火電靈活性改造呼喚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

“靈活性改造提升調(diào)峰能力這是火電發(fā)展的必由之路。”在近日由中國火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、國家火力發(fā)電工程技術(shù)研究中心主辦的“全國火電機(jī)組靈活性改造技術(shù)交流研討會”上，國家火力發(fā)電工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任顧煜炯向中電傳媒記者分析道。

在顧煜炯看來，在深入推進(jìn)火電靈活性改造的新階段，科學(xué)梳理火電靈活性改造的技術(shù)路線，制定廣大發(fā)電企業(yè)能夠普遍參照的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前迫切需要的重點(diǎn)課題。

記者注意到，“全面推動(dòng)火電機(jī)組靈活性改造”已被列為《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的重點(diǎn)內(nèi)容。規(guī)劃尤其強(qiáng)調(diào)，充分借鑒國外火電靈活性相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施煤電機(jī)組調(diào)峰能力提升工程，加快推動(dòng)熱電機(jī)組儲熱改造和純凝機(jī)組靈活性改造試點(diǎn)示范及推廣應(yīng)用。

多種技術(shù)路線顯現(xiàn)

“開發(fā)‘智能鍋爐’技術(shù)平臺，將復(fù)雜的爐內(nèi)過程變成可實(shí)時(shí)觀測、定量預(yù)報(bào)、閉環(huán)優(yōu)化調(diào)控的過程。”華北電力大學(xué)熱輻射與燃燒監(jiān)控大數(shù)據(jù)研究中心主任周懷春在會上表示。在周懷春看來，靈活性運(yùn)行對鍋爐入爐燃料及燃燒技術(shù)提出更高要求。如果風(fēng)、煤、水隨負(fù)荷變化的控制規(guī)律，還可以隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的推移在線更新，即實(shí)現(xiàn)對鍋爐燃燒及機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化控制規(guī)律的滾動(dòng)優(yōu)化。

“一年多來，我們在沒有對機(jī)組設(shè)備進(jìn)行大改造的情況下，僅通過優(yōu)化控制完成了多個(gè)企業(yè)的深度調(diào)峰改造。”東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院教授呂劍虹在會上講道。據(jù)呂劍虹介紹，華能大連、丹東的6臺35萬亞臨界機(jī)組和華能營口2臺60萬超超臨界機(jī)組，均通過優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)了深度調(diào)峰，35萬機(jī)組和60萬機(jī)組的最低負(fù)荷分別達(dá)到25%和15%額定出力。三個(gè)電廠在今年1~3月深調(diào)的直接收益達(dá)21421.4萬元。

資料顯示，呂劍虹介紹的優(yōu)化控制系統(tǒng)已在國內(nèi)250多臺火電機(jī)組（其中百萬機(jī)組35臺）的核心控制中成功應(yīng)用，其性能得到廣大用戶的一致好評。在江蘇，已有70%以上的電廠采用了此優(yōu)化控制技術(shù)。

“火電靈活性改造為系統(tǒng)性工程。通過對制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、水平煙道吹灰系統(tǒng)、受熱面升級、尾部煙氣旁路、WGGH改造，在保證鍋爐安全可靠的前提下，可實(shí)現(xiàn)靈活性改造目標(biāo)。”東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司的朱驊在接受采訪時(shí)談道。

據(jù)了解，火電靈活性改造的技術(shù)一般包括五方面：一是純凝機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行、深度調(diào)峰。二是改善機(jī)組爬坡率，提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)速度。三是火電機(jī)組快速啟停。四是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱電解耦。五是鍋爐燃料靈活可變。

在沈陽世杰電器有限公司副總經(jīng)理蘇明看來，火電靈活性改造涉及的內(nèi)容比較多，“熱電解耦”是當(dāng)前的主要內(nèi)容。該公司利用超大功率電熱轉(zhuǎn)換和超大容量熱儲能專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“熱電解耦”，為電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù)。2016年以來，他們先后參與了東北電網(wǎng)四個(gè)電廠熱電機(jī)組的靈活性改造，總投運(yùn)功率118萬千瓦，調(diào)峰效果顯著。

“當(dāng)前熱電機(jī)組的余熱利用率較低。為滿足集中供熱尖峰負(fù)荷，供熱能力余量偏大。增加儲熱器后可提高余熱利用率30%。”中益能儲熱技術(shù)集團(tuán)有限公司董事長王智慧在接受采訪時(shí)談道，采用儲熱技術(shù)可對熱電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。另外，“儲熱+”移動(dòng)儲能供熱系統(tǒng)通過車載實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)式儲能供熱，將工業(yè)余熱、廢熱高密度儲存，在供熱管網(wǎng)供應(yīng)不到的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)供暖和全年生活熱水熱能供應(yīng)，開創(chuàng)了無管網(wǎng)供熱模式。

在百吉瑞（天津）新能源有限公司總經(jīng)理薛凌云看來，熔鹽儲能才是火電靈活性改造的最佳選擇。據(jù)薛凌云介紹，來自太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的熔鹽儲熱技術(shù)如果應(yīng)用于火電靈活性改造中，不僅能實(shí)現(xiàn)熱電機(jī)組的熱電解耦和供熱期深度調(diào)峰，還可以使純凝機(jī)組和供熱機(jī)組在非供熱期實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，是真正可以達(dá)到火力發(fā)電全時(shí)段調(diào)峰的靈活性改造技術(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)體系亟待建立

談到靈活性改造中鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)路線的選擇，華北電力大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院教授黃孝彬在會上表示：“優(yōu)化鍋爐燃燒的概念不應(yīng)該僅僅是優(yōu)化爐內(nèi)燃燒，而是應(yīng)該從燃料的優(yōu)化選擇、鍋爐及燃燒器等設(shè)備方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)及適應(yīng)性改造、燃燒狀態(tài)的精細(xì)運(yùn)行控制幾個(gè)方面進(jìn)行綜合優(yōu)化。”

“自從2016年國家能源局發(fā)布火電靈活性試點(diǎn)項(xiàng)目以來，火電企業(yè)及相關(guān)各方做了多種探索，熱電解耦方面也是百花齊放。運(yùn)行之后的實(shí)際效果、效益、安全性如何，需要有關(guān)部門給出指導(dǎo)性意見，便于更多電廠推廣應(yīng)用合適的先進(jìn)技術(shù)。”華北電力大學(xué)國家科技園電力行業(yè)高端專家智庫特聘專家詹華忠向《中國電力報(bào)》記者表示。

記者了解到，“建立電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升標(biāo)準(zhǔn)體系”是今年初國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的指導(dǎo)意見》的重點(diǎn)內(nèi)容。

該意見強(qiáng)調(diào)：“開展有關(guān)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升的標(biāo)準(zhǔn)制定和修編工作。對現(xiàn)有火電廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修編，‘三北’地區(qū)新建煤電達(dá)到相應(yīng)靈活運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，新建熱電機(jī)組實(shí)現(xiàn)‘熱電解耦’技術(shù)要求。研究編制新型儲能技術(shù)以及需求側(cè)智能化管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。借鑒國際電力系統(tǒng)靈活運(yùn)行先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國際交流與合作。”

“供熱機(jī)組加裝儲熱裝置，削弱電出力與用戶熱負(fù)荷之間的耦合關(guān)系；實(shí)現(xiàn)‘熱電解耦’，在不影響機(jī)組效率的前提下，提高機(jī)組靈活性。”清華大學(xué)教授郝俊紅談道，熱電機(jī)組以往受“以熱定電”理念制約，調(diào)峰能力受限。下一步，在制定火電靈活性改造的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要綜合考慮“熱電協(xié)同”原則。

“當(dāng)前國內(nèi)的儲熱裝置發(fā)展無序，無標(biāo)準(zhǔn)，安全隱患多。比如，2017年11月29日，張家口一臺質(zhì)量不合格的儲熱鍋爐就發(fā)生爆炸。”某科技公司負(fù)責(zé)人在上述會議上指出。據(jù)這位負(fù)責(zé)人介紹，很多儲能供熱裝置質(zhì)量無底線，用粘土磚或回料磚代替鎂磚/鐵磚，這樣很容易粉化。有的用鋼管代替全球通用的銅管材料，很容易泄露。有的還靠降低供熱時(shí)間與熱負(fù)荷，來欺騙客戶可以低價(jià)供暖。

儲熱裝置存在的亂象折射出我國儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。“‘十三五’期間，初步建立儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成一批重點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。”去年年底發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出。該意見還提出，未來10年內(nèi)分兩個(gè)階段推進(jìn)相關(guān)工作，第一階段實(shí)現(xiàn)儲能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡；第二階段實(shí)現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。

“根據(jù)不同地區(qū)調(diào)節(jié)能力需求，科學(xué)制定各省火電靈活性提升工程實(shí)施方案。”這是國家相關(guān)部門對實(shí)施“火電靈活性提升工程”提出的明確要求。在“十三五”期間，將有2.2億千瓦火電機(jī)組實(shí)施靈活性改造，一套科學(xué)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施細(xì)則對于指導(dǎo)和規(guī)范此項(xiàng)工作十分必要。