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泉源:中国工程院院士 阅读次数: 日期:2018-06-12

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长期以来,燃煤发电为我国的节能加排奇迹做出了严重孝敬。基于我国电力产业和能源构造的生长状态,制订燃煤发电产业节能加排的中长期发展战略计划意义严重。为此,中国工程院和国家自然科学基金委员会结合赞助了“中国燃煤发电机组节能加排战略研究”项目。该项目由清华大学倪维斗院士牵头,产、学、研、用等差别范畴的50多位专家学者列入。项目经由过程对海内重要发电集团20余家燃煤电站的现场调研、40余次跨专业技术钻研,联合文献剖析、理论研究、电话征询等多种体式格局,对中国燃煤发电所触及的节能、加排和智能电站等三个方面展开了深切研讨和体系论证,获得一系列主要熟悉。在此基础上,进一步钻研凝炼,构成本发起。

(一)我国燃煤发电节能加排事情获得明显效果

      正在已往相称少的期间内,中国燃煤发电的能耗程度一向落伍于发达国家。跟着电力工业的快速生长,中国燃煤发电的供电能耗一向连续下落。2017年,天下火电机组的均匀供电煤耗已到达309g/kWh,比拟于1949、1978和2002年分别低落了73%、34%和19%;曾经显着优于美国和天下平均水平,取欧洲相称。当前,我国先辈燃煤发电机组的供电煤耗曾经低于270g/kWh,引领了天下燃煤发电的发展方向。

      自1996年燃煤发电行业最先周全实行污染物排放掌握以来,国度排放尺度历经数次修正,排放尺度愈来愈宽,当前超低排放要求SO2和NOX和烟尘的排放限定离别为35、50、10mg/Nm3,为汗青排放尺度最高、天下最宽的中国尺度。燃煤发电污染物排放绩效连续下落,污染物排放量远几年正在装机容量持续增长的状况下实现大幅下落。2015年燃煤发电行业的SO2和NOX的排放量离别低落至200和180万吨;燃煤发电的污染物排放总量已低于美国,靠近欧洲。

(二)我国燃煤发电节能减排仍有伟大的潜力

1)节能潜力剖析

      经由过程系统分析已往远七十年来燃煤发电产业的生长进程,获得燃煤电站节能降耗的主要原因包孕生长高参数大容量先辈机组、镌汰落伍产能、优化电源构造、接纳先辈节能手艺、提拔运营管理水平等主要结论。进一步经由过程理论研究,竖立了燃煤电站能源转化的热量/?对照剖析要领,并绘制了差别容量品级典范燃煤发电机组热量丧失和?丧失图谱,进而肯定了燃煤电站的能量丧失/节能潜力的物理散布状况。

      经由过程对生长高参数大容量先辈燃煤机组的影响研讨发明,2006-2015时期新增装机对天下火电机组均匀供电煤耗下落的孝敬累计达20g/kWh阁下。而限于高温铁素体和镍基合金等质料研发进度的影响,更高参数机组的生长难以推动。

      经由过程对镌汰落伍产能的影响研讨,获得2006-2015时期,镌汰中小高能耗机组对天下火电机组均匀供电煤耗下落的影响累计到达27g/kWh,比新增装机的影响借大。若周全关停200MW及以下品级小机组,最少借可低落煤耗20g/kWh以上。但是,燃煤发电的落伍产能容量小、数目多、疏散广、触及行业宽,且大部分属于自备电厂,关停需下大力气才止。

      经由过程对燃煤电站节能潜力的分析研究,发明分级预热进步热风温度、优化汽轮机通流构造、强化空冷冷端传热、缸体上下位部署等节能步伐,可响应低落供电煤耗5-10、4-8、2-4和2-3g/kWh。

      经由过程对燃煤电站能量丧失的系统分析,发明热电联产是蒸汽轮回能量应用效力最高的情势。停止2017年天下热电联产装机已到达5.5亿千瓦,约占火电装机的一半,年节约标准煤约4000万吨,对天下火电机组均匀供电煤耗下落的孝敬约9g/kWh。若接纳节能型热电联产手艺停止革新,借可勤俭标煤1800万吨,响应低落天下火电机组均匀供电煤耗4g/kWh阁下。

      基于以上剖析,当前燃煤发电范畴节能降耗方面最少另有25-30g/kWh的生长空间。若将来胜利研发高温铁素体和镍基合金材料,兴修700℃品级燃煤发电机组的供电煤耗可比当前最先辈的600℃品级燃煤发电机组供电煤耗下落约15-20g/kWh。

2)加排潜力剖析

      凭据海内差别产业排放的对照,燃煤发电曾正在已往相称少时间内是SO2和NOX的排放大户。跟着电力行业近年来的不懈努力和超低排放尺度的逐渐实行,燃煤发电的SO2和NOX排放占比正在2015年便曾经低于10%,加排空间异常有限。而燃煤发电排放取能耗/本钱的抵牾凸起,应重点低落燃煤发电净化掌握的本钱。比拟而言,热力、钢铁和水泥等产业范畴果排放尺度仍然较低,已成为我国SO2和NOX和烟尘排放的重要泉源,应协同制订严厉的排放尺度,重点管理。凭据预算,若热力、钢铁和水泥等燃煤产业接纳取燃煤发电行业雷同的超低排放尺度,则每一年可离别低落SO2、NOX和烟尘的排放约750、770、800万吨阁下。

3)可再生能源电力消纳潜力剖析

      跟着可再生能源发电的快速增长,以燃煤发电为根蒂根基的电网难以消纳“阴阴不定”的可再生能源电量,弃风、弃光的电量逐年增添,燃煤发电面对史无前例的调峰和灵活性革新的压力。而当前约5.5亿千瓦装机的热电联产机组重要接纳以热定电的体式格局运转,调峰才能受限。本项目基于体系研讨,提出了热电联产机组加装大旁路,实现热电解耦的手艺道路,可使热电联产机组齐负荷调峰。若周全推行,可开释3-4亿千瓦的调峰才能,大幅进步对可再生能源电量的消纳才能。按年调峰500小时计,可年节约标准煤4000万吨以上。相当于低落供电煤耗9g/kWh,响应低落燃煤发电行业污染物排放约总量的3%阁下。

4)电站运转管理潜力剖析

      因为燃煤电站的节能和减排受运转管理影响较大,本项目进一步研讨了电站信息掌握手艺的生长状况。正在集散掌握手艺(DCS)、管理信息系统(MIS)、厂级监控体系(SIS)等基础上,应用燃煤电站毛病监测手艺、数字电站、大数据、云盘算、在线优化等先进技术,提出了将来燃煤电站智能化的生长设想取实行框架,可望实现燃煤电站的及时优化、自动决议计划、自立保护取检验,和基于智能电站的智能化设备管理效劳和多源消费合作。

(三)发起

1)静态对标镌汰落伍产能,鞭策燃煤装机家当晋级

      接纳供电煤耗差额静态对标镌汰落伍产能。即以当前海内先辈燃煤发电机组的供电煤耗为基准,关于退役年限借剩10年以下的机组,若供电煤耗高于对标煤耗40g/kWh,则发起镌汰;关于退役6年限借剩10-20年的机组,若供电煤耗高于对标煤耗50g/kWh,则发起镌汰。深度调峰机组正在通例机组的对标差额基础上增添10g/kWh。

2)增强根蒂根基和运用研讨,推动燃煤发电技术发展

      发起重点研发氛围分级预热手艺,推动热电联产,展开大旁路供热机组树模,深切研发熄灭、热力体系等历程的静态特性,鞭策掌握、信息技术的标准化以增进智能电站生长,加速高温铁素体和镍基合金材料研发以进一步进步蒸汽参数,实现燃煤电站的深度节能加排。

3)优化电源构造,勉励电量生意业务,增进新能源电量消纳

      发起大力发展调峰机组,优化电源构造。并竖立电量自立交易平台,竖立、健全差别电源构造之间的电量代发机制,勉励特定区域内(如地区电网)差别电源构造之间的电量及时、自立生意业务。经由过程市场机制高效、康健天发掘燃煤发电机组,特别是供热机组的深度调峰才能,以处理新能源的消纳题目。

4)勉励排放生意业务,实现污染物排放的周全掌握

      发起参照煤电排放尺度,凭据热力、钢铁、水泥等行业的特性逐渐制订严厉的污染物排放尺度。应用煤电与其它行业排放尺度的差别,竖立污染物排放生意业务市场机制,以增进加排手艺的推行和资源配置优化,从而低成本大幅低落非发电产业的燃煤净化排放,实现全社会的节能加排。

发起人:

倪维斗    中国工程院院士,动力机械工程专家,清华大学

杜祥琬    中国工程院院士,运用核物理、强激光手艺和能源计谋专家,中国工程物理研究院

谢克昌    中国工程院院士,煤化学工程专家,中国科学技术协会

彭苏萍    中国工程院院士,矿山工程地质取工程物探专家,中国矿业大学

秦裕琨    中国工程院院士,热能工程、熄灭学专家,哈尔滨工业大学

翁史烈    中国工程院院士,热力涡轮机专家,上海交通大学

黄其励    中国工程院院士,蒸汽工程专家,国家电网公司

郝吉明    中国工程院院士,大气污染防治专家,清华大学

袁亮     中国工程院院士,煤炭开采及瓦斯管理专家,安徽理工大学

岳光溪    中国工程院院士,洁净煤手艺专家,清华大学

张玉卓    中国工程院院士,洁净煤手艺专家,天津市委

李立浧    中国工程院院士,电网工程、直流输电专家,南方电网公司

陈勇      中国工程院院士,能源取情况工程技术专家,中国科学技术协会

刘吉臻    中国工程院院士,发电厂自动化手艺专家,华北电力大学

闻雪友    中国工程院院士,燃气轮机学科专家,七〇三研究所

顾大钊    中国工程院院士,矿山工程取水文地质专家,神华集团

吕俊      复传授,洁净煤手艺专家,清华大学

王卫良    高工,热能动力工程专家,清华大学

王振海    副局长,能源取矿业专家,中国工程院

李政传授   能源计谋专家,清华大学

张海传授   洁净煤手艺专家,清华大学

骆仲泱传授  能源干净应用专家,浙江大学

黄震传授    内燃机熄灭取排放掌握专家,上海交通大学

 

王凡高工   节能加排专家,中国能源研究会

所属种别: 行业动态

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