2011年度国家科技进步奖二等奖。
该课题中主要的创新技术有:
1、固体颗粒侵蚀治理综合技术
2、空预器接触式簇状全向柔性密封技术
3、抽汽调频技术及汽轮机系统优化
4、直流锅炉蒸汽加热启动和稳燃技术
截止到今年7月,已获中国专利42项,其中发明专利12项。此外,还获得美国发明专利1项,欧盟发明专利1项。相当数量的专利还在申报之中。
外三的这些创新,绝大部分都是理论研究先行,取得突破后再进行技术研发,方案论证及物理和数学建模及仿真,确认后直接实施。到目前为止,成功率为100%。
在先进行理论研究并取得突破,而后据此研发新技术方面较为典型的是上海市重点科技项目“理论研究的新突破——广义回热理论、广义回热系列技术的研发及成效”。
2014年1月8日,上海市科委主持召开了由秦裕琨院士领衔的专家组对该上海市重点科技项目进行了评审验收,出具的验收意见如下:
1、所提供的技术资料和报告完整,数据可靠。符合项目验收的要求。
2、该成果提出了“广义回热理论”,拓展为以水、风、煤等作为回热媒介的广义回热循环。基于该理论,研发并实施了以下四方面技术:
(1)“可调式给水恒温回热技术——回热抽汽补充加热锅炉给水”在提高机组经济性同时,实现了SCR全负荷运行,脱硝系统投运率达到100%;
(2)“送风回热技术——回热抽汽加热锅炉进风”在提高机组经济性同时,解决了空预器低温腐蚀问题;
(3)“送粉回热技术——回热抽汽补充加热锅炉送粉”在提升机组经济性同时,提升锅炉煤种燃烧适应范围;
(4)“节能型催化剂延寿技术——邻机抽汽回热启动系列技术”在节省机组启动能耗的同时,大大延长了催化剂寿命。
3、该项目投入运行后,经过检测,两台机组年平均供电标准煤耗达到276g/kWh,NOx年平均排放值达到25mg/m³,达到世界领先水平。
朱小令质疑二:
世界上绝对不存在永动机。
“能量守恒定律”在理论上没有突破之前,任何一个物理过程绝对不可能是“零能耗”。那么,外三电厂是通过什么理论或途径达到“零能耗脱硫”?该种提法有偷换概念之嫌。
冯伟忠回复:
根据百度百科:“永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。”该定义说明“永动机”的概念属发动机或动力机械范畴,与脱硫类的工业生产过程是两个概念。
“零能耗”甚至“负能耗”的工业过程的概念早已有之。如对于冶金工业,就有“零能耗炼钢”和“负能耗炼钢”之说。根据百度百科,其定义如下:
炼钢工序能耗=((炼钢能源消耗量+连铸|轧钢能源消耗量)-回收能源数量)/(合格(连铸坯量+钢锭量))
当消耗能量大于回收能量时,耗能为正值;
消耗能量等于回收能量时,称为零能炼钢;
消耗能量小于回收能量时,称为负能炼钢
按朱小令在网上所发的文章中所引用的PPT,其零能耗脱硫章节的中英文页面如下:

文中,对“零能耗脱硫”表达得很明确:
零能耗脱硫技术核心:
1、通过改进工艺和运行方式,使整个脱硫系统在额定工况下的耗电率降至0.8%以内;
2、研发并加装了基于碳钢的脱硫烟气热能回收装置,并将这部分热量送回热力系统以替代汽轮机抽汽加热凝结水,减少汽轮机的热耗,从而平衡脱硫系统的能耗。
而“零能耗脱硫”英文表达为the energy balanced FGD technology,既能量平衡的脱硫技术。
因此“零能耗脱硫”的学术定义规范,说明得非常清晰,不应产生任何歧义。与“永动机”风马牛不相及。朱小令是在清楚“零能耗脱硫”的定义的情况下故意偷换了概念。
朱小令质疑三:
采用纯凝式小机组代厂用电直接违背基本国策和国家能源政策
众所周知,其一、1000MW超超临界汽轮发电机组,无论汽轮机相对效率、循环效率、发电机效率、机械效率等,均比30MW的小汽轮发电机组高的多得多,采用这种方式降低厂用电率,是节能还是耗能,一目了然!其二,经过对国内不同设计院设计的4个电厂,已投产的6台同型号机组调查,若不采用小汽轮机带动引风机,厂用电率均在4%左右(额定工况),按此核算,外三电厂的供电煤耗率要再升高2.3个百分点,而不是所言的272g/kW•h。
实际上,一台机组大锅炉可以同时带一台大汽轮发电机和若干小汽轮发电机,这样按照外三电厂的逻辑,采用更大容量的小汽轮发电机组,火力发电厂厂用电率可为“0”—“负值”。
冯伟忠回复:
1、大锅炉不可以带任何小汽轮机。
目前世界上火电厂的小汽轮机绝大多数都用于给水泵,少量用于汽动风机。仅外三用于变频发电。小汽轮机的汽源均为主汽轮机发过电的抽汽,其形式绝大部分为纯凝式,抽汽压力较多的采用1MPa,少量的有背压式甚至空冷式。该小汽轮机并不和锅炉构成热力循环,其可以看成主汽轮机的一个辅助汽缸,参与了整个大机组的热力循环。
由于大锅炉的主蒸汽压力远远高于用于小汽轮机的抽汽,其做功能力也远高于抽汽,若由大锅炉直接带小汽轮机,由于进入小汽轮机的主蒸汽的容积流量仅为低压抽汽的数十分之一甚至上百分之一,相当于小汽轮机的叶片要缩短至原长度的数十分之一,这样的小汽轮机根本就没法设计和制造,效率更无从谈起。此外,由于小汽轮机无法设计成再热汽轮机,其末级叶片的湿度将远超运行允许值。
2、外三集中式变频总电源技术,具有显著的节能成效。
上海地区煤电的调峰范围达40-100%,在低负荷时的辅机均处于低效运行工况,若能进行变速运行,其运行效率将大为改善。但传统的电子式大功率高电压变频技术,可靠性低,占地大,性价比较低。
外三世界首创的集中式变频总电源技术,利用单独设置的转速可调的小汽轮机推动一个发电机,通过改变小汽轮机的转速,从而改变发电机输出的交流电的频率。这个发电机为连接在同一母线上的所有辅机提供变频动力电源。该技术不但解决了传统的电子式大功率高电压变频装置可靠性低的问题,而且参与变频运行的辅机总量大,可使火电厂中的一些高功率辅机诸如送风机、引风机,增压风机以及循泵、凝泵等都实现变频运行,节能成效远远超过前者。
根据运行数据,该系统的应用,其辅机的平均节能相当于机组的煤耗下降约1克/千瓦时。当然,对于一次风机,磨煤机,脱硫浆液循环泵等辅机,其特性决定了只适宜工频运行。因变频电源绝对不可能与工频并列运行,变频小汽轮机的功率配置必须与所带载的辅机总负荷相匹配(外三变频机的汽轮机容量为21MW)。因此,根本就不存在厂用电率为零甚至为负的可能。
此外,变频小汽轮机为凝汽式,配置单独凝汽器。其汽源取自大汽轮机的中压缸排汽,相当于大汽轮机的一个低压缸,参与了主机的整个热力循环。这与可单独运行的小汽轮机是完全不同的两个概念,没有任何可比性。
朱小令在“能源观察”上发布的“一评:上海外三电厂“创新节能减排技术”及“251工程”质疑”文中所贴的PPT页面如下:

此页面中写得很清楚:本集中式变频电源的小汽轮机为凝汽式,自带凝汽器。汽源取自主汽轮机抽汽。根本不存在什么由大锅炉带小汽轮机。作为“汽轮机专家”的朱小令,不可能不懂大锅炉不能带小汽轮机这样的常识,也在明知外三的变频机用的是汽轮机抽汽,却去编造一个根本不存在的“故事”。
外三配置变频小汽轮机后,在额定工况下有7%的中压缸排汽进入变频小汽轮机,显著缓解了大汽轮机的低压缸排面积不足的问题,使大汽轮机的效率得到提高。而由于中压缸的排汽压力仅为0.6MPa,使小汽轮机具有较大的容积流量,其进汽叶片较长,缸效率与主汽轮机的低压缸相比仅低了2.1%,加上小发电机与大发电机的效率差,相当于整机效率下降0.07%。
综上各项,变频总电源总共获得净收益相当于机组净效率提升0.67%。
因此,外三安装变频总电源后,“供电煤耗率要再升高2.3个百分点”(相当于煤耗上升6.348克/千瓦时)之说荒谬绝伦。试想,即使变频小汽轮机的21MW功率不去供辅机,全部损失掉,也不到机组1000MW的2.3%,这么简单的算术题和常识性的概念,根本用不着高深的理论。因此,作为“资深专家”的朱小令不可能连这点起码的常识都不清楚。这样故意搅混水,是在挑战所有人的智商。
3、以煤电为主的电网结构,汽动给水泵亦具有明显的节能成效
目前我国的大机组,除极个别外,绝大多数都配置了汽动给水泵并用作日常运行,而电动给水泵一般只做启动及备用。近来已有一种趋势,新建机组不再配电动泵。而国外却有不少中小型机组(一般<600MW)采用了电动给水泵作日常运行用,甚至有大汽轮发电机同轴直接驱动给水泵的案例,这其实与国情不同有关。大部分西方国家的煤电机组通常带基本负荷,低负荷运行概率低,因此辅机的低负荷节能的需求并不高。
因此,采用系统简单的定速电动给水泵也就成了一种合理的选择。但我国的煤电在电网总装机容量中的占比超过70%,大幅调峰有其必然性。这使得电厂的定速辅机在低负荷下处于很不经济的运行状态,因此,大型辅机的变速和变频运行就成为一种优先选项。确实而言,汽动给水泵小汽轮机的缸效率与大汽轮机的中、低压缸相比一般有几个百分点甚至有十个点的落差,但从全负荷考虑,其节能量还是大于汽缸效率差损失。这就能解释目前有不少电厂的个别大功率辅机加装了电子变频供电装置,虽然装置自身也要消耗8%—10%的功率,但就全负荷而言,还有不小的节电收益。
不过,汽动引风机情况不同,主要是因为小汽轮机的效率对容量非常敏感,用于驱动风机的汽轮机,容量仅几千千瓦,缸效率很低,有的只有65%,与大汽轮机对应的85%—90%的汽缸效率相比有超过20%的效率差,虽然厂用电率降低了,但从能耗而言是亏的。当然,若使用背压式汽动引风机,其排汽用作对外供热则另当别论。但是,外三的集中式变频电源系统,相当于“一拖多”的广义风机(水泵),与汽动给水泵的性质相同。由于汽轮机容量增大至21MW及选用较低的抽汽压力,使其进汽容积流量较大,进汽叶片长,故其缸效率仅比大汽轮机的低压缸的缸效率低了2.1%,因此,其全负荷的节能收益非常显著。

从上述分析可见,朱小令在文中的“假若电价低于煤价或者调度方式改变为调度机组的上网电量,那么,现在采用小汽轮机驱动给水泵的机组,马上得将小汽轮机驱动给水泵,改造为电动给水泵。外三电厂“世界首创的火电厂变频总电源技术”可能又得再次进行改造。”之说是以汽动给水泵与集中变频技术并不节能为前提,而这一前提根本就不存在。此外,电价低于煤价的假设也是极其荒唐的。这就好比纺织厂的棉布销售价低于棉花价格,那谁还去织布?事实上,电价关乎民生,历来由政府监控,煤电联动就是政府出台的一项监管措施,可以使得从电力生产到电力消费链上各环节的利益分配趋向合理、均衡,避免在极端情况下市场杠杆自由调节可能出现的无序和大的波动。
朱小令质疑四:
外三电厂提出的节能减排措施业内颇有争议
在外高桥三厂所实施的节能减排措施和进一步提高汽轮机组初参数技术中,如:“采用一种高低位分轴布置的汽轮发电机专利技术”等,在业内颇有争议。
冯伟忠回复:
1. 到目前为止,国家级排名前7的发电集团,已有华润、神华、大唐、华电4个集团与申能能源科技公司签订了合作协议,在其集团内推广外三的技术。这些集团在签约前均派出多层次和多批次的领导和专家前来外三进行详细考察和调研。目前,各个集团的技术推广工作正在有序推进。
另外,国电集团在2009年就曾派出多批次的专家前来外三考察调研,给出了高度评价。而后由集团发了一个特急文件,要求在全集团推广外三技术。华能集团也已于去年派出专家团前来外三考察调研,而后提出一次性为其改造10台甚至20台600MW级大机组的提议,目前合作方式尚未达成一致。
2. 中国电力顾问集团(前电力规划设计总院)于2009年4月,由总工程师带队,共47位专家前来外三,开展了为期两天,就设计优化和技术创新的考察调研,并给出了高度评价。
3. 2014年,国家能源局对外三进行了多轮考察和调研后,向外三颁发了我国唯一的“国家节能减排示范基地”的金牌。
4. 2009年—2011年,由中国电力联合会认证中心对外三的年统计煤耗进行了核查认证,并颁发了认证证书。到目前为止,外三是我国唯一取得煤耗认证的电厂。


5. 2014年9月—11月,申能科技完成了对华润江苏铜山电厂1000MW超超临界机组移植外三7项技术的改造。性能试验及电厂统计表明,改造后,机组煤耗下降超过10克/千瓦时,远超7.5克/千瓦时的合同保证值。
6. 至于朱小令打算“也申请个专利,把锅炉放到汽轮发电机组平台或零米层以下,汽轮发电机组同轴布置在同一运转平台上,同用一个集控室,管道、热控线缆等更短,比汽轮发电机组高、低位分轴布置还要好……”,这根本不是什么“质疑”,国家专利局是开放的,每个人都有权利去申请,没人拦着,用不着到上海来转一圈。不过需指出的是,由于技术和造价限制,到目前为止,上海最深的大直径基坑的开挖深度为38m,要将一个大型锅炉置入70m—100m深度,且不论惊人的造价和运行安全问题,技术上还没有能力。其他不同地质地区的情况也类似。
7. 2011年1月,中国电力顾问集团组织专家(含西安热工研究院专家)对外三9号机(双轴高低位布置1350MW两次再热超超临界机组)的汽轮机设计方案进行了评审,其综合评价为:“二次再热和双轴机组在世界上已有成功的运行经验,采用典型的并已有使用业绩的高、中、低压缸模块进行适当调整,组成1350MW二次再热双轴机组,使用现有的高温材料,可达到目前世界上超超临界机组发电效率的领先水平,技术方案先进,可行。”今年3月,受国家能源局委托,中国国际工程咨询公司对外三9号机的技术方案进行了专家评审,也给与了肯定的评价。而后能源局将其作为示范项目,委托电力规划院进行项目评估,目前,此项工作尚在进行中。
8. 为打开先进超临界技术发展的瓶颈,解决昂贵的蒸汽管道问题,国际发电装备业巨头西门子也曾尝试将整个汽轮发电机搬至锅炉上或者将锅炉横着放的创新设计,还申请了专利,但最终都失败了。因此,当他们看到“高低位分轴布置”设计方案时,如获至宝。该方案被西门子汽轮机首席专家魏克松誉为天才设计,其火力发电及产品业务首席执行官罗兰.菲舍尔博士在其报告中称赞道:该技术能大大提高火力发电机组的净效率,是改革高污染发电行业成为低排放绿色产业的唯一机遇。……西门子十分重视该技术,认为此技术是引领世界煤电继续发展的技术。如果这项技术成功实施,会使中国成为世界火力发电技术的领导者。




朱小令质疑五:
对“251工程”必要性的质疑。
提高汽轮机组进汽初参数,其主要难点是受到高温材料和焊接技术制约。目前,在600℃的高温材料上,有的国产锅炉中的高温过热器材料仍依靠进口。更不要说700℃材料的技术研发。而在700℃超超临界燃煤发电技术上,目前欧洲、日本、美国虽然已经制定了自己的战略计划,尽管有的国家已取得最大成效,但是,由于持续的技术和资金压力,也已经进展缓慢或者停止。
为什么技术先进的国家在700℃超超临界燃煤发电技术研究已经进展的情况之下,却放慢或者停止技术研发而不搞了呢?既然我们执意坚持要搞,高温材料是得从国外购买,还是全部由国产制造?
冯伟忠回复:在朱小令所参考的PPT中,对“251”技术描述得非常清楚:

PPT的第一段写道:根据SIMENS所做的热平衡计算表明,若采用600℃等级蒸汽参数及二次再热,高/低位布置方案,其汽轮发电机的热耗水平相对目前一次再热常规布置方案可再下降5%。若再集成外三已成熟的节能创新技术,机组含脱硫、脱硝的净效率可达49%的划时代水平。若将来700℃材料成熟,机组净效率可进一步升至52%。
所谓:“251”指的是“135万千瓦高低位双轴二次再热超超临界发电机组”,采用的是现有成熟的600℃材料,机组的设计供电煤耗为251克/千瓦时,折合净效率48.92%。由于采用高、低位布置设计,高温高压管道的长度可降至原长度的15%,极大地降低了散热和阻力损失,同时能使原管道造价太贵,性价比不高的二次再热技术的性价比得到极大地提升。因此,目前的“251”是在600℃材料的基础上达到的,虽然其48.92%的净效率已远超国外正在研发中的700℃技术的47%的期望净效率。
因我国目前的600℃级大口径高温蒸汽管道基本依靠进口,从2005年至今,进口量高达50多万吨,耗资700亿以上。若此项技术得以推广,可极大地降低此类物资的进口。
当然,高低位分轴布置技术也可极大地降低超级镍基大口径蒸汽管道的使用量,从而打开了下一代700℃技术的发展瓶颈。待将来700℃材料成熟,供电煤耗可进一步降至236克/千瓦时。
很显然,朱小令在在文中恶毒攻击“251”工程,但这是在明知“251”是基于600℃材料的情况下,却故意捏造了一个所谓的“执意坚持要搞700℃”的“事实”。而后再加以抨击。
朱小令质疑六:
“其一,若花费巨额外汇从国外买进,国外研发的材料现在是否就已过关?
冯伟忠回复:
真是莫名其妙,251工程根本不需要进口用于700℃的尚不完全成熟的超级镍基材料!即使是600℃高温管道,也能极大地降低使用量。
但是,对于这样一个重大创新,朱小令却对其如此的仇恨,不惜冒自身名誉损毁和违法的风险,捏造事实,混淆视听,对“251”工程进行恶毒攻击。究竟想干什么?
有一个情况需引起注意,一旦“251”工程得到成功,在当今世界,有一家人肯定不高兴,这就是国外垄断大口径管道的供货商。近十年来,他在中国超超临界火电市场赚得盆满钵满,目前,他还在盘算着下一轮700℃的盛宴。当他看到最近中国又在时兴高温大口径管道消耗量翻倍的传统二次再热时,一定笑得合不拢嘴。
但是,“251”工程却是其克星,“251”一旦成功并得到推广,中国高温大口径管道的进口将出现断崖式下跌。因此,他绝不会无动于衷。可以想象,他会动用一切手段,包括在中国收买各种“专家”,对“251”进行重点狙击。

朱小令质疑:其二,核心技术要花费国家这么多钱,从国外买进来搞“251工程”, 究竟是不是“自主创新”?结果到底是外国人在帮中国人“打工”呢,还是中国人在帮外国人“打工”呢?还是既用中国纳税人的钱,又用属于全民的“公共资源”,在中国帮助外国人搞研发与试验呢?”
冯伟忠回复:棍子够狠,帽子够大,但其抨击的前提就是捏造的!
这种手法,自文革结束后已绝迹了近三十年,怎么又沉渣泛起?
2017-03-01 23:25:57          
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上海外高桥第三发电厂获《世界顶级电厂》奖
中国网 2015/12/31
上海外高桥第三发电厂科技创新纪实



2015年10月,美国《电力杂志》评出2015年度世界顶级火力发电厂,其中上海外高桥第三发电有限责任公司是中国火电厂唯一获奖企业。美国《电力杂志》创立于1882年,“世界顶级电厂”是一项由美国《电力杂志》举办的年度评选活动,由杂志编辑根据发电行业专业人士(包括设备供应商、设计单位、施工单位、电厂运营方)的提名确定获奖名单,每年10月公布年度顶级火力发电厂,获得“顶级电厂”称号的单位是全球范围内具有吸引力、重要的、创新的电厂,并展示它们可能引起发电行业兴趣的独特设计或技术;获得“世界顶级电厂”称号是全球电力界对该电厂的重要认可。
外三电厂本次能够获奖是由美国工程机械师协会(ASME)组织推荐的。今年4月份,外三电厂总经理冯伟忠收到来自美国ASME的邀请信,邀请冯伟忠在6月底参加其圣迭哥世界学术峰会,并在峰会期间举办一次“不限时长”的个人专场报告。邀请方是有着134年历史的美国工程机械师协会(ASME)。该协会是制造业领域世界权威,包括中国在内,世界上90多个国家进出口机械工程设备,用的都是它的标准。
会后,ASME火电分论坛执行主席克里斯多夫发来专函评价:“冯教授领导的外三团队,成功地将前所未闻的能效提升与极低的环境影响结合在一起,同时使用创新的工程技术解决了许多之前公认棘手的难题。”、“这些成就证明了世界上最好的在网燃煤发电厂在中国。”“外三的这些成就具有世界级的意义,对于冯教授在外三取得的巨大成就及其对世界发电行业的潜在影响的重要性,再称赞也不为过”,“冯教授已经取得的技术成就中的任何一项,对绝大多数个人、组织或国家来说已经算是终身成就了。”、“冯教授在外三取得的瞩目成就为下一个一百年的能源发展打下了非凡的基础”。
2015年10月1日,《电力杂志》副编辑Thomas W. Overton专门撰文如下:
对一个电力行业高速增长并且寻求更加清洁高效发电的国家,煤炭仍然是中国持续发展的关键。这意味着中国电力行业的创新还要下许多功夫,然而一家位于上海的外三电厂在创新方面走在了前列。
地球上没有一个国家的电力产业发展速度超过了中国。中国无论是在可再生能源方面比如太阳能发电、风力发电、水力发电(其新建容量在世界遥遥领先)以及核能发电(中国拥有24座在建核反应堆),还是在传统的热能发电方面,中国的装机容量以令人惊叹的速度走在了同样高速增长的电力需求之前。中国目前拥有世界上最大的已安装到位的发电基地,其装机容量最近刚刚超过美国。根据中国电力企业联合会公布的数据,单在2014年中国新增了101GW的装机容量,远远超过世界其他约10个国家装机容量的总和。




但上述这些不仅仅是发电能力的增加。中国正面临着空气污染的严峻挑战,这主要是由于中国对煤炭传统性的严重依赖。尽管中国正在上下努力向着低碳电力转变、减少煤炭消耗,但是煤炭在中国可以预见的未来仍是其主要的发电一次能源,中国目前约有116GW在建火力发电机组。综上,如果中国要减少空气污染,实现其二氧化碳减排承诺,中国就必须在改善能效和降低污染物排放上下大力气。
尽管中国的空气污染问题主要归结于老旧低效火力发电机组、缺乏现代化的排放物控制,中国却拥有大量先进的超临界和超超临界发电机组。中国政府正在号召对这些机组进行技术升级改造。许多电厂已经升级了排放物控制,并在一定程度上提高了能效。但是,一家位于上海的发电厂取得的成绩远不止于此。
外三电厂亮点:
中国效率最高的火力发电厂
不断摸索通过技术创新降低热耗、减少污染物排放
效率从2008年的42.73%,提高至2011年的44.5%
一、长期的努力
上海外高桥发电基地(外一、外二、外三)拥有5GW的装机容量,其8台机组矗立在长江岸边。这些机组经历了三个阶段完成建设,目前由三家独立法人运营。
外高桥发电一期项目始于上世纪90年代,一期项目包含由上海电气集团生产的4台300MW机组,并在1994年至1997年陆续上网发电。外高桥发电二期项目开始于2001年,2004年上网运行,包含2台900MW超临界机组(这是当时中国最早的900MW超临界机组),二期项目中运用了德国阿尔斯通、西门子和日本日立的相关技术。
二期项目刚刚落下帷幕,三期项目——中国最先进、节能的火力发电厂的建设工作便拉开序幕。
外高桥发电三期项目于2005年中期开始,目标建设2台1000MW超超临界机组。三期项目的汽轮机、发电机和锅炉由上海电气集团供货,并经阿尔斯通(锅炉)和西门子(汽轮机)的技术许可。2台机组利用了烟气脱硫(FGD)和选择性催化还原(SCR)技术,并分别于2008年3月和6月投入商业运行。
作为一家超超临界发电厂,外三电厂运行时主蒸汽温度达到至少600摄氏度,压力达到27MPa。当三期机组刚刚上网运行时,其净效率达到了42.73%,是当时世界上最高效的火力发电厂之一。但这仅仅是开始。
二、技术进步
三期项目伊始,该项目团队就落实中央政府的号召,以机组效率的提升、污染物的减排及技术的提升作为重要抓手。
外三电厂相关人员已推出大量的科技创新项目,并成功研发了一系列的系统优化和效率提升的新技术。其中,许多创新技术在工程建设期间就得以同步实施,并且新技术的研发亦在不断推进,这使得机组性能自最初调试期开始就已得到显著改善。
2008年,机组的净效率达到42.73%,在此基准上,2009年提升至43.53%,2010年再次提升至43.97%,2011年又进一步提升至44.5%。自基建及投产以来,机组的年均运行负荷为74%左右。与中国其他先进的燃煤机组(其平均净效率为41.2%)相比,外三电厂每年可因此节省标煤耗量23万吨和减排二氧化碳48万吨。此外,硫氧化物、氮氧化物和烟尘的排放量均远远低于国家规定的燃煤电厂排放限值,甚至低于燃气轮机的排放限值。
以下是外三电厂已实施应用的部分重大技术革新。
1、烟气余热利用技术
通过研发新型鳍片式的烟气热能回收装置,并安装在介于增压风机和脱硫塔之间的低尘区域,这样可降低飞灰磨损以及灰分积累和阻塞的风险。除烟气余热本身之外,还包括引风机和增压风机运行中所产生的热量也一并被回收利用。所回收的这部分热量被送回热力系统替代汽轮机抽汽加热低压给水,降低汽轮机热耗以补偿脱硫能耗。
2、广义回热系列技术
该系列技术,将回热媒介由单一给水拓展为锅炉输入的水、风、煤等。其中,送风回热技术,是利用回热抽汽加热锅炉的进风,进而回收抽汽热能并提高锅炉的燃烧效率;送粉回热技术,通过对磨煤机出口的煤粉进一步干燥和加热,提高了锅炉的燃烧稳定性及燃烧效率,该技术尤其适用于燃烧高水分煤种。这些技术不仅有利于锅炉的燃烧和运行,而且通过回收抽汽的热能和降低冷源损失,提高了机组效率。
3、改进型给水回热技术
通过增设一个附加的可调式高压回热抽汽,可在机组低负荷运行时,维持机组的最终给水温度与额定负荷一致,或至少可缓解因机组负荷降低而引起的给水温降程度。此外,低负荷下锅炉省煤器出口烟气的温降也因此可减小,进而使得SCR在低负荷下不必退出运行。另外,通过控制阀调节该回热抽汽,可使机组调频响应更快。低负荷下,更高的锅炉进风温度,提升了锅炉的燃烧稳定性和燃烧效率,同时,水冷壁入口给水温度相对提高,亦改善了锅炉水动力特性。
4、改进型锅炉启动技术
该技术主要利用蒸汽代替燃油来加热锅炉。机组启动时,给水可由电厂其他机组的蒸汽来进行加热,进而锅炉可由已加热的给水和来自汽水分离器的蒸汽进行加热。当锅炉风机启动后,冷空气被已处于热态的省煤器加热,随后热空气进入空气预热器的烟气侧对冷空气进行加热,从而在机组点火前就建立起“热炉和热风”的环境。该技术加速了启动过程,降低了厂用电耗,并减少了燃料消耗和因其产生的污染物排放量。外三电厂的启动时间小于2小时(包括冷态启动),耗油量小于15吨,耗电量小于80000千瓦时,并且耗煤量低于200吨(包括用于加热的蒸汽)。
5、固体颗粒侵蚀防治系列技术
管道的蒸汽侧氧化及氧化皮阻塞,一定程度上将引起锅炉炉管爆管;而氧化皮破碎形成的颗粒又将引起汽轮机叶片侵蚀,这是超(超)临界机组面临的突出问题,并已经困扰国际发电技术领域几十年。中国的部分发电厂,在投运之初的几年,机组效率损失就达8%或以上。而外三电厂通过应用创新优化启动技术和程序,缓解了管道的蒸汽侧氧化,而针对锅炉已生成的氧化物颗粒则将之尽快清除。外三机组运行60个月后,经检查表明:锅炉管道未氧化,汽轮机叶片亦未受侵蚀。




三、行业引领者
外三电厂的相关创新技术获得了来自政府和行业组织关于能效提升和污染物减排的一系列奖项。这些已研发完成的技术目前正在一些新建电厂中推广应用,同时,外三电厂相关人员亦同世界各地的行业组织分享了他们的创新技术。
中国的节能减排之路还很漫长,但是像外三电厂这样的发电企业作为中国电力行业的领头羊,正引领整个行业趋向更清洁、更高效化。
2017-03-01 23:27:42          
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淮北平山电厂二期135万千瓦项目获批国家火电示范工程
中安在线 2016/1/31
近日,淮北申能平山电厂二期工程项目成功获批国家火电示范工程。
国家能源局前期分别委托中国国际工程咨询公司和电力规划设计总院,对申能股份有限公司平山电厂二期1×135万千瓦项目的技术和工程方案进行论证。
论证结果显示,该项目采用的双轴汽轮机高低位布置技术方案可行,可减少高中压管道长度而降低投资,减少压降和降温损失进而降低能耗,热耗指标为世界先进水平,属于创新技术,技术和装备能够自主化设计和制造,具有良好示范作用。
2017-03-01 23:29:20          
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构建节能型低成本“超低排放”技术上海外三引领中国火电节能减排潮流
中国科技新闻网 2016/3/16
燃煤电厂大气污染物“近零排放”成为近一年来能源、电力行业广泛热议和争议的话题。国内外并没有公认的燃煤电厂大气污染物“近零排放”的定义,实际行业内多种表述共存,如“近零排放”、“趋零排放”、“超低排放”、“超净排放”、“超洁净排放”、“低于燃机标准排放”等等。2014年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合下达的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》中明确规定东部地区新建燃煤机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即烟尘不超过10毫克/立方米,二氧化硫不超过35毫克/立方米、氮氧化合物不超过50毫克/立方米)。

目前我国煤电厂执行的大气污染物排放标准已经是“史上最严”、“世界最严”。奇怪的是,近期不少发电企业却主动请缨、自我加压,不断投入大量改造资金,要做到 “近零排放”甚至“零排放”,需投入巨额资金。以2×1000MW电厂为例,投资增加3-5亿元,仅湿式电除尘改造,就动辄近亿。而某些新建电厂已按“近零排放”进行建设,为数不少的现役燃煤机组已列入“近零排放”改造计划,科研管理部门抓紧攻关、环保产业界紧紧跟进、媒体持续跟踪、专家学者纷纷解读、宏观经济调控部门也正在研究是否把“近零排放”纳入到宏观决策之中……
目前提出“近零排放”主要有两个背景:一是“雾霾”肆虐使得环境污染已经成为举国关注的社会问题,而燃烧产生的氮氧化物是雾霾的最大根源。近年来中国大面积雾霾的其中一个重要原因是巨量的煤炭消耗和长期积累的集中爆发。减少煤炭的大气污染物排放显然是治理雾霾的一个重要措施。由于资源禀赋的特点和能源成本的制约,以煤为主的能源结构相当长时间内难以改变,煤电在煤炭的消费中占比50%以上。因此,煤电的清洁化和高效化就成为中国经济可持续发展的战略选择和落脚点。对于电力企业来说,为火电争取空间也是为自己的发展争取空间。
从煤炭着手来改善环境无可非议,但是燃煤电厂近零排放对环境治理是不是真有必要、经济上是否划算、有没有更好的选择等,是否可持续发展,还有必要厘清一些重要问题。
上海外高桥第三发电有限责任公司(简称外三)是国内首批国产百万千瓦火力发电工程之一,项目可行性研究工作始于2002年,当时中国正处于经济快速发展期,上海电网的用电需求逐年持续攀升,电力供应严重短缺,同时中国火力发电技术还处于较落后的阶段,机组多为较低参数的中、小机组,效率低下,污染排放较严重,环保标准落后。
上海外三的难能可贵之处是早在工程基建期间,在中国的火电装机水平均较低,对节能减排还未如目前高度重视的时期,工程建设者就前瞻性地以“绿色、环保”为建设目标,秉承“节能就是环保”的设计理念,在全面消化引进国外先进发电技术的基础上,瞄准世界最先进的火力发电技术,围绕“节能减排”目标,提前研究和实施创新课题,对当代世界超超临界火力发电技术进行了一系列的创新和优化。工程建成投产当年(2008年),就在平均负荷率75%的情况下,创造了平均运行供电耗287.44克/千瓦时的世界纪录,在世界上竖起了新的标杆。它的成功,对在建的和已建的火力发电厂提供了很好的示范。工程建成后,全年年平均供电煤耗仅为我国火电厂平均煤耗的82%,相当于电厂18%的发电量是“零能耗”和“零排放”。不仅缓解了中国经济发达地区-上海2002年以来电力供应严重短缺的局面,为确保电网安全做出了贡献,更重要的是它引领了中国火电机组节能减排的潮流,《华尔街日报》在2010年3月10日的报道中称“世界最高效的燃煤发电厂在上海”。
外三一直坚持走一条有中国特色的节能型低成本环保之路。两台机组投产后,基于当时我国每年装机总量达80GW-100GW,其中煤电比例高达75%,且国家环保标准(烟尘100毫克/立方米,二氧化硫200毫克/立方米、氮氧化合物450毫克/立方米)比较落后的情况,预计煤电的环保压力会增大,提高环保标准是大趋势。因此,外三将技术创新的重点转向了环保方向。但是,由于传统的环保技术存在着“三高”困局,即“高标准”对应“高投资、高能耗及高运行成本”,这并不符合绿色和可持续发展的理念,这也必然导致企业效益和社会效益的矛盾和冲突。为破解这一困局,外三总经理冯伟忠独创的节能和低成本型超低排放系列技术却打破了这一规律,未雨绸缪研发了包括零能耗脱硫、高效节能型电除尘、节能型全天候脱硝、脱硝催化剂高效延寿等一系列世界首创的重大节能减排新技术,并在机组投产后通过每年机组检修的机会予以实施,从而使两台机组的煤耗逐年大幅下降,环保水平不断提高,仅过了短短三年,其煤耗就在自身投产时的世界最好水平的基础上又下降了11克/千瓦时,这相当于在机组投产后所开展的一系列技术创新,又将其综合技术水平在世界之巅再向前推进了一代!与此同时,其污染物的排放值也大幅下降。目前,其综合排放水平不但远优于号称史上最严的新版国家标准,甚至优于燃气轮机的排放标准,遥遥 领先于世界。与全国平均水平相比,机组投运4年,节标煤200多万吨,等于节约了1台1000MW级燃煤机组的全年煤量,减排万余吨的二氧化硫、氮氧化物,因此其节能和环保意义巨大。2014年10月9日外三被国家能源局授予全国唯一的“国家煤电节能减排示范基地”。2015年10月,外三被国际电力界权威杂志,美国《电力杂志》评为世界“顶级燃煤电厂”。
从2009年开始,“外三”先后进行大量投入研发并实施了包含“零能耗脱硫技术”,“节能型全天候脱硝技术”,“低氧燃烧及低NOX排放技术”,“电除尘器系统优化技术”,等多项兼顾节能与环保的重大技术,并在“外三”的机组上先后投入使用。
2009年-2013年“外三”先后开发及实施的主要技术有:
1)零能耗脱硫技术
2)电除尘系统优化技术
3)低氧燃烧及低NOX排放技术
4)节能型全天候脱硝技术
5)低排放高水分劣质煤掺烧技术
6)脱硫扩容增效技术
伴随着以上一系列新的重要技术创新在“外三”机组上的分步实施,“外三”的供电能耗水平(或发电净效率)和大气污染物排放浓度水平逐年显著下降。
从2009年开始“外三”的实际平均供电煤耗在2008年287克/千瓦时的基础上持续大幅下降。2013年在负荷率78.15%的情况下,两台机组实际平均供电煤耗达到276.82 克/千瓦时。外三2015年在年平均负荷率为72%的情况下,两台机组实际平均供电煤耗完成277.33克/千瓦时;SO2、NOx及粉尘的实际平均排放浓度分别为14.82mg/ m&sup3;、17.97mg/ m&sup3;及7.21mg/ m&sup3; (滤膜法为0.60 mg/ m&sup3;),所有环保指标均由地方环保局24小时在线监测,其综合排放水平已赶超天然气发电机组。
2014年初,上海市环境保护局紧急下发了“关于开展燃煤电厂污染物深度治理试点工作的通知(沪环保总[2014]162号)”,要求外三深入开发污染物深度治理潜力,在确保污染物达标排放的基础上,消除石膏雨污染,开展技术研究和试点示范工作。
为响应环保局的号召,外三在目前的排放水平上进一步挖掘机组排放持续下降的空间。2014年至今外三正在执行和实施的大气 污染物深度治理项目如下:
1) 全新回热式GGH“石膏雨”防治技术
2) 中温省煤器(低低温电除尘)技术
3) 除雾器优化改造
外三始终坚持构建节能型低成本“超低排放”环保之路,至2015年年底,以上三项深化改造项目在#8机组上实施后,公司二氧化硫、氮氧化物及烟尘排放浓度最低也可以下降到6mg/m&sup3;、9mg/m&sup3;及5 mg/m&sup3;,但是综合考虑经济性,2015年度外三公司二氧化硫、氮氧化物平均排放浓度控制在20 mg/m&sup3;以内,烟尘平均排放浓度控制在10 mg/m&sup3;左右,环保指标在上海地区综合排名第一,已经远优于新的国家标准甚至达到和超过燃气轮机的排放标准。
中国工程院院士倪维斗表示:“中国的能源结构决定着国家低碳绿色发展的重点,应当尽可能地将煤电的能耗和排放降低,外三有这样的技术引领绿色煤电新的方向。”而国内其他推行“近零排放”的电厂成本上的问题可能还不止如此。从投资成本上来看,据环境保护部初步估算,对现役火电机组进行脱硫、脱硝和除尘改造的费用高达2000亿-2500亿元。但如果需要政府买单,或者通过销售电价往下游消费者传导,那这笔账就很有必要谨慎地算清楚。因此,这种“高投入、高成本、高耗能”的改造方式引起了业界专家的质疑,中国电力企业联合会秘书长王志轩在新近发表的《煤电近零排放不科学》一文中提出了不同的观点,他指出 “近零排放”不仅在技术上并没有重大创新,在环境效益和经济效益的投入产出比也太低。
燃煤电厂的近零排放也不能解决二氧化碳问题。目前,所谓的“近零排放”是针对二氧化硫、氮氧化物、烟尘等大气污染物而言的,衡量标准是使得燃煤机组的二氧化碳排放量小于同等发电量下燃气机组水平,并不能减少二氧化碳的排放,所以并不是真正意义的近零排放。虽然现阶段由于雾霾的压力,环境治理问题的重要性可能在一定程度上超过了低碳议题,但是这并非意味着低碳议题不再重要。如果二氧化碳与全球气候变暖的关系是成立的,那从全球社会更长期的视角来看,低碳发展才是关乎全体人类生存的主题。与燃煤电厂二氧化碳排放密切相关的指标是供电煤耗或机组净效率,目前燃煤电厂的“近零排放”不仅不能对二氧化碳进行减排,而且与碳减排相反。事实上,今年7月1日起开始实施的国家环保新标准,已是世界上最严的。在这基础上进一步达到燃气轮机排放标准,环保边际效益很小,且现在一般的“近零排放”没有任何的技术突破,仅仅是常规环保设备的堆砌,需花费巨额的投资,增加更多的环保设备,使得发电机组厂用电率和等效能耗显著上升,从而又进一步增加了二氧化碳的排放。真正的清洁煤炭减排技术,不能以能耗和碳排放为代价。
总的来说,不计成本追求燃煤电厂的近零排放意义不大,大面积推广更是需要综合考虑其对环境治理的必要性和经济可行性,并在经济效益上与其他治理方案进行综合比较。因此,某些发电企业“主动”“近零排放”的主要原因并非是为了环保,而是为了企业自身的利益而进行的一场特殊的煤电“保卫战”,是为了生存发展,并避免更大损失而提出并实施的一种竞争性战术。这种为了避免更大的损失或者为了获取局部的利益,而采取不科学、不合理且不可持续的发展对全社会造成损失的做法是值得深思。
 

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