重慶凱帆機電技術(shù)有限責(zé)任公司

剛剛召開的火力發(fā)電分會第四屆委員會的換屆大會，開得十分成功。100多位火力發(fā)電領(lǐng)域的專家組成了新一屆火力發(fā)電分會委員會，委員中包括院士、資深專家、教授和企業(yè)重要技術(shù)崗位的領(lǐng)導(dǎo)，這是前所未有的強大的學(xué)術(shù)集體。我相信，在它的領(lǐng)導(dǎo)下，火電分會的各項工作必將更加生機勃勃地發(fā)展起來?，F(xiàn)在，第四屆全國火力發(fā)電技術(shù)學(xué)術(shù)會議又開幕了，220多位來自全國各地的火力發(fā)電領(lǐng)域的科技工作者和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)濟濟一堂，開展學(xué)術(shù)交流，共商促進(jìn)火力發(fā)電科技進(jìn)步的大計，實在是一次難得的盛會！
　　1　此次會議召開的背景
　　1.1　黨的十六大提出了2020年全面建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo)，電力工業(yè)迎來了一個新的發(fā)展機遇
　　全面建設(shè)小康社會，必須有充足、可靠的電力供應(yīng)。今年出現(xiàn)的部分省市不同程度的拉閘限電情況，說明電力總供給不能滿足電力總需求的基本矛盾又開始突出起來，解決的辦法只有加快發(fā)展。走新型工業(yè)化道路，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須依靠清潔能源。因此，加快電力的發(fā)展，必須提高能源轉(zhuǎn)換和利用效率，減少環(huán)境污染。同時我國又是一個人均水資源相對匱乏的國家(人均2200m3／年)，只相當(dāng)于世界人均占有水資源的1／4，預(yù)測到2030年人均用水量將接近世界用水的緊張線(1700m3／年)，全國需水量已接近可利用水量的極限。發(fā)展火力發(fā)電必須高度重視節(jié)約發(fā)電用水的問題。因此“節(jié)能、環(huán)保、節(jié)水”已成為21世紀(jì)中國火力發(fā)電特別是燃煤發(fā)電的主題，同時也是我們火力發(fā)電領(lǐng)域的科技工作者面臨的必須解決的技術(shù)難題。
　　我國的一次能源結(jié)構(gòu)決定了我國發(fā)電必然以煤電為主的基本格局，這是長期難以改變的，這也是我國和國際一次能源利用的主流不同的顯著特征。2002年底我國燃煤火力發(fā)電裝機容量占全國總裝機容量的74.5，發(fā)電量占全國總發(fā)電量的80以上。按照黨的十六大提出的到2020年全國GDP“翻兩番”的要求，屆時全國總裝機容量將達(dá)到9－9.5億kW，發(fā)電量將達(dá)到42000億kwh左右，其中火電裝機比重仍然占70左右。按此估算，今后18年將投入3.5億kW左右的火電機組，占到當(dāng)時火電總裝機容量的近60，成為中國火電的主體。這些新投產(chǎn)的機組在技術(shù)上必須有所創(chuàng)新才能達(dá)到高效、低污染和節(jié)水的要求。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，火力發(fā)電分會無疑肩負(fù)著重要的任務(wù)并應(yīng)當(dāng)而且必須作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
　　1.2　電力體制改革將促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)和廣泛應(yīng)用
　　電力體制改革后，在發(fā)電領(lǐng)域形成了五大發(fā)電集團公司、國華發(fā)電公司以及其他多家發(fā)電公司的競爭與合作的局面。競爭有利于新技術(shù)的研發(fā)和加快先進(jìn)適用技術(shù)的廣泛應(yīng)用，社會主義體制下的合作將促進(jìn)企業(yè)聯(lián)合和產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，從而降低新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的成本，縮短推廣應(yīng)用的周期。
　　1.3　電力體制改革促進(jìn)了學(xué)會與大企業(yè)集團的密切結(jié)合，為學(xué)會提供了更加廣闊的服務(wù)空間
　　此次會議已確定：今后綜合性的全國火力發(fā)電技術(shù)學(xué)術(shù)會議每兩年召開一次，每次均由一家全國性發(fā)電集團公司參與承辦，其他全國性發(fā)電集團公司協(xié)辦，這體現(xiàn)了各發(fā)電集團公司對科技交流和科技進(jìn)步的重視。這既有利于我國火電科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也是對火電分會和中國電機工程學(xué)會工作的支持，這就為火電分會今后的發(fā)展和充分發(fā)揮學(xué)會跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨部門和門類齊全、人才薈萃的優(yōu)勢，更多更好地為企業(yè)、為社會服務(wù)提供了更廣闊的空間，進(jìn)一步體現(xiàn)了各發(fā)電集團公司之間的良好合作。
　　2　當(dāng)前火力發(fā)電領(lǐng)域需要認(rèn)真研究和解決的技術(shù)方向性問題
　　2.1　燃煤發(fā)電技術(shù)要把努力提高發(fā)電效率放在第一位
　　這不僅僅是節(jié)能的重要技術(shù)措施，也是減少環(huán)境污染、溫室效應(yīng)氣體(CO2)排放和降低發(fā)電水耗的重要途徑，同時也是緩解今后煤炭供應(yīng)日趨緊張的重要技術(shù)措施。要加快超臨界技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加大更高參數(shù)、超超臨界技術(shù)的研發(fā)力度和加快依托工程的建設(shè)。這一技術(shù)是諸多潔凈煤發(fā)電技術(shù)中最具有技術(shù)繼承性、最有條件在短期內(nèi)實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，可以為電力工業(yè)提供新一代裝備。最近由張曉魯同志和金浪川同志任課題組負(fù)責(zé)人的國家863“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”課題組子課題1——關(guān)于“我國發(fā)展超超臨界發(fā)電機組的技術(shù)選型研究”通過了專家驗收。這個項目是由原國家電力公司和華能集團公司作為承擔(dān)單位，由三大動力集團、西安交大、有關(guān)電力設(shè)計單位、國電熱工研究院、中國電機工程學(xué)會和國家電站燃燒工程技術(shù)研究中心等19家單位共同完成的。這個報告提出的結(jié)論是：
　　(1)在諸多潔凈煤發(fā)電技術(shù)中，超超臨界發(fā)電技術(shù)配之以高效煙氣凈化技術(shù)是最有技術(shù)繼承性、最具條件在短時間內(nèi)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)、優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)，使燃煤發(fā)電技術(shù)更上一個臺階的重要技術(shù)方向。
　　(2)在使用目前國際上已經(jīng)應(yīng)用和成熟的耐熱鋼材的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)引進(jìn)、中外合作和技術(shù)創(chuàng)新，積極發(fā)展我國自己的超超臨界技術(shù)，實現(xiàn)燃煤發(fā)電技術(shù)的階躍式的發(fā)展，在技術(shù)上是可行的，也是現(xiàn)實的。
　　(3)通過論證，我國目前階段合理優(yōu)化的超超臨界參數(shù)為25—28MPa／600℃／600℃，其發(fā)電效率可達(dá)到44.63，比目前的水平將提高6.3；發(fā)電煤耗為275g／(kWh)，比目前的水平降低80g／(kWh)；C02排放量可降低10以上，發(fā)電水耗可降低6；單機容量推薦為600MW等級和1000MW等級兩種。
　　上述結(jié)論得到全體參加驗收會議的專家的贊同和支持。當(dāng)然這個子課題只是提出了技術(shù)選型的研究報告，后續(xù)的研究工作還有很多，包括超超臨界鍋爐的關(guān)鍵技術(shù)、超超臨界汽輪機關(guān)鍵技術(shù)、電站設(shè)計與運行技術(shù)、輔機關(guān)鍵技術(shù)等等。
　　之所以要重點宣傳超超臨界技術(shù)，是要引起大家的關(guān)注：21世紀(jì)的中國燃煤發(fā)電技術(shù)必須有新的大的突破。否則，按照現(xiàn)有的技術(shù)，僅實現(xiàn)規(guī)模翻番，建成一大批技術(shù)陳舊的發(fā)電設(shè)備，形成2020年中國火電的主體，我們將鑄成難以改正的歷史性錯誤，那將是對歷史的欠債。采用新型發(fā)電技術(shù)的問題是十分重要的，也是十分迫切的問題。我們只有不斷優(yōu)化發(fā)電廠熱力系統(tǒng)，大幅度提高發(fā)電效率，減少汽水介質(zhì)和熱損失，提高環(huán)保性能，降低發(fā)電成本，才能真正適應(yīng)新形勢、新時代對火力發(fā)電的技術(shù)要求。當(dāng)然我們在積極穩(wěn)妥地研發(fā)超超臨界技術(shù)和加快其依托工程建設(shè)的同時，還要繼續(xù)積極地研發(fā)CFB、IGCC和多聯(lián)供等潔凈煤發(fā)電技術(shù)，加快白馬工程和煙臺工程的建設(shè)速度，使之協(xié)調(diào)發(fā)展，相互促進(jìn)，共同推進(jìn)電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　2.2　燃煤發(fā)電技術(shù)研究要突出環(huán)境保護(hù)
　　努力通過技術(shù)措施降低燃煤發(fā)電對環(huán)境的污染。這是長久之計，也是當(dāng)務(wù)之急。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境計劃署(UNEP)在全球環(huán)境監(jiān)測項目收集的資料分析，20世紀(jì)90年代中期全球每年排放SO2約2.94億t，其中1.6億t是由燃煤和燃油排放所致，發(fā)電約占50略多。我國2001年公布的數(shù)字，全社會排放SO2近2000萬t，其中電力排放726萬t，約占36。這說明積極減少SO2排放對發(fā)電領(lǐng)域來講任務(wù)相當(dāng)繁重。經(jīng)過多年的努力，到2003年年底全國將投運約800多萬kW的煙氣脫硫裝置，成績確實不少。但在2.65億kW的火電設(shè)備總?cè)萘恐腥匀恢徽及俜种畮?，大大低于發(fā)達(dá)國家的脫硫水平(美國1998年為12)，而且費用仍比較高。這就給我們從事火電技術(shù)研究的科技工作者提出了一個重要的課題：努力用最低的費用消耗達(dá)到最大減排的目的。鑒于明年將執(zhí)行對NOx排放收費的新標(biāo)準(zhǔn)，所以也必須抓緊采取技術(shù)措施降低NOx的排放。在這方面我們的研發(fā)工作已經(jīng)取得了進(jìn)展，需要盡快地開展工業(yè)性試驗，在取得實踐經(jīng)驗后在面上推廣。
　　與此同時，我們現(xiàn)在就應(yīng)當(dāng)把減少CO2排放的問題列入研究計劃。燃煤發(fā)電每生產(chǎn)1kwh的電能，就產(chǎn)生約O.7kg的CO2。減排CO2的主要措施包括：
　　(1)大力實施節(jié)能，在發(fā)電領(lǐng)域努力提高發(fā)電效率。經(jīng)過計算，燃煤機組的發(fā)電效率每提高1，其CO2的排放量將減少2。
　　(2)努力調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，發(fā)展可再生能源(包括水電、風(fēng)電)、太陽能和核能等，減少礦物燃料的使用。
　　(3)發(fā)展氫燃料發(fā)電，即發(fā)展燃料電池。有關(guān)研究機構(gòu)可以在這方面多開展一些前期的研究工作。2.3　燃煤發(fā)電技術(shù)研究要把努力降低火力發(fā)電廠的水耗作為重要課題
　　我國水資源相對匱乏，特別在煤炭儲量比較集中的地區(qū)更是短缺，而燃煤發(fā)電需要大量的循環(huán)冷卻水、工業(yè)冷卻水和化學(xué)補充水。通常水冷機組每百萬千瓦的耗水量為1m3／s，國際先進(jìn)水平可降低至O.8m3／s以下，我們的平均水平仍然普遍較高。因此，在研究火力發(fā)電技術(shù)中必須把“節(jié)約用水，降低水耗”作為重要的課題，努力提高發(fā)電廠用水的復(fù)用指數(shù)，采用先進(jìn)的污水處理技術(shù)，實施零排放(ZLD)；研究礦井水的先進(jìn)處理方法，利用礦井水作為循環(huán)水的補充水；在嚴(yán)重缺水地區(qū)采用大容量空冷機組，降低百萬千瓦的水耗。最近我參觀了澳大利亞的一個節(jié)水型電廠，使用礦井水做補充水，除了自然蒸發(fā)和滲漏以外，它沒有向系統(tǒng)外排放任何污水，當(dāng)然電廠的建設(shè)成本和運行費用比較高。我國已有10多座火電廠實施了零排放，取得了較好的效果，但在設(shè)計上、運行上及穩(wěn)定性方面還存在著一些問題。我們要結(jié)合中國國情繼續(xù)深入研究開發(fā)出價格比較合理的發(fā)電廠節(jié)水技術(shù)，建設(shè)中國式的節(jié)水電廠。這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將為在缺水地區(qū)建設(shè)燃煤電廠提供重要的技術(shù)支持。
　　2.4　要重視研究改善大型燃煤機組調(diào)峰性能的技術(shù)，提高低負(fù)荷和變負(fù)荷下運行的水動力學(xué)穩(wěn)定性和燃燒穩(wěn)定性，保持高的發(fā)電效率
　　這對適應(yīng)電力市場的競爭，保證電網(wǎng)的合理運行，滿足用戶需求，取得電廠良好的經(jīng)濟效益是十分重要的。
　　2.5　在發(fā)電側(cè)引入競爭的條件下，更要重視廠網(wǎng)協(xié)調(diào)、機網(wǎng)協(xié)調(diào)問題，保證向用戶可靠供電
　　在這方面，電網(wǎng)有責(zé)任，發(fā)電廠也有責(zé)任。因此，不僅要從管理上，更要在技術(shù)上進(jìn)一步開展廠網(wǎng)協(xié)調(diào)、機網(wǎng)協(xié)調(diào)的研究，將保證電網(wǎng)安全和保證發(fā)電設(shè)備的安全統(tǒng)一起來，特別是對大機組軸系扭振的問題開展研究和采取防止電網(wǎng)低頻振蕩的技術(shù)措施。電廠要在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠供電方面提供支持，電網(wǎng)也要在保證發(fā)電設(shè)備安全方面提供有利條件。我們在這方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，例如不少機組安裝了PSS裝置；電網(wǎng)中的關(guān)鍵電廠正在或已經(jīng)具備了黑啟動的條件；電網(wǎng)也在開展低頻減負(fù)荷和大機組低頻解列的協(xié)調(diào)工作。解決這些問題必然會對發(fā)電機組的控制技術(shù)、發(fā)電設(shè)備的可控性和可靠性提出新的要求。
　　2.6　盡快開展對超臨界和超超臨界機組中應(yīng)用的耐高溫材料的研究
　　要為合理使用耐熱鋼材，保證高溫部件的安全，延長其使用壽命、降低建設(shè)成本和運行成本提出優(yōu)化措施，為超臨界、超超臨界機組的批量生產(chǎn)、建設(shè)和運行安全提供技術(shù)指導(dǎo)。
　　以上6個方面只是今后燃煤火電技術(shù)領(lǐng)域幾項主要的工作，遠(yuǎn)非全部工作，僅供大家參考。
　　3　對火電分會的工作提出幾點希望
　　(1)希望火電分會的工作做得更細(xì)致、更扎實，在組織國內(nèi)科技交流，促進(jìn)國際民間學(xué)術(shù)交流和開展科技普及工作的同時為政府部門宏觀決策、為促進(jìn)電力企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供越來越廣泛、越來越有價值的科技咨詢和服務(wù)，并為廣大電力科技工作者做好服務(wù)工作。
　　(2)希望火電分會根據(jù)需要重點組織一些專業(yè)性和專題性學(xué)術(shù)交流活動，并力爭舉辦成精品活動、精品學(xué)術(shù)會議。
　　(3)希望火電分會的工作既要立足于電力生產(chǎn)建設(shè)實際，又要發(fā)揮學(xué)會跨學(xué)科的優(yōu)勢，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，促進(jìn)機電二大領(lǐng)域的交流與合作。我希望在學(xué)術(shù)研究和交流上更多地邀請和吸引相關(guān)高校、科研設(shè)計單位、兩院院士和高水平的技術(shù)專家參與。在組織這些學(xué)術(shù)活動中，也可以邀請國際知名專家、著名廠商參與，把國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流逐步結(jié)合起來，充分發(fā)揮各方面的積極性，為火力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步服務(wù)。
作者：中國電機工程學(xué)會　陸延昌