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倪维斗、杜祥琬等16位院士对燃煤发电节能减排的建议
作者:北极星电力网微信公众号 发布时间: 2018-06-11 点击率:

长期以来,燃煤发电为我国的节能减排事业做出了重大贡献。基于我国电力工业和能源结构的发展状况,制定燃煤发电工业节能减排的中长期发展战略规划意义重大。为此,中国工程院和国家自然科学基金委员会联合资助了“中国燃煤发电机组节能减排战略研究”项目。该项目由清华大学倪维斗院士牵头,产、学、研、用等不同领域的50多位专家学者参加。项目通过对国内主要发电集团20余家燃煤电站的现场调研、40余次跨专业技术研讨,结合文献分析、理论研究、电话咨询等多种方式,对中国燃煤发电所涉及的节能、减排和智能电站等三个方面开展了深入研究和系统论证,取得一系列重要认识。在此基础上,进一步研讨凝练,形成本建议。

()我国燃煤发电节能减排工作取得显著成效

  在过去相当长的时期内,中国燃煤发电的能耗水平一直落后于发达国家。随着电力工业的快速发展,中国燃煤发电的供电能耗一直持续下降。2017年,全国火电机组的平均供电煤耗已达到309g/kWh,相比于194919782002年分别降低了73%34%19%;已经明显优于美国和世界平均水平,与欧洲相当。当前,我国先进燃煤发电机组的供电煤耗已经低于270g/kWh,引领了世界燃煤发电的发展方向。

  自1996年燃煤发电行业开始全面实施污染物排放控制以来,国家排放标准历经数次修改,排放标准越来越严,当前超低排放要求SO?、NO?和烟尘的排放限制分别为355010mg/Nm3,为历史排放标准最高、世界最严的中国标准。燃煤发电污染物排放绩效持续下降,污染物排放量近几年在装机容量持续增长的情况下实现大幅下降。2015年燃煤发电行业的SO?和NO?的排放量分别降低至200180万吨;燃煤发电的污染物排放总量已低于美国,接近欧洲。

()我国燃煤发电节能减排仍有巨大的潜力

  1)节能潜力分析

  通过系统分析过去近七十年来燃煤发电工业的发展历程,得到燃煤电站节能降耗的主要原因包括发展高参数大容量先进机组、淘汰落后产能、优化电源结构、采用先进节能技术、提升经营管理水平等重要结论。进一步通过理论研究,建立了燃煤电站能源转化的热量/?对比分析方法,并绘制了不同容量等级典型燃煤发电机组热量损失和?损失图谱,进而确定了燃煤电站的能量损失/节能潜力的物理分布情况。

  通过对发展高参数大容量先进燃煤机组的影响研究发现,2006-2015期间新增装机对全国火电机组平均供电煤耗下降的贡献累计达20g/kWh左右。而限于高温铁素体和镍基合金等材料研发进度的影响,更高参数机组的发展难以推进。

  通过对淘汰落后产能的影响研究,得到2006-2015期间,淘汰中小高能耗机组对全国火电机组平均供电煤耗下降的影响累计达到27g/kWh,比新增装机的影响还大。若全面关停200MW及以下等级小机组,至少还可降低煤耗20g/kWh以上。然而,燃煤发电的落后产能容量小、数量多、分散广、涉及行业宽,且大部分属于自备电厂,关停需下大力气才行。

  通过对燃煤电站节能潜力的分析研究,发现分级预热提高热风温度、优化汽轮机通流结构、强化空冷冷端传热、缸体高低位布置等节能措施,可相应降低供电煤耗5-1