系统工程

“十四五” 煤电清洁高效发展水平需再提升

2020-05-28 15:20:41 中国电力报 作者:徐金巾

习近平总书记4月17日主持召开的中共中央政治局会议提出了“六保”任务,其中之一即是“保粮食能源安全”。这在全国两会上也得到了鲜明呼应,特别是“保能源安全”在政府工作报告中单独用了一节文字进行阐述:“保障能源安全。推动煤炭清洁高效利用,发展可再生能源,完善石油、天然气、电力产供销体系,提升能源储备能力。”

煤电是我国煤炭清洁高效利用的主要领域,是我国装机最大、供应能力最强的电源种类,在电力安全中发挥着不可替代的保障作用,是能源安全的重要内容。正如全国政协委员、华能集团董事长舒印彪所指出,做好能源安全这篇大文章,要大力实施能源电力产业链提升工程,推动煤电清洁高效利用,深入推进能源电力供给侧结构性改革。

他认为,“十四五”期间,煤电行业应坚持做优增量、做精存量,加大对电网支撑点的煤机项目灵活性改造力度,择优发展一批热电联产项目,积极实施城市垃圾、污泥、生物质耦合发电,以科技创新和技术进步推动煤电的清洁低碳高效利用,加快传统煤电绿色转型升级。

深度攻坚 全面实现机组超低排放

2014年以来,我国大力推动煤电实施超低排放和节能改造,煤电污染物排放强度下降、排放总量得到有效控制,煤电产业进入清洁高效“快车道”。截至2019年,全国煤电机组累计达到超低排放水平8.9亿千瓦以上、节能改造7.5亿千瓦以上,建成了世界上规模最大的清洁煤电体系。

但应该看到,全国煤炭装机总量约10.44亿千瓦,仍然有15%的煤电机组未达到超低排放。专家指出,这部分煤电机组贡献了近50%的煤电污染物总排放,主要涉及燃用低挥发分无烟煤机组、未改造的循环流化床机组及部分小容量机组。

“十四五”期间,我国除了对部分落后机组进行淘汰关停外,需要对其余约1.3亿千瓦煤电机组开展超低排放深度攻坚,推进煤电机组全面实现超低排放,预计每年可使煤电行业烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放进一步减少27%、37%、22%,促进煤电行业进一步提升清洁化水平。

此外,在做优增量的同时,还必须不断做精存量,以技术进步进一步提升超低排放改造技术。在常规大气污染物控制的基础上,进一步提升电厂废水零排放技术、固体废弃物的处理和综合利用技术,研发汞等重金属的脱除技术,加强与现有超低排放技术的协同控制,着重提高脱除效率、降低成本,推动实现煤电深刻转型和更高质量发展。

优化结构 持续发展高效发电技术

近年来,我国持续推进煤电机组淘汰落后产能和节能改造升级,火电行业供电煤耗持续下降。2019年火电平均供电煤耗降至307克标煤/千瓦时,较2012年降低19克/千瓦时,已逐步步入世界领先行列。以世界首台百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电机组——泰州二期3号机为例,2018年实现供电标煤耗264.78克/千瓦时,发电效率达到47.2%,已成为全球煤电领域的标杆。

正在建设中的国家示范工程——安徽阜阳华润电厂二期2×660MW超超临界燃煤机组工程,能实现机组运行效率、经济效益进一步提升,工程建设技术方案的额定工况设计供电煤耗可达249克/千瓦时,机组净效率达49.33%。中国工程院院士倪维斗、秦裕琨等9名专家组成的评审组认为,该项目示范实施对我国火电整体节能提效减排有重大意义。

电力规划设计总院原院长、全国工程勘察设计大师谢秋野表示,不断提高发电效率是减少煤炭消耗并相应降低污染物排放和碳排放的重要途径,也是煤电行业始终追求的目标。“十四五”期间,对60万千瓦及以上大容量机组,应总结推广610℃~620℃二次再热先进高效超超临界煤电技术,同时对600℃一次再热机组因地制宜地进行系统集成优化,如低温省煤器、烟气余热深度利用等技术,发电煤耗降低约10-18克/千瓦时。

“‘十四五’期间,清洁高效热电联产仍将是解决我国北方城镇地区清洁取暖的主要途径,针对电、热不匹配问题,应以最小新增装机容量满足供热需求。对于存量机组,应重点推广提升供热能力技术如大机组高背压循环水直接供热、大温差吸收式热泵;对于新增机组,重点应用抽背及凝抽背(NCB)供热等技术。”谢秋野建议。

挖掘潜力 主动提高灵活发电水平

“十四五”期间,随着大比例新能源的接入,对电力系统安全运行及调峰提出了更高要求。考虑抽水蓄能电站资源、建设工期和现阶段储能技术水平,实施煤电灵活性改造,参与深度调峰仍然是提高系统调节能力的现实选择。

“所谓灵活就是机组具有更快的变负荷速率、更高的负荷调节精度及更好的一次调频性能;所谓深度,就是机组具有更宽的负荷调节范围,负荷下限从原来的45%下调至30%,甚至更低。”东南大学能源与环境学院博士生导师吕剑虹这样诠释灵活与深度的实质。

中电联行业发展与环境资源部副主任张琳提出,煤电灵活性改造应按照分地区、分机组容量有序实施。对于新能源消纳困难的“三北”地区、限制核电出力的广西、福建、辽宁,30万千瓦及以下、部分60万千瓦煤电机组进行灵活性改造,100万千瓦、部分60万千瓦机组作为基荷电源,更好地发挥大容量、高参数机组能效作用。

此外,煤电机组灵活性改造应统筹规划,从系统功能需求和能效、环保等因素综合考虑,做好煤电机组增量和存量改造工作。据测算,“十四五”期间,大约有4700万千瓦的煤电机组面临退役和延寿问题,针对不同机组类型、不同地区,应进一步开展灵活调峰机组示范,推动标准、设计、设备和相关技术的完善。

新形势下,煤电需要积极转变角色,由传统提供电力电量的主力电源,逐步向提供可靠电力和灵活调节能力的基础性电源转变,积极参与调峰、调频、调压、备用等辅助服务,提升电力系统新能源消纳能力。


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