我国每年约40亿吨的煤炭消费中,发电用煤占约50%,近年来国家把推动煤电清洁化和高效化作为一项长期的能源发展战略,加快部署煤电清洁高效改造工作,助力我国双碳战略目标如期实现。2021年,国家发展改革委、国家能源局印发《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》(发改运行〔2021〕1519号),在全国范围内推进煤电机组改造升级,亚临界机组作为我国现役煤电机组中占比最高(约1/3)且供电煤耗相对最高的机组,成为全国煤电机组改造升级的重点对象。在此背景下,上海市质量协会联合申能集团、上海电气集团协同推进,汇聚亚临界机组高温综合升级改造项目实施全链条的11家典型单位,共同研制T/SAQ 1001—2022《火力发电高效清洁利用 亚临界机组高温综合升级改造规范》团体标准(以下简称“火力发电改造标准”),在亚临界煤电机组改造升级市场中发挥技术引领作用,助力上海方面相关先进成熟技术辐射到全国。
以“高站位”服务国家煤电机组改造升级战略部署
上海输出的“亚临界机组600℃升温改造技术”已在徐州华润电厂#3机组改造项目中得到应用,成功打造了全球首个高温综合升级改造项目,在海内外同行间引发轰动。鉴于该改造项目取得显著成效,国家发改委、国家能源局印发《全国煤电机组改造升级实施方案》,其中专门要求“及时总结高温亚临界综合升级改造示范项目先进经验,适时向全国推广应用”。
研制火力发电改造标准正是贯彻党的二十大报告中“加强煤炭清洁高效利用”相关指示精神、落实国家《2030年前碳达峰行动方案》战略部署、执行《国家发展改革委国家能源局关于开展全国煤电机组改造升级的通知》工作任务、服务上海市政府推广煤电高温亚临界综合升级改造技术的一项实践举措,有助于科学、规范、有序地推广体现上海先进技术水平且能大幅改善机组煤耗的亚临界机组高温综合升级改造技术,服务全国煤电机组改造升级“十四五”重大专项,助力尽快实现全国火电平均供电煤耗降至300g/kW•h以下的改造升级目标。
以“高标准”彰显上海产业链协同国际领先的技术水平
为发挥上海方面在高温亚临界煤电综合升级改造方面的技术优势,服务全国亚临界煤电机组改造升级,上海市委市政府贯彻落实国家相关要求,由上海市发改委印发《煤电高温亚临界综合升级改造技术推广方案》(沪发改能源〔2022〕20号),提出“加快推广上海先进的高温亚临界煤电综合升级改造技术”,同时要求“先行先试,形成上海标准”“做好相关技术标准制订工作”。
火力发电改造标准作为上海市发改委《煤电高温亚临界综合升级改造技术推广方案》(简称“上海方案”)的配套技术标准,基于业内首创且具备国际领先水平的“亚临界机组600℃升温改造技术”,结合已开展项目的实践经验和工作成效,并在标准编制过程中充分发挥上海电气集团装备制造主力军作用,制定了包括供电煤耗、深度调峰能力等一系列国际领先的高水平技术指标,通过先进标准促进上海亚临界机组高温综合升级改造先进技术在全国范围内推广应用。
以“高质量”推进煤电行业绿色低碳发展
火力发电改造标准是在“亚临界机组600℃升温改造技术”应用成果基础上制定而成,该项技术经中国能源研究会组织专家评审,认定为“世界首创,具有自主知识产权,为我国亚临界机组高效、灵活性改造提供了一种可行的技术路径,具有显著的经济社会效益和良好的推广应用前景”。
依据徐州华润电厂改造项目取得成效估算,火力发电改造标准若能按照全国煤电机组改造升级“十四五”重大专项工作部署,推广应用至在我国现役煤电机组中占比近1/3的所有亚临界机组,则将有力推动我国煤电行业绿色低碳发展。具体成效测算如下:
Ø 按平均节能量30g/kW•h测算,则我国煤电行业每年节能量将超过4600万吨标准煤,减排二氧化碳约1.27亿吨(按照2.7的系数推算),相应的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物也会大幅减排。
Ø 若按照700元/吨的标准煤价格,则我国煤电行业每年可降低煤电行业燃料成本约385亿元。
以“高效能”助力火力发电企业降本增效
火力发电改造标准已在徐州华润电厂3号机组上应用实施,取得显著成效。在市政府领导的亲自关心下,在市发改委协调推动下,目前标准正被应用于宝山钢铁股份有限公司自备3号机组、上海吴泾第二发电有限责任公司2号机组高温亚临界综合升级改造项目中,助力打造“上海方案”示范工程。
实践证明,依据火力发电改造标准规范推进实施高温亚临界综合升级改造项目,可助力火力发电企业降低生产成本,创造经济收益。现有改造项目的实施成效测算如下:
Ø 徐州华润电厂改造项目:根据第三方性能试验的结果,其3号机组改造后100%THA工况机组供电煤耗降低了33.3g/kW•h,按照年利用小时5500h、不含税标煤价760元/t考虑,高温亚临界综合升级改造额定工况下因发电煤耗降低带来的节煤收益为4454万元/年。
Ø 吴泾二发电改造项目:经初步评估,改造后额定工况下供电煤耗仍然可以降低至280g/kW•h以下,额定工况节能量有望超25g/kW•h。在65%平均负荷下,机组供电煤耗相比改造前可降低27g/kW•h以上。根据测算,在不考虑深调收益的情况下,每年可获得节煤、多售电以及碳排放交易总收益近1亿元。
Ø 宝钢自备电厂改造项目:根据测算,改造后机组供电煤耗可降低35g/kW•h以上,按照年利用小时数5200小时,标煤单价1000元/t,则年节能燃料成本达到6370万元/年。