本月中旬，國際能源署清潔煤中心的火電年會將落戶申城。
其實，開會只是個形式，國內(nèi)外火電專家不遠(yuǎn)千里齊聚上海，一個重要因素，是想看看上海申能公司旗下外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱“外三”)兩臺“世界標(biāo)桿”發(fā)電機(jī)組——年均供電煤耗為276克/千瓦時，再見見“傳說”中的掌門人馮偉忠，以及馮偉忠的最新發(fā)明——“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”。
“五大三粗”的發(fā)電機(jī)組，如此誘人?原來，在現(xiàn)有材料、技術(shù)和設(shè)備條件下，用了這項“高低位分軸布置”的新發(fā)明，新建超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組的供電效率可達(dá)48.9%，設(shè)計供電煤耗約251克/千瓦時。而歐洲公認(rèn)的前“世界之最”——丹麥NORDJYLLAND電廠3號機(jī)組的實際供電煤耗是286.08克/千瓦時，號稱日本供電效率最高的勿來電廠25萬千瓦整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，目前滿負(fù)荷下供電煤耗292.5克/千瓦時。要知道，差了10克/千瓦時，在煤電行業(yè)就等于落后了整整一代。
如此驚世，馮偉忠也就不“假謙虛”了：“客氣地說，我們目前的水平，是歐洲的明天，亞洲的后天。不客氣么，如果高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組得以建成，則可甩開國外同行20年以上!”
“腦筋急轉(zhuǎn)彎”造奇跡
目前，隨著節(jié)能減排壓力的不斷加大，火電行業(yè)將目光轉(zhuǎn)向了“二次再熱”技術(shù)。所謂再熱，即汽缸的排汽通過管道回到鍋爐，再次加熱后送回汽輪機(jī)再發(fā)電。兩次再熱就是再增加一次這樣的來回。如此多次循環(huán)，可以進(jìn)一步提升供電效率。
不難想象，蒸汽循環(huán)流動，需要體積和數(shù)量龐大的管道來支撐，然而這一特性，卻成了阻礙700攝氏度等級超超臨界發(fā)電技術(shù)發(fā)展的“死穴”。因為能夠長期耐受700攝氏度高溫蒸汽運(yùn)行的鎳基金屬材料價格昂貴，幾根管子的造價就可以占到整個電廠投資的1/4。以此建造一個700攝氏度機(jī)組的成本，在外三幾乎可以造兩個600攝氏度機(jī)組。
馮偉忠給記者算了筆賬，若建設(shè)兩臺100萬千瓦的700攝氏度機(jī)組，至少多投60多億元，按其可以降低20克/千瓦時的煤耗測算，年均節(jié)省燃煤是1億多元，“將近60年才能收回成本，誰肯干?”
因此10多年來，幾乎所有火電大國都只能望“700攝氏度”興嘆，在高溫高壓材料研制上止步不前。歐盟原計劃2011年啟動的德國50萬千瓦700攝氏度示范項目近期也宣告流產(chǎn)。
中國獨(dú)辟蹊徑：為何不能用現(xiàn)成的“600攝氏度”，創(chuàng)造“700攝氏度”的效果呢?“老外不大容易‘腦筋急轉(zhuǎn)彎’。”馮偉忠這樣比喻自己發(fā)明“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”的過程，“在別人眼里，發(fā)電機(jī)組是不可分割的整體，我卻硬要把高、中、低壓缸模塊拆散并錯落布置。”
在國外同行眼里，“密斯特馮”是“瘋”了。
站在外三展示廳內(nèi)，設(shè)計一目了然：汽輪發(fā)電機(jī)組的高溫高壓缸和第一中壓缸被直接搬到了80米高處，緊挨著鍋爐的蒸汽出口，蒸汽在高壓缸中做功后，得以就近返回鍋爐進(jìn)行二次加熱，來回兩次后，再經(jīng)由管道送至常規(guī)位置的低壓軸系繼續(xù)發(fā)電。下轉(zhuǎn)2版(上接第1版)這一招，可以將原先用于運(yùn)輸蒸汽的管道從5條減為1條，跳過了高價管道的世界性難題。沒了大量復(fù)雜的管道鋪設(shè)，廠房也顯得干凈整潔。當(dāng)然，與管道相隨的阻力和散熱損失也大幅下降，機(jī)組效率隨之提升。馮偉忠接下來要做的，就是說服制造商西門子把汽輪機(jī)拆開來造，并讓鍋爐制造商阿爾斯通允許這種“瘋狂的行為”——解決汽缸和鍋爐“短兵相接”后的熱膨脹和熱應(yīng)力難題。不過，這些問題都已有了妥善的解決方案。
發(fā)電廠也“玩”服務(wù)業(yè)
不過，對于外三屢屢締造的奇跡，也有不屑者：“火電玩來玩去，不就是省個煤么?”
馮偉忠和他的團(tuán)隊還真搞出了點其他名堂——把外三的火電技術(shù)打包成“樣板房”，向市場上搞“創(chuàng)新技術(shù)服務(wù)輸出”。去年9月和今年1月，外三分別與中國華潤電力控股有限公司和中國神華集團(tuán)合作，負(fù)責(zé)對方既有燃煤機(jī)組的技術(shù)改造、新建機(jī)組的節(jié)能優(yōu)化等項目。今天又將與大唐集團(tuán)簽署了合作協(xié)議。這三家合作伙伴的燃煤發(fā)電裝機(jī)容量，合計逾2億千瓦，約占全國總量的1/6。
馮偉忠認(rèn)為，這樣的技術(shù)推廣前景無限，有望在未來形成一個成熟產(chǎn)業(yè)。目前，我國每年燃煤發(fā)電量在4萬億千瓦時左右，如果全國電廠采用外三技術(shù)，每年能少燒1億多噸標(biāo)煤，取得的經(jīng)濟(jì)效益將是天文數(shù)字。此外，火電煤耗的不斷下降使得電價控制在相當(dāng)穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi);還能有效減少空氣中PM2.5的生成。
“堅定不移走市場化道路，以充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，來更好保障能源安全和能源供應(yīng)。”這是市領(lǐng)導(dǎo)近期視察外三時提出的期許。
最快今年底明年初，裝有“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”的135萬千瓦二次再熱雙軸機(jī)組，有望在外三擴(kuò)建的場地上開展示范性項目建設(shè)。該機(jī)組一旦建成投運(yùn)，將成為全球火電節(jié)能降耗的“樣板房”，外三的“技術(shù)服務(wù)業(yè)”也將更上一層樓。
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