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大唐科研總院:“十四五”期間煤電機組升級改造技術路線
時間:2022-03-21 13:15:10

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“十四五”期間煤電機組升級改造技術路線

2022年“兩會”政府工作報告明確提出,加強煤炭清潔高效利用,有序減量替代,推動煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造,有序推進碳達峰碳中和工作。

為了進一步降低現(xiàn)役煤電機組能耗,提升靈活性和調(diào)節(jié)能力,提高清潔高效水平,促進電力行業(yè)清潔低碳轉(zhuǎn)型,科研總院組織首席專家和專業(yè)技術團隊,與有關行業(yè)協(xié)會、設計院、高校、主輔設備制造商、發(fā)電企業(yè)等單位進行深入技術交流,編制了《中國大唐集團公司“十四五”煤電機組改造技術指引》及《中國大唐集團有限公司煤電機組“三改”試點行動方案》等技術報告,為集團公司推進煤電機組升級改造“攻堅戰(zhàn)”、為煤電機組升級改造的試點電廠選擇以及技術路線確定等工作,發(fā)揮了技術支撐作用。

《中國大唐集團公司“十四五”煤電機組改造技術指引》包括技術導覽圖、技術簡介及應用案例等三部分內(nèi)容,涵蓋節(jié)能、供熱、靈活性及創(chuàng)新轉(zhuǎn)型等96項技術類型,其中節(jié)能類37項、供熱類15項、靈活性改造類24項、創(chuàng)新轉(zhuǎn)型類20項。

目前,集團公司煤電機組升級改造主要集中在通流改造、燃燒器改造、空氣預熱器、余熱利用,低壓缸零出力、高背壓及抽汽供熱、民用供熱供汽改造,寬負荷脫硝(煙氣旁路、分級省煤器等)、燃燒器改造及控制系統(tǒng)優(yōu)化等方面。針對每臺機組確定改造方案時,還需要對節(jié)能改造的機組冷端治理、熱力系統(tǒng)優(yōu)化及設備治理,供熱改造的提升熱用戶、熱網(wǎng)增容、可再生能源供熱及長距離供熱改造,靈活性改造中重要輔機及設備的適應性改造進行深入研究。

能源的綠色低碳轉(zhuǎn)型,對于煤電機組提出了要向基礎保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源的并重轉(zhuǎn)型,煤電機組在電力供應體系中比重不斷下降是大勢所趨,社會的綜合能源需求趨向多元化。根據(jù)相關研究報告測算,相比2020年,2025年煤電發(fā)電成本提高14.6%,2030年提高24.0%,2035年提高46.6%。發(fā)電成本的逐步推高,使得煤電機組在未來新型電力系統(tǒng)中的競爭力降低。煤電企業(yè)脫困,需要科技創(chuàng)新支撐。

把煤電機組從單一的電源功能拓展到融入城市、園區(qū)發(fā)展的綜合能源樞紐站,既是實現(xiàn)煤電機組完成基礎保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源的并重轉(zhuǎn)型,也是煤電機組解決生存問題、拓展新發(fā)展空間的必然選擇。煤電企業(yè)應主動適應能源供應變革帶來的生存和市場需求新變化,除常規(guī)的電、熱業(yè)務市場之外,應主動融入城市、園區(qū)發(fā)展,實現(xiàn)以電為主向電、熱、冷、氣、水、氫、儲等綜合能源供應的轉(zhuǎn)變。

科研總院指出,煤電“三改聯(lián)動”技術方案不能“一刀切”,應充分考慮每臺機組的實際情況,綜合考慮節(jié)能技術、供熱技術與靈活性技術的有機組合,合理分類施策?,F(xiàn)役煤電的機組型式、主要系統(tǒng)、主輔機設備等各不相同,機組狀態(tài)、運行狀況也不盡相同,技術指標完成情況也各有差異,機組的供電煤耗、利用小時數(shù)、燃煤價格、上網(wǎng)電價等也存在不同的地域差異,煤電機組對采用不同的改造技術、設備所增加的改造投資承受能力也就不同,因此對改造技術的合理選擇尤為重要,也應考慮技術成熟度對改造后機組經(jīng)濟性承受能力的影響。

科研總院提出,煤電“三改聯(lián)動”技術改造的原則:

1 對于利用小時數(shù)較低且后續(xù)服役期長的機組要重點考慮靈活性改造與供熱改造;

2 對于利用小時數(shù)較高且后續(xù)服務期長的機組,要重點考慮節(jié)能改造;

3 對于利用小時數(shù)較高且后續(xù)服務期短的機組,要重點考慮與延壽結(jié)合的三改聯(lián)動;

4 對于區(qū)域重要熱源廠、電源廠專項開展機組跨代升級、綜合能源轉(zhuǎn)型,主動融入園區(qū)、城市的發(fā)展;

5 重視后續(xù)利用小時數(shù)變化對“三改”成效的影響程度。

科研總院提出,煤電“三改聯(lián)動”技術改造的建議:

1 對煤電機組分類、分級、分批實施,主要考慮盈利能力、利用小時數(shù)、機組型式、壓力等級等方面因素,如:盈利好的超臨界以上機組應以節(jié)能改造為主、供熱及靈活性改造為輔;利用小時數(shù)低的亞臨界機組應以供熱及靈活性改造為主、節(jié)能改造為輔;

2 對于發(fā)電利用小時數(shù)低或者后續(xù)預期有大幅下降預期的煤電機組,著重研究煤機的綜合轉(zhuǎn)型出路,以“三改”為契機主動融入所在區(qū)域園區(qū)及城市的發(fā)展;對于盈利能力差的煤電機組應開展專題研究,結(jié)合三改聯(lián)動,制定綜合升級方案,提高盈利能力;

3 結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)煤機裝機結(jié)構(gòu)研究集團現(xiàn)役煤機在區(qū)域內(nèi)的機組定位,可以考慮區(qū)域內(nèi)利用小時數(shù)低或者亞臨界機組以調(diào)峰為主,加大靈活性調(diào)峰改造;

4 建議開展深度調(diào)峰下的主要輔機適應性、低能耗的專題研究;

5 對電源或熱源支撐點煤電機組考慮綜合升級、跨代升級、綜合能源供應轉(zhuǎn)型發(fā)展;

6 深挖機組冷端治理、鍋爐效率提升及熱力系統(tǒng)優(yōu)化等方面的降耗空間;

7 開拓思路,加大熱負荷增長空間,重點研究熱能梯級利用、可再生能源供熱等技術創(chuàng)新,減少熱能的“高品低用”;

8 將智慧電廠建設示范與煤電改造升級工作結(jié)合,制定智慧電廠頂層設計,統(tǒng)籌選取試點電廠,開展各項智慧電廠模塊技術經(jīng)濟的全面評估,分級分類推進技術攻關,使智慧電廠建設成為煤電改造升級的重要手段之一。


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