1、发展高效发电技术的战略选择主持陈国兴火电新声电网时空/DinwngshiK.ng发电技术的战略选择口中国华能集团公司技术经济研究院谢进赵勇彭全刚一一一一一一一+-+一0 一一一一 +超临界和超超临界发电技术简介j 工程热力学定义水的临界状态点压力为 22.115 兆帕 ,温度为 374.15“(2,当达到临界点状态参数时,不 j;再存在汽,水二相区,水直接从液态变成气态.如果水蒸气参数大于临界状态点参数,则称为超临界,相反;t 则称为亚临界.蒸汽的高参数意味着发电效率的提高 .超超临界实际上也属于超临界范畴,只不过表示发+j 电机组具有更高的参数和效率,我国电力百科全书 将超超临界定义为蒸汽压
2、力超过 27 兆帕.:;超临界和超超临界发电技术始于 20 世纪 50 年代的美国 ,德国和前苏联等国家,日本后来居上.我国 it 火电机组仍以亚临界为多数,从 20 世纪 80 年代开始引进超临界机组 ,2004 年 10月首台国产化超临界机+j 组在河南华能沁北电厂(260 万千瓦)投产,目前正在进行浙“Lr-华能玉环电厂(2X90 万千瓦) 国产超:;超临界机组的建设.i:.+-+.+-+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.作为国有重点骨干企业,华能集团确立了“ 红 ,绿,兰三色公司 “的企
3、业宗旨 ,“红色公司“ 是华能的根本态度和精神境界,是华能为国民经济发展,社会进步和人民生活水平提高而努力的历史使命的集中体现,是华能职责的生动写照;“绿色公司“ 表明华能崇尚科学,尊重人才 ,注重科技,保护生态环境和促进社会持续发展的人文观念和科学的发展观;“蓝色公司“ 表达了华能坚持与时俱进,吸纳世界上一切先进技术和先进文化来壮大华能事业,跻身世界前列的雄士志.发展超超临界高效发电技术,既符合华能集团“三色公司“ 的宗旨 ,也符合华能建设 “具有国际竞争力大企业集团“的战略目标,同时,具有现实的经济可行 k 生.发展高效发电技术是幺 色“华能的必然选择1.提高能源效率,是科学发展观在能源领
4、域中的体现我国未来 1520 年,既是发展的重要战略机遇期,也是能源,土地等资源性瓶颈制约和环境保护压力突出表现的时期.我国人口众多,人均能源可采储量远低于世界平均水平.据 2000 年统计,我国石油,天然气,煤炭资源的人均可采储量分别是 4.7 吨,1262 立方米,140吨,为世界平均值的 20.1%,5.1%和86-2%.据有关预测,2020 年要实现全面建设小康目标,我国一次能源的需求将在2533 亿吨标准煤之间.也就是说,按现行经济增长模式,若要实现 2020 年GDP 翻两番的目标,我国能源需求在现有消费量基础上至少需翻一番,到 2020年,入均能源消费将由 2000 年的约 1.
5、0吨增加到 2.0 吨标煤左右.甲国电力企业管理 2005.6DianYuanPingTai电源平台 火电新声临界技术.是“绿色华馥 l 器 i 赫环境己任的现实 i 藤 0中曩 i 电力企业管理 2005.6的需求总量中,煤炭仍占主要比重,分别为 69.9%,66.7%,63.2%.2004 年全国煤炭总产量为 19.5 亿吨,其中发电用煤 9.5 亿吨,约占 50%.根据我国电力工业中长期发展规划(2004 2020),在进行适当调控的情况下,预计煤电装机容量 2010 年将达到 4.68 亿千瓦,需耗用原煤 12 亿吨;2020 年达到 5.62 亿千瓦,需耗用原煤15 亿吨.发电用煤在
6、煤炭总体消费中比例的逐步加大,无形中加大了我国环境保护的压力.燃煤火电长期占主导地位,决定了我国电力工业环境保护必须坚持走提高能源转换效率和电源结构调整相结合的道路.2.我国中长期环境保护面临巨大压力据资料显示,目前我国单位产值能耗是日本的 11.5 倍,法国的 7I4 倍,美国的 4.3 倍.二氧化碳排放量已位居世界第二.国家环保总局 2004 年 4 月发布的“两控区 “酸雨和二氧化硫污染防治“ 十五 “计划 表明,我国目前每年因酸雨和二氧化硫污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在1100 亿元人民币左右.若按现行污染控制方式和力度,预计 2020 年全国二氧化硫排放量可能达到
7、2800 万吨左右,超过大气环境可承受容量约 1600 万吨,这将对生态环境和人体健康带来严重影响.3.超超临界发电技术具有巨大的环境效益随着京都议定书的正式生效,我国参与温室气体减排或限排承诺的压力与日俱增,同时,一些发达国家也有把碳密集产品和高能耗项目向我国转移的趋势.如何既保证充足的电力供应,又完成保护环境的任务,对我国电力工业是一个巨大的挑战.采用超超临界发电技术通过提高蒸汽的压力和温度,提高燃煤电厂的效率,降低供电煤耗,可以带来巨大的环境效益,是我国发电企业有效实现环境保护的重要途径之一.一方面,超超临界技术可以通过节约发电用煤实现环境保护.20o5 年我国火电装机容量预计达到 3.
8、25 亿千瓦,到2020 年还将要新增 2.37 亿.假定新增火电装机都能采用超超临界发电技术,并按年利用小时数 5000 计算,与 2004年全国平均供电煤耗 379 克,千瓦时相比,每年可节约标煤 1.46 亿吨,相应每年可减少二氧化硫排放 207 万吨,减少氮氧化物排放 103 万吨,这相当于 2001年发电行业排放总量的 26%.即使与超临界技术相比,每年也可节约标煤 5400万吨.另一方面,超超临界机组在提高效率的同时,还可以减少二氧化碳的排放.通常,电站效率每提高 1%,二氧化碳的排放就会减少 2%.如果超超临界机组能比常规超临界机组效率提高 7%,二氧化碳的排放就可以减少 14%
9、.4.发展超超临界技术是华能保护环境的现实选择作为仍以燃煤发电为主的国有大型发电集团,一方面,“绿色“ 华能要以保护环境,促进社会可持续发展为己任,努力创造更好的经济效益,为国家的环境保护,生态治理等工作提供物质基础,另一方面,切实降低能耗,降低环境影响,也是企业自身实现可持续发展的需要.j凌晨超超临界技术.是“蓝色 “华髓培育核心竞争力的战略选择 J.吸纳和利用世界上一切先进技术和成功管理经验,是“蓝色“ 华能不断开拓进取,永不停步的追求.20 多年来,华能始终以促进中国电力工业科技进步为己任,在国家有关部门的支持下,举企业全力,曾创下过我国电力科技进步多个“第一 “的纪录 ,即:第一个引进
10、 60 万千瓦超临界燃煤机组和技术;第一个配套引进大型火电厂烟气脱硫设备和环保技术;第一个建设运营国产 6O 万千瓦超临界燃煤机组:第一个建设国产 100 万瓦级超超临界燃煤机组等等.华能集团在电力科技进步方面的投入和作为,在为我国电力工业技术进步做出积极贡献的同时.自身的核心竞争力也得到了不断巩固和提高为宴现建设“ 具有国际竞争力大企业集团“ 的战略闩标.华能将一如既住地进行体制,技术和管理创新,特别是通过发电技术的创新.进_步强化和提升集团在梭 0 产业的核心责争力.在当前的条件下.超超临界技术无疑是我们技术创新努力的主要选择之一.经过多年的技求改造和节约挖潜努力,华能燃煤发电的能源转换效
11、率一直在不断提高:2004 年.华能电厂的供电煤耗为 337 克/千瓦时,比全国平均 7K平低 42 克/干瓦时.丰日当于全年少耗用了 800 万吨标煤,若以 2004 年华能完成的燃煤发电量和到厂标煤采畸单价400 元怙算,相当于节约燃料成本 32 亿元从纵向比较看,2004 年华能供电煤耗比 1993 年下降了 31 克/干瓦时.降 J幅达到 8%.相应地,华能燃煤电厂的发 I电净敏率也从 1993 年的 334%提高到2004 年的 365%.在国内发电5-)lk 处于领先地位.怛也应清醒地看到,近年来华 I能供电煤耗降低的速度明显放缓.2003与 2004 年度的供电煤耗 5别仅降低了
12、3 克,千瓦时和 1 克/千瓦时.由此可 J见.在现有技术条件和装机构成下,韭能 1进一步提高发电效率的空间被缩小技术难度增大:因此,H 有引八超超临界等先进发电技煮,才能实现能饵效率的持续提高超超临界技术具有现实的经济可行性1 超超临界技术的技术经济评价国家 863 课题“翘起临界燃煤发电技术“ 的研究成果表明.在目前有代表性火电新声电源平台/I)ianYuanPingTai)的几种洁净爆发电新技术中.只有整体煤气化联台循环发电技术的环保性能 fj 亡于超超临界发电技术但困其设备造价高,技术不够成熟,可靠性羞.目前仍处于示范阶段:而超超临界发电技术具有技率高.技术成熟,可靠性高实现国产化生产
13、较快等突出优势.更适合于我国国情(几表 1)=335666 万千瓦.其中 31O518 万为火电,比重达 925%,而且亚临界机组占据火电装机的绝对比例.近年来.毫煤供应持续紧张.电煤价格快速上扬.对包括华能在内的发电企业的生产经营形成了较大压力 2004.虹.华能集团垒年标煤采购单价同比上涨了 30%;电煤库存严重不足;来媒质最明显下降.这些都严重轰 1 几种火力发电方式在现阶段的技术经济 tb 较火电技求娃车环保性髓嚣性拄求成熟崔度硷备投资电晰批量生产情甏=超超临界% 4PA 鞍 f 丘最高成熟中等中等煳 E籀拜_梳 fl=辟 i 一般中善 I 基率成熟较低较高韧步可批蕾增承台环 41%一
14、 4ZA,一峻低 l 待成熟液高较高:k“g:lt,iX台整转熊气化联旨循环 43*45%洗低【尚待战熟最高最高 g4egt该课题还研究了在不考虑脱硫设施,假定资本金内部收益率为 8%,到厂标煤要购单价 380 元/吨,机组年利用小时数 5000 等条件,超趣临界机组同其他类型机坦的经济性比较.据此所测葬的可承受台税上网电价水平表明,对于较高的煤价和较高的年利用/J,时数,发展常规超临界机组和超超临界机地影响了燧煤电厂的安垒稳定发电:超超临界提高能技的优势.显然符台华能降低煤耗,减少煤炭供应压力的客硬需要结论与展望目前.我国发展超超临界技术所面临的主要问题是碗乏实践经验,造价相组在经济上是有利
15、的同国产亚临界 60l 对较高.尚没有投产机组的运营经验 .主万千瓦机组和国产常规超临界 60 万千要设备仍然依轴于进口.华能玉环电厂瓦机组相比.示范趣超幅 90 万千瓦机超翘临机鳃预计予 2007 年投产,这组在经济上具有明显忧势,平均上阿电 J 将是我国火力发电技术发展览上的又一价分可以降胝 8 元,兆瓦时和 4 元,1 个里程碑,对了=积累超超临机组的几兆瓦 13.以机组年利用,时 5000 小时计建设,运行,管理经验.加速设备的国计算,290 万千瓦超超临界电厂.相当产化,降低机组造价,将具有非常重要的丁每年可增加利润 068 亿元和 034 亿 l 意义;元(洋见丧 2).I 利用超超临界发鬯技术+ 既是华能表 2 不同类型机组的单位造价和上网电价巷 l 组类型单位投资(元/千瓦)l 含税上网电价(元/据瓦时)强产噩括畀 2x60 万千瓦 3372l4,国产常规翘临界 2x 万千瓦 351l2 钟自墓产超超临界 260 万千瓦 3647J293:痢电厂 290 万千瓦超超临界 3704J2862 发展赶超临界发电,符合华能的电源结构特点2004 年晦,华能发电装机规模为集团的重要战略选择,也是我国建设节约资源,保护环境,可持续发展社会的必然选择.中圊电力企业管理!1056
