隨著《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014~2020年)》的頒布實(shí)施，火電設(shè)備高參數(shù)、高效率、低排放“兩高一低”的趨勢愈加明顯。東方電氣、上海電氣、哈爾濱電氣等龍頭企業(yè)在百萬千瓦超超臨界和二次再熱機(jī)組設(shè)備方面，形成了批量化制造能力，在老舊機(jī)組的改造方面游刃有余。

近日，神皖安慶電廠二期擴(kuò)建工程3號、4號100萬千瓦超超臨界機(jī)組和我國首臺66萬千瓦超超臨界二次再熱發(fā)電機(jī)組———華能安源電廠新建1號機(jī)組的相繼投運(yùn)，將我國火電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試水平抬上了一個新臺階。兩個項(xiàng)目的機(jī)組參數(shù)、熱效率、污染物排放均達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“今后高效超超臨界機(jī)組與二次再熱機(jī)組將成為燃煤發(fā)電的主流，能夠進(jìn)一步提高火電廠熱效率、降低供電煤耗，達(dá)到更低的排放標(biāo)準(zhǔn)，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。”上海電氣電站集團(tuán)副總裁吳煥琪如是說，事實(shí)上，無論是傳統(tǒng)的在役30萬千瓦機(jī)組、60萬千瓦機(jī)組，還是新建的100萬千瓦超超臨界機(jī)組和二次再熱機(jī)組，歸根結(jié)底都是要通過不斷研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，提高機(jī)組技術(shù)水平和電廠熱效率，既滿足降低煤耗的訴求，又能夠?qū)崿F(xiàn)“超凈”或更低的排放標(biāo)準(zhǔn)。

二次再熱機(jī)組“破冰”

二次再熱發(fā)電技術(shù)是《國家能源技術(shù) “十二五”規(guī)劃》重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)，對引領(lǐng)發(fā)電技術(shù)進(jìn)步，提升我國電力制造業(yè)水平具有推動作用，代表了當(dāng)前世界領(lǐng)先發(fā)電技術(shù)，具有高效率、低能耗、低排放等優(yōu)勢。

據(jù)測算，二次再熱機(jī)組熱效率比常規(guī)一次再熱機(jī)組約高2%，減排二氧化碳約3.6%。

華能安源電廠新建1號機(jī)組采用了哈爾濱電氣集團(tuán)研制開發(fā)的國內(nèi)首臺66萬千瓦超超臨界二次再熱鍋爐，東方電氣集團(tuán)提供了汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。試運(yùn)行期間，主、輔設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，機(jī)組平均負(fù)荷率達(dá)100.35%，熱效率達(dá)44.37%，廠用電率為3.92%，發(fā)電煤耗為277.16克/千瓦時。

之前我國沒有在運(yùn)行的二次再熱機(jī)組，缺少針對二次再熱機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和運(yùn)行方面的技術(shù)儲備。哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司在安源電廠二次再熱超超臨界鍋爐的研發(fā)和項(xiàng)目執(zhí)行中，經(jīng)歷了對關(guān)鍵技術(shù)和方案確定的反復(fù)論證和專題評審，創(chuàng)新應(yīng)用煙氣再循環(huán)和調(diào)節(jié)擋板實(shí)現(xiàn)兩套再熱系統(tǒng)蒸汽溫度的有效匹配，解決了三級超600攝氏度高溫受熱面的技術(shù)難題。

針對華能安源電廠一期項(xiàng)目規(guī)劃的兩臺66萬千萬超超臨界二次再熱凝汽式燃煤發(fā)電機(jī)組，東方電氣集團(tuán)率先在國內(nèi)采用了31兆帕/600攝氏度/620攝氏度/620攝氏度世界最高蒸汽參數(shù)，通過改進(jìn)熱力循環(huán)、優(yōu)化汽機(jī)配汽和缸體結(jié)構(gòu)、通流優(yōu)化等項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在更高技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)升級。

“目前很多新建百萬千瓦機(jī)組更多會考慮二次再熱，因?yàn)槎卧贌釞C(jī)組的熱效率比一次再熱機(jī)組有大幅度提升。上海電氣承接的世界頭兩臺100萬千瓦二次再熱機(jī)組———國電泰州電廠二期兩臺100萬千瓦機(jī)組計(jì)劃于今年投運(yùn)。該項(xiàng)目中，上海電氣提供了鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)成套設(shè)備。”吳煥琪說。

老舊機(jī)組轉(zhuǎn)向“高大上”

“2014年9月發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014~2020年)》，拉開了我國在役火電機(jī)組升級改造的大幕。

火電機(jī)組改造市場將迎來爆發(fā)期。”東方汽輪機(jī)有限公司(簡稱“東汽”)總經(jīng)理張文峰如是說，目前來看，20萬千瓦機(jī)組基本面臨淘汰或電改熱的命運(yùn)，30萬千瓦機(jī)組已有一半左右完成了改造，未來火電機(jī)組的改造市場將集中在60萬千瓦這一等級。

今年年初，綏中電廠一期工程兩臺80　　萬千瓦機(jī)組綜合升級改造項(xiàng)目投運(yùn)。在汽輪機(jī)通流改造方面，哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司應(yīng)用了10余項(xiàng)自主研發(fā)新技術(shù)，采用先進(jìn)成熟的三維氣動設(shè)計(jì)理論進(jìn)行汽輪機(jī)通流部分的設(shè)計(jì)，汽輪機(jī)由原來的單軸5缸沖動式改造為反動式，高中壓通流各增加6個壓力級，采用自行設(shè)計(jì)制造的當(dāng)今最大的調(diào)節(jié)級葉片，改造后汽輪機(jī)效率提升3.2個百分點(diǎn)。

去年6月，東汽與內(nèi)蒙古上都發(fā)電有限責(zé)任公司簽訂3號汽輪機(jī)通流改造工程項(xiàng)目合同，標(biāo)志著東汽正式開啟了60萬千瓦級機(jī)組通流改造的序幕。該機(jī)組采用先進(jìn)的進(jìn)、排汽缸優(yōu)化技術(shù)、汽封優(yōu)化技術(shù)和配汽曲線優(yōu)化等技術(shù)，經(jīng)過通流優(yōu)化后，高、中、低壓缸效率與原設(shè)計(jì)相比有明顯提高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性都得到提高，預(yù)計(jì)降低熱耗320千焦/千瓦時，降低煤耗12克/千瓦時，達(dá)到節(jié)能、減排、降耗的優(yōu)化目的。

“目前上海電氣采用先進(jìn)通流整體優(yōu)化技術(shù)對30萬千瓦、60萬千瓦機(jī)組進(jìn)行改造，效果非常明顯。應(yīng)該說，未來60萬千瓦等級及以下機(jī)組的改造將朝著更高的綜合升級改造的方向發(fā)展。”吳煥琪說。