2015年10月，美國(guó)《電力雜志》評(píng)出2015年度世界頂級(jí)火力發(fā)電廠，其中上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司是中國(guó)火電廠唯一獲獎(jiǎng)企業(yè)。美國(guó)《電力雜志》創(chuàng)立于1882年，“世界頂級(jí)電廠”是一項(xiàng)由美國(guó)《電力雜志》舉辦的年度評(píng)選活動(dòng)，由雜志編輯根據(jù)發(fā)電行業(yè)專業(yè)人士(包括設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)計(jì)單位、施工單位、電廠運(yùn)營(yíng)方)的提名確定獲獎(jiǎng)名單，每年10月公布年度頂級(jí)火力發(fā)電廠，獲得“頂級(jí)電廠”稱號(hào)的單位是全球范圍內(nèi)具有吸引力、重要的、創(chuàng)新的電廠，并展示它們可能引起發(fā)電行業(yè)興趣的獨(dú)特設(shè)計(jì)或技術(shù);獲得“世界頂級(jí)電廠”稱號(hào)是全球電力界對(duì)該電廠的重要認(rèn)可。

　　外三電廠本次能夠獲獎(jiǎng)是由美國(guó)工程機(jī)械師協(xié)會(huì)(ASME)組織推薦的。今年4月份，外三電廠總經(jīng)理馮偉忠收到來(lái)自美國(guó)ASME的邀請(qǐng)信，邀請(qǐng)馮偉忠在6月底參加其圣迭哥世界學(xué)術(shù)峰會(huì)，并在峰會(huì)期間舉辦一次“不限時(shí)長(zhǎng)”的個(gè)人專場(chǎng)報(bào)告。邀請(qǐng)方是有著134年歷史的美國(guó)工程機(jī)械師協(xié)會(huì)(ASME)。該協(xié)會(huì)是制造業(yè)領(lǐng)域世界權(quán)威，包括中國(guó)在內(nèi)，世界上90多個(gè)國(guó)家進(jìn)出口機(jī)械工程設(shè)備，用的都是它的標(biāo)準(zhǔn)。

　　會(huì)后，ASME火電分論壇執(zhí)行主席克里斯多夫發(fā)來(lái)專函評(píng)價(jià)：“馮教授領(lǐng)導(dǎo)的外三團(tuán)隊(duì)，成功地將前所未聞的能效提升與極低的環(huán)境影響結(jié)合在一起，同時(shí)使用創(chuàng)新的工程技術(shù)解決了許多之前公認(rèn)棘手的難題。”、“這些成就證明了世界上最好的在網(wǎng)燃煤發(fā)電廠在中國(guó)。”“外三的這些成就具有世界級(jí)的意義，對(duì)于馮教授在外三取得的巨大成就及其對(duì)世界發(fā)電行業(yè)的潛在影響的重要性，再稱贊也不為過(guò)”，“馮教授已經(jīng)取得的技術(shù)成就中的任何一項(xiàng)，對(duì)絕大多數(shù)個(gè)人、組織或國(guó)家來(lái)說(shuō)已經(jīng)算是終身成就了。”、“馮教授在外三取得的矚目成就為下一個(gè)一百年的能源發(fā)展打下了非凡的基礎(chǔ)”。

　　2015年10月1日，《電力雜志》副編輯Thomas W. Overton專門(mén)撰文如下：

　　對(duì)一個(gè)電力行業(yè)高速增長(zhǎng)并且尋求更加清潔高效發(fā)電的國(guó)家，煤炭仍然是中國(guó)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。這意味著中國(guó)電力行業(yè)的創(chuàng)新還要下許多功夫，然而一家位于上海的外三電廠在創(chuàng)新方面走在了前列。

　　地球上沒(méi)有一個(gè)國(guó)家的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度超過(guò)了中國(guó)。中國(guó)無(wú)論是在可再生能源方面比如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電(其新建容量在世界遙遙領(lǐng)先)以及核能發(fā)電(中國(guó)擁有24座在建核反應(yīng)堆)，還是在傳統(tǒng)的熱能發(fā)電方面，中國(guó)的裝機(jī)容量以令人驚嘆的速度走在了同樣高速增長(zhǎng)的電力需求之前。中國(guó)目前擁有世界上最大的已安裝到位的發(fā)電基地，其裝機(jī)容量最近剛剛超過(guò)美國(guó)。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)，單在2014年中國(guó)新增了101GW的裝機(jī)容量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)世界其他約10個(gè)國(guó)家裝機(jī)容量的總和。

　　但上述這些不僅僅是發(fā)電能力的增加。中國(guó)正面臨著空氣污染的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這主要是由于中國(guó)對(duì)煤炭傳統(tǒng)性的嚴(yán)重依賴。盡管中國(guó)正在上下努力向著低碳電力轉(zhuǎn)變、減少煤炭消耗，但是煤炭在中國(guó)可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)仍是其主要的發(fā)電一次能源，中國(guó)目前約有116GW在建火力發(fā)電機(jī)組。綜上，如果中國(guó)要減少空氣污染，實(shí)現(xiàn)其二氧化碳減排承諾，中國(guó)就必須在改善能效和降低污染物排放上下大力氣。

　　盡管中國(guó)的空氣污染問(wèn)題主要?dú)w結(jié)于老舊低效火力發(fā)電機(jī)組、缺乏現(xiàn)代化的排放物控制，中國(guó)卻擁有大量先進(jìn)的超臨界和超超臨界發(fā)電機(jī)組。中國(guó)政府正在號(hào)召對(duì)這些機(jī)組進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。許多電廠已經(jīng)升級(jí)了排放物控制，并在一定程度上提高了能效。但是，一家位于上海的發(fā)電廠取得的成績(jī)遠(yuǎn)不止于此。

　　外三電廠亮點(diǎn)：

　　ü 中國(guó)效率最高的火力發(fā)電廠

　　ü 不斷摸索通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低熱耗、減少污染物排放

　　ü 效率從2008年的42.73%，提高至2011年的44.5%

　　一、長(zhǎng)期的努力

　　上海外高橋發(fā)電基地(外一、外二、外三)擁有5GW的裝機(jī)容量，其8臺(tái)機(jī)組矗立在長(zhǎng)江岸邊。這些機(jī)組經(jīng)歷了三個(gè)階段完成建設(shè)，目前由三家獨(dú)立法人運(yùn)營(yíng)。

　　外高橋發(fā)電一期項(xiàng)目始于上世紀(jì)90年代，一期項(xiàng)目包含由上海電氣集團(tuán)生產(chǎn)的4臺(tái)300MW機(jī)組，并在1994年至1997年陸續(xù)上網(wǎng)發(fā)電。外高橋發(fā)電二期項(xiàng)目開(kāi)始于2001年，2004年上網(wǎng)運(yùn)行，包含2臺(tái)900MW超臨界機(jī)組(這是當(dāng)時(shí)中國(guó)最早的900MW超臨界機(jī)組)，二期項(xiàng)目中運(yùn)用了德國(guó)阿爾斯通、西門(mén)子和日本日立的相關(guān)技術(shù)。

　　二期項(xiàng)目剛剛落下帷幕，三期項(xiàng)目——中國(guó)最先進(jìn)、節(jié)能的火力發(fā)電廠的建設(shè)工作便拉開(kāi)序幕。

　　外高橋發(fā)電三期項(xiàng)目于2005年中期開(kāi)始，目標(biāo)建設(shè)2臺(tái)1000MW超超臨界機(jī)組。三期項(xiàng)目的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和鍋爐由上海電氣集團(tuán)供貨，并經(jīng)阿爾斯通(鍋爐)和西門(mén)子(汽輪機(jī))的技術(shù)許可。2臺(tái)機(jī)組利用了煙氣脫硫(FGD)和選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，并分別于2008年3月和6月投入商業(yè)運(yùn)行。

　　作為一家超超臨界發(fā)電廠，外三電廠運(yùn)行時(shí)主蒸汽溫度達(dá)到至少600攝氏度，壓力達(dá)到27MPa。當(dāng)三期機(jī)組剛剛上網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，其凈效率達(dá)到了42.73%，是當(dāng)時(shí)世界上最高效的火力發(fā)電廠之一。但這僅僅是開(kāi)始。

　　二、技術(shù)進(jìn)步

　　三期項(xiàng)目伊始，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就落實(shí)中央政府的號(hào)召，以機(jī)組效率的提升、污染物的減排及技術(shù)的提升作為重要抓手。

　　外三電廠相關(guān)人員已推出大量的科技創(chuàng)新項(xiàng)目，并成功研發(fā)了一系列的系統(tǒng)優(yōu)化和效率提升的新技術(shù)。其中，許多創(chuàng)新技術(shù)在工程建設(shè)期間就得以同步實(shí)施，并且新技術(shù)的研發(fā)亦在不斷推進(jìn)，這使得機(jī)組性能自最初調(diào)試期開(kāi)始就已得到顯著改善。

　　2008年，機(jī)組的凈效率達(dá)到42.73%，在此基準(zhǔn)上，2009年提升至43.53%，2010年再次提升至43.97%，2011年又進(jìn)一步提升至44.5%。自基建及投產(chǎn)以來(lái)，機(jī)組的年均運(yùn)行負(fù)荷為74%左右。與中國(guó)其他先進(jìn)的燃煤機(jī)組(其平均凈效率為41.2%)相比，外三電廠每年可因此節(jié)省標(biāo)煤耗量23萬(wàn)噸和減排二氧化碳48萬(wàn)噸。此外，硫氧化物、氮氧化物和煙塵的排放量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的燃煤電廠排放限值，甚至低于燃?xì)廨啓C(jī)的排放限值。

　　以下是外三電廠已實(shí)施應(yīng)用的部分重大技術(shù)革新。

　　1、煙氣余熱利用技術(shù)

　　通過(guò)研發(fā)新型鰭片式的煙氣熱能回收裝置，并安裝在介于增壓風(fēng)機(jī)和脫硫塔之間的低塵區(qū)域，這樣可降低飛灰磨損以及灰分積累和阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。除煙氣余熱本身之外，還包括引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量也一并被回收利用。所回收的這部分熱量被送回?zé)崃ο到y(tǒng)替代汽輪機(jī)抽汽加熱低壓給水，降低汽輪機(jī)熱耗以補(bǔ)償脫硫能耗。

　　2、廣義回?zé)嵯盗屑夹g(shù)

　　該系列技術(shù)，將回?zé)崦浇橛蓡我唤o水拓展為鍋爐輸入的水、風(fēng)、煤等。其中，送風(fēng)回?zé)峒夹g(shù)，是利用回?zé)岢槠訜徨仩t的進(jìn)風(fēng)，進(jìn)而回收抽汽熱能并提高鍋爐的燃燒效率;送粉回?zé)峒夹g(shù)，通過(guò)對(duì)磨煤機(jī)出口的煤粉進(jìn)一步干燥和加熱，提高了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性及燃燒效率，該技術(shù)尤其適用于燃燒高水分煤種。這些技術(shù)不僅有利于鍋爐的燃燒和運(yùn)行，而且通過(guò)回收抽汽的熱能和降低冷源損失，提高了機(jī)組效率。

　　3、改進(jìn)型給水回?zé)峒夹g(shù)

　　通過(guò)增設(shè)一個(gè)附加的可調(diào)式高壓回?zé)岢槠稍跈C(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，維持機(jī)組的最終給水溫度與額定負(fù)荷一致，或至少可緩解因機(jī)組負(fù)荷降低而引起的給水溫降程度。此外，低負(fù)荷下鍋爐省煤器出口煙氣的溫降也因此可減小，進(jìn)而使得SCR在低負(fù)荷下不必退出運(yùn)行。另外，通過(guò)控制閥調(diào)節(jié)該回?zé)岢槠?，可使機(jī)組調(diào)頻響應(yīng)更快。低負(fù)荷下，更高的鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度，提升了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，同時(shí)，水冷壁入口給水溫度相對(duì)提高，亦改善了鍋爐水動(dòng)力特性。

　　4、改進(jìn)型鍋爐啟動(dòng)技術(shù)

　　該技術(shù)主要利用蒸汽代替燃油來(lái)加熱鍋爐。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，給水可由電廠其他機(jī)組的蒸汽來(lái)進(jìn)行加熱，進(jìn)而鍋爐可由已加熱的給水和來(lái)自汽水分離器的蒸汽進(jìn)行加熱。當(dāng)鍋爐風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，冷空氣被已處于熱態(tài)的省煤器加熱，隨后熱空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣側(cè)對(duì)冷空氣進(jìn)行加熱，從而在機(jī)組點(diǎn)火前就建立起“熱爐和熱風(fēng)”的環(huán)境。該技術(shù)加速了啟動(dòng)過(guò)程，降低了廠用電耗，并減少了燃料消耗和因其產(chǎn)生的污染物排放量。外三電廠的啟動(dòng)時(shí)間小于2小時(shí)(包括冷態(tài)啟動(dòng))，耗油量小于15噸，耗電量小于80000千瓦時(shí)，并且耗煤量低于200噸(包括用于加熱的蒸汽)。

　　5、固體顆粒侵蝕防治系列技術(shù)

　　管道的蒸汽側(cè)氧化及氧化皮阻塞，一定程度上將引起鍋爐爐管爆管;而氧化皮破碎形成的顆粒又將引起汽輪機(jī)葉片侵蝕，這是超(超)臨界機(jī)組面臨的突出問(wèn)題，并已經(jīng)困擾國(guó)際發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域幾十年。中國(guó)的部分發(fā)電廠，在投運(yùn)之初的幾年，機(jī)組效率損失就達(dá)8%或以上。而外三電廠通過(guò)應(yīng)用創(chuàng)新優(yōu)化啟動(dòng)技術(shù)和程序，緩解了管道的蒸汽側(cè)氧化，而針對(duì)鍋爐已生成的氧化物顆粒則將之盡快清除。外三機(jī)組運(yùn)行60個(gè)月后，經(jīng)檢查表明：鍋爐管道未氧化，汽輪機(jī)葉片亦未受侵蝕。

　　三、行業(yè)引領(lǐng)者

　　外三電廠的相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)獲得了來(lái)自政府和行業(yè)組織關(guān)于能效提升和污染物減排的一系列獎(jiǎng)項(xiàng)。這些已研發(fā)完成的技術(shù)目前正在一些新建電廠中推廣應(yīng)用，同時(shí)，外三電廠相關(guān)人員亦同世界各地的行業(yè)組織分享了他們的創(chuàng)新技術(shù)。

　　中國(guó)的節(jié)能減排之路還很漫長(zhǎng)，但是像外三電廠這樣的發(fā)電企業(yè)作為中國(guó)電力行業(yè)的領(lǐng)頭羊，正引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)趨向更清潔、更高效化。本稿件所含文字、圖片和音視頻資料，版權(quán)均屬齊魯晚報(bào)所有，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者將依法追究責(zé)任。