“十三(sān)五”改造規(gui)模将超2億(yi)千瓦！火電(dian)靈活性改(gai)造重在“靈(ling)活、深度”
随(suí)着電力體(ti)制改革的(de)深入推進(jìn)，能源結構(gou)轉型步伐(fá)加快，特别(bié)是近幾年(nian)我國可再(zài)生能源發(fa)展取得了(le)顯著成績(jì)，水電、風電(dian)和太陽能(néng)發電的裝(zhuang)機規模截(jié)至2016年末分(fen)别達到3.2億(yi)千瓦、1.3億千(qian)瓦和4300萬千(qiān)瓦，均居世(shì)界第一位(wèi)，可再生能(neng)源總發電(diàn)量也位居(ju)世界第一(yī)。但是，必須(xū)看到，在可(kě)再生能源(yuan)持續發展(zhǎn)的同時，一(yi)些地區棄(qì)風棄光等(deng)問題日益(yì)突出：2016年，我(wo)國平均棄(qi)風率17%，平均(jun1)棄光率20%左(zuo)右，消納已(yi)經成為制(zhì)約可再生(sheng)能源發展(zhan)的關鍵因(yīn)素。
究(jiu)竟該如何(hé)解決消納(na)問題?日前(qian)，由中國電(diàn)機工程學(xue)會熱電專(zhuan)業委員會(hui)主辦的2017全(quan)國燃(rán)煤電廠靈活性(xing)改造及深(shēn)度調峰技(ji)術交流研(yan)讨會對這(zhe)個問題進(jìn)行了深入(ru)探讨。
2030年左右(you)使二氧化(hua)碳排放達(dá)到峰值，并(bing)争取盡早(zao)實現;2020年非(fēi)化石能源(yuan)占一次能(néng)源消費比(bǐ)例達到15%，2030年(nian)達到20%;2020年單(dan)位GDP二氧化(huà)碳排放量(liang)較2015年分别(bié)下降18%。
按照承諾(nuò)，預計2020年、2030年(nian)我國一次(ci)能源消費(fèi)總量分别(bié)不超過50億(yì)噸标煤、60億(yì)噸标煤，其(qí)中非化石(shi)能源分别(bie)約7.5億噸标(biāo)煤、12億噸标(biao)煤。初步估(gu)算，到2020年，我(wǒ)國風電裝(zhuang)機将達到(dào)2.2億千瓦以(yǐ)上，“十三五(wu)”增加1億千(qiān)瓦以上;太(tài)陽能發電(dian)裝機将達(da)到1.1億千瓦(wa)以上，“十三(sān)五”增加6000萬(wan)千瓦以上(shàng)。2020年以後，風(feng)電和光伏(fú)裝機将進(jin)一步增加(jia)。
截至(zhì)2016年底，我國(guó)煤電(dian)裝機為9.43億千瓦(wǎ)，占發電裝(zhuang)機總量的(de)57%，受各方面(mian)因素影響(xiǎng)和産業結(jie)構的調整(zhěng)，風光資源(yuán)富集地區(qū)的風電和(hé)光伏的滲(shen)透率将進(jin)一步增加(jiā)，用電負荷(he)峰谷差亦(yi)将增大，部(bù)分地區熱(rè)電聯産仍(réng)将持續增(zeng)加，由此可(ke)見實現《巴(bā)黎協定》的(de)承諾任重(zhong)而道遠。
從歐洲(zhōu)發達國家(jiā)在風能、太(tài)陽能、生物(wu)能源、二氧(yang)化碳的捕(bu)獲和儲存(cun)等增加新(xin)能源占比(bǐ)和新能源(yuan)領域技術(shù)發展的經(jing)驗史來看(kàn)，通過開展(zhǎn)火電靈(líng)活性改造(zao)可以(yi)吸納更多(duo)的新能源(yuán)。2016年，歐洲可(kě)再生能源(yuán)發電量占(zhan)總發電量(liang)的比重達(dá)到了30.2%，其中(zhōng)風電和太(tai)陽能發電(diàn)合計占比(bǐ)13.2%;丹麥1995年開(kai)始推廣火(huǒ)電靈活性(xing)，至2015年，風電(diàn)占總用電(dian)量的42%;2016年，德(dé)國的風電(dian)和太陽能(neng)發電量占(zhàn)比達到20%以(yǐ)上。
改(gai)造需“一廠(chǎng)一策”制定(ding)方案
火電靈活(huo)性改造之(zhi)于火電領(lǐng)域是一場(chǎng)革命，更是(shi)對我國能(néng)源技術創(chuang)新的一場(chǎng)嚴峻考驗(yàn)，如何“靈活(huo)”開展靈活(huó)性改造是(shi)必須要攻(gong)克的課題(tí)，也是中國(guo)電機工程(chéng)學會熱電(dian)專業委員(yuan)會舉辦此(cǐ)次全國燃(ran)煤電廠靈(ling)活性改造(zao)及深度調(diao)峰技術交(jiao)流研讨會(huì)的初衷。
“所(suǒ)謂靈活就(jiù)是機組具(ju)有更快的(de)變負荷速(sù)率、更高的(de)負荷調節(jiē)精度及更(gèng)好的一次(ci)調頻性能(neng);所謂深度(du)，就是機組(zu)具有更寬(kuān)的負荷調(diào)節範圍，負(fu)荷下限從(cong)原來的45%下(xia)調至30%，甚至(zhì)更低。”東南(nan)大學能源(yuán)與環境學(xue)院博士生(sheng)導師呂劍(jian)虹這樣诠(quan)釋靈活與(yu)深度的實(shí)質。
“燃煤機(ji)組深度調(diào)峰面臨着(zhe)很多問題(ti)。”國家電投(tóu)上海發電(dian)設備成套(tao)設計研究(jiū)院博士呂(lǚ)為智在會(hui)上做了詳(xiang)細分析，“涉(she)及到鍋爐(lú)、汽機、輔機(jī)、控制系統(tǒng)等多個方(fang)面，可謂牽(qian)一發而動(dong)全身，所以(yi)要以‘一廠(chǎng)一策’為原(yuan)則，針對機(jī)組自身的(de)運行特性(xing)以及調峰(feng)目标幅度(du)，靈活制定(ding)靈活性改(gǎi)造技術路(lù)線，以期實(shi)現燃煤機(ji)組在低負(fu)荷下的安(ān)全穩定運(yun)行。”
“要實現‘靈(líng)活’的靈活(huó)性改造并(bing)不是一件(jian)容易的事(shì)兒。”國電科(kē)學技術研(yán)究院沈陽(yang)電力技術(shù)分院主任(rèn)工程師、高(gāo)級工程師(shi)吳炬非常(chang)清楚這條(tiáo)改造之路(lu)的艱辛，“要(yao)響應政策(cè)導向，兼顧(gù)未來市場(chǎng)變化，根據(ju)企業自身(shen)特點，合理(lǐ)确定改造(zào)目标和技(ji)術方案，保(bao)證機組安(ān)全，還要控(kong)制投資規(guī)模，注重解(jie)決實際需(xū)求。”
今年12月6日(ri)和12月6日，國(guó)家發展改(gai)革委、國家(jiā)能源局先(xiān)後印發《關(guan)于下達火(huo)電靈活性(xing)改造試點(diǎn)項目的通(tōng)知》以及《關(guān)于印發<可(kě)再生能源(yuán)調峰機組(zǔ)優先發電(diàn)試行辦法(fǎ)>的通知》，公(gong)布了22個試(shi)點項目約(yuē)18吉瓦裝機(jī)容量的火(huǒ)電機組，一(yi)場煤電機(ji)組靈活性(xing)改造、煤電(diàn)機組調峰(fēng)能力提升(shēng)工程攻堅(jiān)戰就此一(yī)炮打響，截(jie)至目前，我(wǒ)國火電靈(ling)活性改造(zào)取得了長(zhang)足的進展(zhan)和可喜的(de)進步。
國電電力(lì)莊河發電(diàn)公司作為(wei)全國首批(pī)煤電機組(zu)靈活性改(gai)造示範項(xiang)目，在今年(nian)的全國燃(ran)煤電廠靈(líng)活性改造(zao)及深度調(diao)峰技術交(jiao)流研讨會(hui)上異常奪(duó)目。近年來(lái)，東北地區(qū)電力市場(chang)供需矛盾(dun)突出，特别(bié)是遼甯省(sheng)供熱機組(zǔ)在區域裝(zhuāng)機容量占(zhan)比高達70%以(yi)上，導緻供(gòng)暖期電網(wǎng)調峰能力(li)嚴重不足(zu)，而莊河發(fā)電卻能因(yin)地制宜，以(yi)開展機組(zǔ)靈活性改(gai)造作為企(qi)業提質增(zeng)效、解困突(tū)圍的主要(yao)手段，積極(jí)主動參與(yǔ)深度調峰(fēng)，取得了顯(xiǎn)著效益。
同樣(yàng)作為靈活(huo)性改造首(shou)批試點項(xiang)目的華能(néng)國際丹東(dong)電廠30萬千(qiān)瓦亞臨界(jie)機組在AGC控(kòng)制方式下(xià)，最低負荷(he)直接控制(zhì)到25%，成為目(mù)前遼甯省(sheng)電力公司(si)區域内調(diao)峰深度最(zuì)大的電廠(chǎng)。
“12月6日，我們(men)召開了‘機(ji)組靈活性(xìng)改造(熱電(dian)解耦)項目(mù)及抽汽擴(kuo)能項目現(xian)場聯絡會(huì)’，确定了改(gai)造技術路(lu)線。”丹東電(dian)廠運行部(bù)副主任、高(gao)級工程師(shī)宮作夫向(xiàng)記者介紹(shao)道，“我們的(de)目标就是(shi)深挖機組(zu)深度調峰(fēng)期間的節(jiē)能方法，優(you)化設備運(yùn)行方式調(diao)整，确保深(shēn)度調峰期(qī)間盡量提(ti)高機組經(jīng)濟性”。
記者了解(jiě)到，除國電(diàn)電力莊河(he)發電、華能(neng)國際丹東(dōng)電廠外，華(hua)能營口電(dian)廠60萬千瓦(wǎ)超臨界機(jī)組也已完(wan)成靈活性(xing)和深度調(diào)峰改造，在(zai)AGC控制方式(shi)下，最低負(fu)荷可以控(kòng)制到30%(18萬千(qian)瓦,幹态)。
“‘十(shí)三五’期間(jiān)，随着可再(zài)生能源發(fā)電全額保(bao)障性收購(gòu)制度的實(shí)行，我國火(huo)電靈活性(xing)改造工作(zuo)将同步鋪(pù)開，熱電機(jī)組和常規(guī)煤電靈活(huó)性改造規(guī)模分别達(dá)到1.33億千瓦(wǎ)和8600萬千瓦(wa)左右，并開(kāi)展針對性(xìng)的改造難(nan)度評估，為(wei)火電靈活(huó)性改造工(gong)作的順利(li)開展提供(gòng)支撐。”中國(guo)電機工程(chéng)學會熱電(diàn)專業委員(yuan)會秘書長(zhǎng)王新雷向(xiàng)記者透露(lu)。
